Quanta gent necessita dissenyar un xip?

Mia Wangjapan. kgm

Saps quants passos cal per fer un xip? Només fa 3 passos, dissenya el xip, fabricant el xip, i finalment segella i prova el xip. No obstant això, és tan senzill fer patates? Òbviament no. Un centenar de milions de persones poden comprar una casa a Xangai Tomson Blava, però potser no podrà donar suport a un xip de disseny en producció massiva. I això només és per aquelles fitxes que utilitzen la tecnologia madura. Per fer xips amb tecnologia avançada, el cost de la capital és encara més car. El disseny va costar 5nm xips és tan alt com 476 milions de dòlars americans.

Avui, anem a donar un cop d'ull a quants passos cal per fer un xip des de zero, i per què és tan "gold"?

Disseny de xip

El dibuix de disseny d'un xip és el primer pas més important de la fabricació d'un xip. En altres paraules, el disseny del xip és la base d'un bon xip. Fins i tot si la fabricació de sortida, els paquets de paquets i les capacitats de proves són invencibles, no hi ha un dibuix de disseny inútil.

Com a un dels projectes més petits i més ambiciosos del món, el disseny de xips no és tan simple com dibuixar imatges a un ordinador. En general, l' etapa del disseny del xip es pot dividir en quatre processos importants: definició d' especificació, disseny de nivell del sistema, disseny frontal i disseny de fons.

1. Definició específica de l' especificació

La definició específica vol dir que a l'inici del disseny de xips, els enginyers fan una bona feina d'anàlisi de requeriments de xips, determinen el nivell de control de costos, propòsit i rendiment del xip, i completa la definició de les especificacions de producte per determinar la direcció global del disseny. Llavors comproveu els protocols amb els que s'han de tractar, d' altra manera el xip no serà compatible amb els productes del mercat, ni serà capaç de connectar-se amb altres dispositius. Finalment, el mètode d' implementació del xip s' estableix, s' assigna diferents funcions a diferents unitats, i s' estableix el mètode de connexió entre diferents unitats, de manera que per completar la fórmula de les especificacions. El propòsit de la definició d' especificació del xip és assegurar- se que el xip dissenyat no tindrà cap error.

Disseny de nivell 2.system

Atès que el disseny de xips ha de considerar extensament la interacció del sistema, la funció, el cost, el consum d' energia, el rendiment, la seguretat i la facilitat del xip, etc., els enginyers necessiten dissenyar solucions de disseny i disseny d' arquitectura específiques basant-se en les definicions d' especificació anteriors i dividir mòduls. Funció, arquitectura clara del xip, mòduls de negoci, subministrament d'energia i altres sistemes i dissenys, com CPU, GPU, NPU, RAM, connexions, interfícies, etc.

Disseny de 3.Front- end

El disseny frontal del xip també s'ha convertit en el disseny lògic. Es pot dir que és l'ànima de l'escenari de disseny de tot el xip. Realment s'adona del procés de desenvolupar el xip des de zero. I què inclou principalment el disseny frontal?

El disseny frontal del sistema és la solució determinada pel enginyer d' acord amb el disseny del sistema, amb un disseny de circuits específic per a cada mòdul, i usant el codi Verilog o VHDL (idioma de descripció del maquinari) per a descriure la implementació específica del circuit en el nivell de transferència RTL (Register Transfer Level). Simplement poseu- lo, és descriure i adonar-se de la funció del mòdul amb codi, és a dir, per descriure la funció de circuit de maquinari real a través de l'idioma HDL per formar codi RTL. El codi darrera del codi correspon al circuit, així que l'enginyer del disseny de primera categoria necessita saber quina mena de circuit serà el codi en escriure el codi.

Després de generar el codi, es requereix la verificació de simulacions. D'acord amb les especificacions establertes, la correcció del disseny del codi es comprova repetidament mitjançant la verificació de simulació. La verificació és el procés més llarg i intensiu de treball en el disseny de xips. Segons les estadístiques tècniques de paper blanc, el 40% dels recursos d'un projecte s'utilitzen a la fase de verificació.

Després de completar la verificació, cal realitzar la síntesi de lògica, i usar l' eina EDA per a descriure la descripció RTL del nivell de transferència de registre a la llista de xarxes (Netlist) per assegurar que el circuit compleixi l'estàndard en termes dels paràmetres de destí com l' àrea i el temps. Després fa un anàlisi de temps estàtic, apliqueu un model de temps específic, i analitzeu si viola les restriccions de temps donats pel dissenyador d' un cicle específic.

El procés de disseny frontal no és un procés de nit. Cal que els enginyers es sintetitzin repetidament, verificar i comprovar diverses regles de disseny per assegurar-se de la correcció del disseny i assegurar-se que la disposició i l'acceleració del disseny és factible i optimitzada.

Disseny 4. backend

El disseny de fons és la comprensió del disseny frontal. Específicament, és la llista física convertida des de la síntesi de lògica, i després es converteix en un fitxer gràfic que la fàbrica de fabricació pot utilitzar per fabricar la màscara.

La primera cosa a fer és DFT (Design for Test), la qual es pot dissenyar per a la prova. El xip sovint té el seu propi circuit de prova, que necessita ser pre-planat i inserit en diversos circuits lògics per a comprovar xips.

La segona és la planificació de la disposició, col·locant el mòdul d'unitat de macro del xip, i determinar la posició de col· locació de diversos circuits funcionals, com ara mòduls IP, RAM, I/O pins, etc., l'àrea del xip, la convergència, l'estabilitat i el cablejat. La dificultat i la dificultat es afectaran amb la planificació de la disposició de carreteres.

Llavors, es realitza la síntesi d'arbres del rellotge, és a dir, el cablejat del rellotge per connectar els diversos components. Com que el senyal del rellotge toca el paper de l' ordre global en el xip digital, està connectat simètricment a cada unitat de registre, de manera que quan el rellotge abasta cada registre de la mateixa font del rellotge, la diferència del retard del rellotge és la més petita, per tant, sovint es requereix cablejat.

Després del cablejat del rellotge, realitza el cablejat comú, incloent cablejat entre diverses cel· les estàndard (lín circuits de lògica de la porta); extraieu paràmetres parasitics i torneu a analitzar per verificar la integritat del senyal; disposició de la producció de xips GDS.

A mesura que l'últim pas abans de la producció, el disseny de fons s'enfronta sovint a molts reptes i horaris ajustats en el disseny real. Després d'entrar a la nanoera, amb l'augment de la complexitat de la disposició i el cablejat, la seva importància s'ha tornat cada cop més prominent. No obstant això, per a algunes petites empreses de disseny i de mida mitjana, un equip excel·lent de disseny i despeses capitals mínimes són com "fish" i "la pota de l'Ós" no pot tenir les dues. La dura capital farà pitjor les coses, però si no hi ha disseny de suport i només s'utilitzen enginyers frontals, la manca d'experiència del projecte pot causar una gran duplicació de treball, i fins i tot afectaran el consum final de rendiment i el consum d'energia del xip. En aquest context, com trobar el millor fulsticrum entre els dos i obtenir l'eficiència més alta de retorn sobre despeses capitals esdevé la clau, i aquest fulrum és difícil d'aconseguir només per la mateixa empresa i requereix el suport d'un equip professional.

De fet, moltes companyies de xips escullen donar suport a les empreses de disseny de disseny. Sí, hi ha una altra divisió industrial de treball. Les empreses de disseny de Chip no són empreses de disseny de xips ni empreses de fabricació per sota, però són un producte inevitable del desenvolupament de la indústria dels xips. Un pont important es construeix entre empreses de disseny i fabs, com Creative Electronics, VeriSilicon, Moore Elite, Faraday Techn, Britmeconductor, que avui dia són familiars a tots, totes pertanyen a companyies de disseny de serveis de xips.

Es pot dir que el servei de disseny de xips juga el paper d'un centre de disseny de xips en la cadena de la indústria de xips. És d'un gran valor en el disseny de les empreses, especialment les empreses de disseny en engegar i els seus serveis de disseny perfectes són encara més importants. Un dels valors. En general, les empreses de disseny de xips tenen una experiència rica en el disseny de fons. Per exemple, Creative Electronics, com a empresa de servei de disseny IC personalitzada, també és molt professional en un entorn de suport digital (DFT, STEA, APR). Els serveis DFP setmanals es poden proporcionar. Moore Elite és una plataforma de disseny de xips d'alta i de servei de cadena de cadena a la Xina, dedicada a "la Xina no té xips difícils," en el camp dels serveis de disseny de xips, Moore Elite proporciona solucions ASIC i giratives, i el seu equip de disseny estable, amb experiència extensa en disseny de SoC i gestió de projectes, pot tornar a proveir dissenys digitals per a processos avançats. Tot i que els assumptes de Brite Semiconductor sobretot inclouen serveis IP i de personalització, els seus serveis de personalització també cobriran el suport cap enrere, i la seva força no ha de ser subestimada.

Amb el desenvolupament continu de la Llei Moore, juntament amb la tendència del desenvolupament de la miniaturització i la integració, el disseny de suport s'ha tornat més i més complex i més important. Diferents d'aquests fabricants de sistemes i empreses d'Internet amb butxaques profundes, les empreses de xips'startups' necessiten més saber com "empaquetar la llum" i obtenir xips al mercat ràpidament amb el risc més baix possible i el cost.

fabricació de xips

La fabricació de xips és un pas clau en convertir un xip d'un dibuix en una cosa real, però encara hi ha un pas important abans que la producció massiva del xip sigui cinta-out, el qual sovint es refereix a la producció del judici.

Per al desenvolupador dels xips, la cinta és equivalent a l'examen dels estudiants. Els estudiants "smellen la prova i canvien el color" i el desenvolupador del xip "festa la cinta i canvia el color." La raó és que el cost de la cinta és massa seriós. Un fracàs de cinta sovint vol dir milions o fins i tot desenes de milions de pèrdues i una oportunitat del mercat perdut durant almenys mig any. Moltes empreses de xips d'inici han desaparegut en la gran indústria de xips degut al fracàs de la cinta. Els motius pel fracàs de la cinta també són molt estranys. Pot ser que VDD i GND estiguin instal·lats cap enrere, o pot ser que el humit net tingui el líquid equivocat. En poques paraules, qualsevol petita supervisió pot portar al fracàs de la cinta.

Com més a prop de casa, quants passos hi ha en la fabricació de xips, i per què les companyies poden "discolor la pel·lícula"? S'entén que un xip de producció implica uns processos 2000-500. L'autor pot no ser capaç de presentar-los a tots, així que només puc introduir alguns passos clau.

En un sentit ample, la producció de wenfer inclou dues grans passes de fabricació i de fabricació esgotament, més el procés de proves d'agulles, que es refereix col·lectivament a com a procés de fabricació de pre-waferfer, mentre que l'empaquetament i les proves que s'introduiran a continuació s' anomenen procés enrere de teixit wend.

1. Després de la deoxidicació i la purificació de la sorra/quartz, diòxid de silici amb un contingut de silici del 25%, que és llavors refinada en un forn d'arc elèctric, clorurgat amb àcid hidrocric, i condensar-se per obtenir una puresa de silici amb una puresa més del 99%.

2. La fabricació interior: Crista Crista del cristall es va fondre a altes temperatures, i s'obsessiona a través del mètode de rotació i estirar, a través del creixement del coll, el creixement de la corona, el creixement cristal·lular i el creixement de la cua.

3. Slicing: Talla la barra de vidre més tard, usant una fulla prima d' anell amb forma fina vist amb partícules de diamant a quadres en la seva vora interior del diàmetre per tallar en gofers amb bàsicament la mateixa gruixor.

4. Grinding i politing: Grind i politeja l'aparença del wafer, elimina les marques i danys a la superfície de la whafer durant el tall, i fa que la superfície de la wfer arribi a la suau requerida.

5. Oxidicació: Oxidicació i desposició química es fan a la superfície. Una és ser una capa auxiliar per al procés posterior, i l'altra és ajudar a aïllar dispositius elèctrics i prevenir circuits curts.

6. Fotofítografia i tintografia: girar una capa d'issistit de fotos a la superfície del whauiditzat whafer, després exposar-lo, i després desenvolupar el diagrama de circuits per revelar-ho. Llavors les reaccions químiques o el bombardeig de la superfície del plasma s'utilitzen per transferir patrons de circuits.

7. L'intenció i l'anenneització: els fons i impuritat són bombardejats en la semiconductora, i després la semiconductora de semiconductor, i després la semiconductora està escalfada a una certa temperatura, en activar les diferents propietats elèctriques del material semiconductor.

8. S'utilitza per a formar diferents capes metàl·lics i capes insuulars, i l'elecció està dedicada al creixement de les capes metàl·liques de coure.

9. La mecànica química mol·login: mol·lotant i politejant per una combinació de corossió química i mecànica rodant.

10. Finalment, diverses capes de circuits i components s'han processat i fabricat en el whafer.

11. Procés de prova d' agulla de Wafer: usa un provador d' agulla per provar les característiques elèctriques de cada mort i descartar la mort no qualificada.

Desempaquetament i proves de l'hip

L'empaquetament i les proves és l'empaquetament de l'empaquetament i les proves en el procés de fons de la fabricació que s'ha esmentat més amunt. L'empaquetament es refereix al procés de processament wfers que han passat la prova per obtenir patates. La prova és detectar fitxes de deserts, incloent les proves wfer i els productes acabats abans de l'empaquetament. Prova.

A mesura que l'última milla abans de la producció de xips, paquets de paquets i proves també és un pas crucial per al xip acabat. Els paquets poden protegir, recolzar, connectar, destruir la calor, i la fiabilitat del xip, mentre que les proves poden garantir la qualitat del xip, fins i tot millorar la qualitat dels carregaments, i evitar el flux de xips defectuosos. Específicament, els passos de paquets i proves es divideixen principalment en:

1. De cop i volta: finejant la part posterior de la wenfer per aconseguir la gruixa requerida per a l'empaquetament.

2. tall de Wafer: S'ha tallat el walfer en individuals Dices, i després s'han netejat els Dices.

11. Prova del xip: està dividit en proves generals i proves especials. La prova general és provar les característiques elèctriques del xip, i està dividida en diferents nivells segons les seves característiques elèctriques. La prova especial és una prova especial per veure si es pot trobar amb les necessitats especials dels clients.

12. Els productes que han passat la prova han estat etiquetats amb especificacions, models i dates de fabricació, i estan empaquetats abans de sortir de la fàbrica.

Escriu al final

La fabricació de xips és una autèntica indústria per cremar diners. Per aconseguir una producció massiva d'un xip, cada un dels passos anteriors és la clau. Per a'startups' que no tenen gent, diners i recursos, per no esmentar el model IDM, és difícil cultivar un equip professional en els quatre processos principals de l'escenari de disseny de xips. L'èxit de l'empresa'startup' no és suau navegant. La pressió que afronten és inimaginable per a la gent corrent, i també està canviant ràpidament. Les girs i girs són inevitables, però com anar pels pocs girs més petits és controlar, la clau és trobar la solució més adequada per a si mateix és també la direcció en la que molts xips comencen estan funcionant actualment.