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如何“磨”出好芯片?

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浏览:- 发布日期:2019-04-15 13:58:46【

 芯片的竞争市场是越来越激烈。面对市场的激烈,如何才能”磨“出好芯片?

要做出好的芯片,正确的产品方向和规划是前提,还要从研发、生产、销售、客户、公司五个维度来打磨。同时,五个维度之间需要相互理解,有了理解才会更好磨合,才能磨出好芯片。


成功的芯片,不只是来自研发设计,也来自生产的成本管控和品质管控,也来自销售的推广力、客户的反馈和信任,也来自公司的管理和构建产品力。尽管国内芯片市场广阔、发展迅速,但面对的依旧是芯片对外依赖程度高、自给率低下、竞争激烈的“残酷”现实。中国芯片设计行业要实现快速突破和持续发展,需要从五个维度来打磨:


芯片技术和产品的开发是一个持续优化的过程。一款芯片的设计开发,需要根据产品的系统应用需求来确定对芯片功能和性能指标的要求,平衡功能集成和功能外置,并兼顾芯片兼容性,选择芯片工艺及工艺平台,追求芯片最优性价比,同时达到整个应用系统的低成本高性能。


芯片的研发过程是一个多次循环迭代的过程。产品定义好了之后,先设计芯片电路再仿真,确定没有问题后再投片。数字芯片仿真模型比较准,射频模拟芯片的仿真模型相对没有那么准,仿真结果和晶圆回来后测试的结果往往有差距,需要依靠芯片设计工程师的经验摸索和把控。后端版图实现过程中,如果时序、功耗、面积、后仿真等通不过,也可能要返回原始设计进行修改;芯片投片回来后,测试性能指标和可靠性达不到设计要求,需要定位分析问题,修改设计,再次投片验证等等。


芯片研发流程复杂,周期长,投入大。任何一个细节考虑不到或者出错,都会导致芯片失败;芯片技术研发创新也充满不确定性,可能导致芯片研发周期拖延半年或者一年,甚至更久。一个成熟芯片的研发,有可能需要多次的投片验证,一次投片验证需要6个月左右。因此,为了减小投片风险,系统设计和测试验证的工作十分重要,除了依靠EDA工具,另外要依靠芯片设计人员的经验和时间投入。


生产:品质是磨出来的


设计决定品质,生产决定品质。芯片品质,是在芯片设计和生产之间通过交流和互动进行打磨和完善的过程。


一颗芯片的制造工艺非常复杂,涉及2000多道工序。芯片生产的过程中,晶圆制作和封装测试都影响和决定芯片的品质。晶圆厂的工序和流程比较严格和规范,可以干预的管控很少,生产过程中晶圆出品质问题的概率较低;封装厂在进行晶圆Die粘片、打线、塑封、镀锡、切割等操作过程中出现偏差导致芯片品质问题的概率相对高一些。芯片的生产品质控制也是一个过程,需要质量专业人员进行流程监管和控制,需要对各个工序之间和操作人员进行不断规范和磨合。


测试是控制芯片品质的最有效手段。测试分为量产前NPI阶段的可靠性测试和量产后的功能与性能测试。芯片成品FT测试是指功能与性能测试,测试项的多少与测试值范围的设定需要平衡芯片成本和芯片失效率(PPM),测试费用的增多和生产良率的降低直接导致芯片成本增加;可靠性测试也是芯片品质的保障,测试包括HTOL、ESD、THB、uHast和bHast,THB和bHast一般二选一。品质是在跟客户的互动中磨出来的,华为对品质要求是最严的,对可靠性测试要求也是最高的,品质最终形成于产品研发设计、中试、制造、分销、服务和客户使用的全过程。

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