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芯片行业中wafer,die,cell的概念

 辰光5122 2021-08-17

芯片的生产制造也是以客户为中心,下图是芯片生产制造简化流程。

芯片行业中wafer,die,cell的概念

芯片生产制造简化流程

今天,我来介绍一下芯片行业中几个关键的术语:wafer,die,cell的概念与区别。

wafer,就是大家说的晶圆,晶圆的成分是硅,硅是由石英沙提炼出来的,将其纯化制成硅晶棒,将其切片就是芯片制作需要的晶圆。目前业界所谓的6英寸,12英寸还是18英寸晶圆其实就是晶圆直径的简称,只不过这个寸是估算值。实际上的晶圆直径是分为150mm,300mm以及450mm这三种,而12吋约等于305mm,为了称呼方便所以称之为英寸晶圆,目前国内晶圆生产线以 8英寸和 12 英寸为主。

经过光刻,参加杂质,晶圆上形成点阵状晶粒,晶粒叫做die,如图所示。用针法测试了各晶粒的电学性能。一般来说,每个芯片都有大量的晶粒,组织一次 pin 测试模式是一个非常复杂的过程,这就要求尽可能批量生产相同规格型号的芯片。数量越大,相对成本就越低,这也是主流芯片设备成本低的一个因素。

芯片行业中wafer,die,cell的概念

wafer 上点阵晶粒的die

将测试合格的die切割下来,做封装,如图所示。

芯片行业中wafer,die,cell的概念

die划下封装成芯片

这边封装有一个重要概念:单封,合封。

单封:一个封装芯片中只包含一个Die。合封:一个封装芯片中有两个或两个以上Die。

现在,功能复杂的SOC大多都采用合封,合封技术相对于单封技术减少了Die之间的连接线长度,具有更小的线延迟。从时序的角度来看,减少output delay以及input delay,减少latency,有利于时序收敛。合封减少了芯片面积,但是,合封技术对封装工艺提出了更高的要求,同时,对芯片的散热提出了更高的要求。

品质合格的die切割下去后,原来的晶圆成了下图的样子,残余的die是品质不合格的。

芯片行业中wafer,die,cell的概念

晶圆上不合格的die

cell在集成电路中的解释为“单元”,比die还要更小级别,通常有这么一个关系:

wafer > die > cell

把die进一步划分为多个cell,即功能单元,比如IO单元、电源管理单元等。

作为从事芯片验证的工程师,我责任与义务开始芯片行业知识科普与学习,与条友们一同学习进步。

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