流片(tape-out)是指通過一系列工藝步驟在流水線上制造芯片,是集成電路設計的最后環節,也就是送交制造。流片即為"試生產",是把電路設計變成ASIC芯片的過程。即Fabless廠商設計完電路后,在所有檢查和驗證都正確無誤的情況下,將最后的GDSII文件交由Foundrv廠先生產一部分樣品芯片(通常為數十片或上百片不等),以檢驗每一個工藝步驟是否可行,以及電路是否具備所需的性能和功能。 tape是"磁帶"的意思。早期進行芯片設計,都是以磁帶來存儲芯片設計數據的,因此稱為tape-out。雖然目前多以電子文檔提交數據,但這一稱呼沿用至今。 隨著芯片密度的提高和設計復雜性的增加,公司對“流片"一次性成功的需求越來越迫切。一旦流片失敗,輕則資金打水漂,重則公司直接倒閉。
一、流片失敗那些事兒
1994年,英特爾(Intel)推出了Pentium處理器。然而,Pentium處理器很快被發現存在著一個嚴重的浮點除法錯誤,導致在某些特定計算情況下的計算結果錯誤。這個技術問題引發了廣泛的輿論和消費者不滿,最終英特爾召回了大量的Pentium處理器并承擔了巨大的損失。
2011年,AMD推出了Bulldozer架構的處理器。然而,Bulldozer架構在性能上與競爭對手相比表現較差,尤其是在單線程性能方面。這個技術問題導致AMD在市場上的競爭力下降,銷售不如預期。
2015年,高通(Qualcomm)推出了Snapdragon 810處理器,這是一款面向智能手機和平板電腦的處理器。然而,Snapdragon 810處理器在推出后不久就遇到了嚴重的熱性能問題。這個技術問題導致部分手機廠商放棄使用Snapdragon 810處理器,大大影響了高通的市場份額和銷售。
這些案例表明,技術問題可能導致半導體企業的流片失敗。這些問題可能涉及設計錯誤、工藝問題、性能不符合預期等。對于半導體企業來說,流片的目的是發現芯片在實際應用時存在的問題并進行解決。并非所有的流片都會成功。如果樣片測試成功,或通過小的修改即符合預期,就可以大規模地制造芯片,投入量產。反之,如果測試失敗,可不是簡單回頭修改修改軟件,等待再次流片這么簡單。流片的成本是十分高昂的,如果連續兩次以上流片失敗,公司很可能會考慮取消該芯片的制造計劃。因為繼續下去投入的成本過多,即使最后流片成功也挽回不了損失,而且流片失敗還將大大延誤產品上市的時間,這在快速多變的市場中對企業是致命的打擊。
對于大廠來說尚且如此,想來對于大部分的中小企業來說流片失敗更為嚴重。值得注意的是,除了價格以外,中小企業在流片或量產環節還面臨著包括產能、交期在內的諸多挑戰: 1.對Foundry體系不了解,缺乏工藝選型的經驗和Foundry打交道的經驗; 2.主流Foundry準入門檻高,新興玩家難以申請預期的工藝或支持,溝通成本高;3.缺乏系統的供應鏈管理能力,尤其在量產產能爬坡階段,對產能、交期、質量過于樂觀; 4.產能緊缺情況下,缺乏備貨機制,恐慌性下單或有了訂單再下單導致產能跟不上市場需求。此外,交期的變化、產能的波動都會大大增加初創公司與晶圓代工廠的溝通成本,降低效率。
在流片前,對設計的正確性進行充分的驗證是非常必要的。中小芯片設計企業可以尋求有資源、有經驗的第三方流片服務平臺進行合作,一同來解決遇到的供應鏈難題。
二、摩爾精英流片服務
龐大的市場需求催生了供應鏈服務行業新的業務模式,針對客戶痛點“對癥下藥”。摩爾精英的流片服務業務,其依托于與國內外主流晶圓代工廠建立長期戰略合作關系,憑借自有專業團隊和項目經驗等方面的優勢,根據客戶需求提供質量、交期和性價比均衡的流片解決方案。
摩爾精英擁有完整的Foundry流片整合平臺,一站式對接主流Foundry,提供工藝平臺橫向對比,選擇最優工藝,自建專業AE支持團隊、專業供應鏈管理團隊,數據安全,流程可追溯。業務內容包含了MPW、Full Mask、量產服務和IP選型服務,17家晶圓廠50+主流工藝,工藝節點覆蓋8nm-350nm,能夠靈活支持多類型客戶需求。 截至目前,其服務累計超過650+芯片公司,1000+芯片項目Tape-out,通過提升運營效率,匯聚采購需求,提高議價能力,顯著降低客戶成本和縮短客戶芯片研發周期。在目前的現狀下,擅于借助供應鏈服務廠商的專業能力和資源,或是中小芯片設計企業應對流片/產能以及后續封裝困擾的最優解。
MPW服務——提升一次流片的成功率,也是降低流片成本
MPW (Multi Project Wafer) 就是一種可以幫助設計企業降低成本的流片方式。MPW是指由多個項目共享某個晶圓,同一次制造流程可以承擔多個IC設計的制造任務,將多個使用相同工藝的集成電路設計放在同一晶圓上流片,制造完成后,每個設計可以得到數十片芯片樣品,這一數量對于原型設計階段的實驗、測試已經足夠。
摩爾精英MPW服務帶來的好處是顯而易見的,采用多項目晶圓能夠降低芯片的生產成本,為設計人員提供實踐機會,并促進了芯片設計的成果轉化,對IC設計人才的培訓,中小設計公司的發展,以及新產品的開發研制都有相當大的促進作用。基于多年MPW服務長期合作積累的經驗和技術,摩爾經驗可以為客戶提供工程批和量產批流片服務。
服務流程:
提供工藝選擇的相關資料 (工藝覆蓋8nm-350nm);
協助客戶完成Tape-Out流程;
幫助選擇合理及正確Process Devices和Production Mask;
跟蹤并保障Fab out schedule;
提供晶圓生產inline測試報告;
提供完整的晶圓物流及交貨服務;
審核編輯:劉清
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原文標題:提高芯片一次流片成功率,降低設計成本,助推產品上市!
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