流片失敗那些事兒 如何提高芯片一次流片成功率降低設(shè)計成本？

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(shè)計的最后環(huán)節(jié)，也就是送交制造。流片即為"試生產(chǎn)"，是把電路設(shè)計變成ASIC芯片的過程。即Fabless廠商設(shè)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(chǎn)一部分樣品芯片(通常為數(shù)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(jìn)行芯片設(shè)計，都是以磁帶來存儲芯片設(shè)計數(shù)據(jù)的，因此稱為tape-out。雖然目前多以電子文檔提交數(shù)據(jù)，但這一稱呼沿用至今。 隨著芯片密度的提高和設(shè)計復(fù)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(fā)現(xiàn)存在著一個嚴(yán)重的浮點除法錯誤，導(dǎo)致在某些特定計算情況下的計算結(jié)果錯誤。這個技術(shù)問題引發(fā)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(dān)了巨大的損失。

2011年，AMD推出了Bulldozer架構(gòu)的處理器。然而，Bulldozer架構(gòu)在性能上與競爭對手相比表現(xiàn)較差，尤其是在單線程性能方面。這個技術(shù)問題導(dǎo)致AMD在市場上的競爭力下降，銷售不如預(yù)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(yán)重的熱性能問題。這個技術(shù)問題導(dǎo)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(shù)問題可能導(dǎo)致半導(dǎo)體企業(yè)的流片失敗。這些問題可能涉及設(shè)計錯誤、工藝問題、性能不符合預(yù)期等。對于半導(dǎo)體企業(yè)來說，流片的目的是發(fā)現(xiàn)芯片在實際應(yīng)用時存在的問題并進(jìn)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(yù)期，就可以大規(guī)模地制造芯片，投入量產(chǎn)。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(xù)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(xù)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(chǎn)品上市的時間，這在快速多變的市場中對企業(yè)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(yè)來說流片失敗更為嚴(yán)重。值得注意的是，除了價格以外，中小企業(yè)在流片或量產(chǎn)環(huán)節(jié)還面臨著包括產(chǎn)能、交期在內(nèi)的諸多挑戰(zhàn)： 1.對Foundry體系不了解，缺乏工藝選型的經(jīng)驗和Foundry打交道的經(jīng)驗； 2.主流Foundry準(zhǔn)入門檻高，新興玩家難以申請預(yù)期的工藝或支持，溝通成本高；3.缺乏系統(tǒng)的供應(yīng)鏈管理能力，尤其在量產(chǎn)產(chǎn)能爬坡階段，對產(chǎn)能、交期、質(zhì)量過于樂觀； 4.產(chǎn)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(dǎo)致產(chǎn)能跟不上市場需求。此外，交期的變化、產(chǎn)能的波動都會大大增加初創(chuàng)公司與晶圓代工廠的溝通成本，降低效率。

在流片前，對設(shè)計的正確性進(jìn)行充分的驗證是非常必要的。中小芯片設(shè)計企業(yè)可以尋求有資源、有經(jīng)驗的第三方流片服務(wù)平臺進(jìn)行合作，一同來解決遇到的供應(yīng)鏈難題。

二、摩爾精英流片服務(wù)

龐大的市場需求催生了供應(yīng)鏈服務(wù)行業(yè)新的業(yè)務(wù)模式，針對客戶痛點“對癥下藥”。摩爾精英的流片服務(wù)業(yè)務(wù)，其依托于與國內(nèi)外主流晶圓代工廠建立長期戰(zhàn)略合作關(guān)系，憑借自有專業(yè)團隊和項目經(jīng)驗等方面的優(yōu)勢，根據(jù)客戶需求提供質(zhì)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?qū)Ρ龋x擇最優(yōu)工藝，自建專業(yè)AE支持團隊、專業(yè)供應(yīng)鏈管理團隊，數(shù)據(jù)安全，流程可追溯。業(yè)務(wù)內(nèi)容包含了MPW、Full Mask、量產(chǎn)服務(wù)和IP選型服務(wù)，17家晶圓廠50+主流工藝，工藝節(jié)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(wù)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(fā)周期。在目前的現(xiàn)狀下，擅于借助供應(yīng)鏈服務(wù)廠商的專業(yè)能力和資源，或是中小芯片設(shè)計企業(yè)應(yīng)對流片/產(chǎn)能以及后續(xù)封裝困擾的最優(yōu)解。

MPW服務(wù)——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(shè)計企業(yè)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(dān)多個IC設(shè)計的制造任務(wù)，將多個使用相同工藝的集成電路設(shè)計放在同一晶圓上流片，制造完成后，每個設(shè)計可以得到數(shù)十片芯片樣品，這一數(shù)量對于原型設(shè)計階段的實驗、測試已經(jīng)足夠。

摩爾精英MPW服務(wù)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(chǎn)成本，為設(shè)計人員提供實踐機會，并促進(jìn)了芯片設(shè)計的成果轉(zhuǎn)化，對IC設(shè)計人才的培訓(xùn)，中小設(shè)計公司的發(fā)展，以及新產(chǎn)品的開發(fā)研制都有相當(dāng)大的促進(jìn)作用?；诙嗄闙PW服務(wù)長期合作積累的經(jīng)驗和技術(shù)，摩爾經(jīng)驗可以為客戶提供工程批和量產(chǎn)批流片服務(wù)。

服務(wù)流程:

提供工藝選擇的相關(guān)資料 (工藝覆蓋8nm-350nm)；

協(xié)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(chǎn)inline測試報告；

提供完整的晶圓物流及交貨服務(wù)；

審核編輯：劉清