芯片基礎(chǔ)：什么是MPW和Corner

你手上的樣片，是什么類(lèi)型的樣片？如果是未經(jīng)過(guò)Corner驗(yàn)證和可靠性測(cè)試的，需要多注意~ 這也是很多公司喜歡選擇被頭部企業(yè)驗(yàn)證過(guò)的量產(chǎn)芯片原因；

今天，小二和大家介紹下，芯片設(shè)計(jì)完成后，一般會(huì)經(jīng)過(guò)的幾次關(guān)鍵投片

本文目錄：

• • 什么是MPW？為什么要MPW？
  • 晶圓生產(chǎn)角度真正了解MPW
  • 什么是FullMask
  • 什么是ECO
  • 什么是Corner片

1、什么是MPW，為什么要MPW

MPW和電路設(shè)計(jì)PCB的拼板打樣類(lèi)似，全名叫Multi Project Wafer，多項(xiàng)目晶圓，是將不同芯片公司基于相同工藝設(shè)計(jì)的芯片放在同一晶圓上流片；

晶圓廠每年都會(huì)有固定的幾次MPW機(jī)會(huì)，叫Shuttle （班車(chē)），到點(diǎn)即發(fā)車(chē)，是不是非常形象

不同公司拼Wafer，得有個(gè)規(guī)則，MPW按SEAT來(lái)鎖定面積，一個(gè)SEAT一般是3mm*4mm的一塊區(qū)域，一般晶圓廠為了保障不同芯片公司均能參與MPW，對(duì)每家公司預(yù)定的SEAT數(shù)目會(huì)限制；（其實(shí)SEAT多了，成本也就上去了，MPW意義也沒(méi)有了）

因?yàn)槭瞧碬afer，因此通過(guò)MPW拿到的芯片數(shù)目就會(huì)很有限，主要用于芯片公司內(nèi)部做驗(yàn)證測(cè)試，也可能會(huì)提供給極少數(shù)的頭部客戶(hù)；

從這里大家可能已經(jīng)了解了，MPW是一個(gè)不完整的，不可量產(chǎn)的投片；

那，為什么要做MPW呢？

因?yàn)樾酒顿Y太貴了，而基于新工藝或者變化較大的新設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)有問(wèn)題，投片的最差結(jié)果可能是無(wú)法點(diǎn)亮，或者關(guān)鍵的功能，性能不及預(yù)期，小則幾百萬(wàn)，多則上千萬(wàn)打水漂；

MPW投片成本小，一般就小幾十萬(wàn)，可以很好降低風(fēng)險(xiǎn)；

需要注意的是，因?yàn)镸PW從生產(chǎn)角度是一次完整的生產(chǎn)流程，因此其還是一樣耗時(shí)間，一次MPW一般需要6~9個(gè)月，會(huì)帶來(lái)芯片的交付時(shí)間后延；

2、晶圓生產(chǎn)角度真正了解MPW

畢竟芯片加工還是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過(guò)程，我相信很多朋友看完第一節(jié)，和小二之前理解的晶圓結(jié)構(gòu)，是下圖的，一個(gè)框歸屬于一個(gè)芯片公司

實(shí)則不然，這就需要和晶圓的生產(chǎn)流程的光刻技術(shù)相關(guān)了；

現(xiàn)階段的光刻技術(shù)DUV/EUV等，大多采用縮影的方式進(jìn)行曝光，如下圖所示

圖片：CUMEC服務(wù)平臺(tái)

采用1：5 放大的mask，對(duì)晶圓進(jìn)行曝光，一次曝光的矩形區(qū)域通常稱(chēng)為一個(gè)shot，完成曝光后，光刻機(jī)自動(dòng)調(diào)整晶圓位置，對(duì)下個(gè)shot進(jìn)行曝光，如此循環(huán)（Step-and-Repeat），直到整個(gè)晶圓完成曝光，而這一個(gè)Shot的區(qū)域，則是大家一起分擔(dān)SEAT的區(qū)域；

如下示意圖中，一個(gè)Shot里面劃分4個(gè)小格，每個(gè)格子給到一家廠商的設(shè)計(jì)

圖片：CUMEC服務(wù)平臺(tái)

圖片：CUMEC服務(wù)平臺(tái)

一般而言，MPW晶圓一般最多20個(gè)用戶(hù)分享；

3、什么是FullMask

FullMask，“全掩膜”，即制造流程中的全部掩膜都為某個(gè)設(shè)計(jì)服務(wù)，即上節(jié)中所有Shot里都是同一家的；

圖片：CUMEC服務(wù)平臺(tái)

FullMask的芯片，一片晶圓可以產(chǎn)出上千片DIE；然后封裝成芯片，可以支撐大批量的客戶(hù)需求；

4、什么是ECO

如果MPW或者FullMask的芯片，驗(yàn)證有功能或者性能缺陷，就需要改版了，也經(jīng)常會(huì)用到ECO這個(gè)詞；

ECO，即Engineering Change Order的縮寫(xiě)，指工程改變命令，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是手動(dòng)修改集成電路的過(guò)程，換句話(huà)說(shuō)，就是直接手動(dòng)修改netlist。

ECO可以發(fā)生在Tapeout之前，過(guò)程中，或者之后；Tapeout之后的ECO，改動(dòng)少的可能僅需要改幾層Metal layer，改動(dòng)大的話(huà)可能需要?jiǎng)邮畮讓覯etal layer，甚至重新流片；

有的芯片設(shè)計(jì)公司，芯片可以ECO 5次以上，也是刷新了小二的認(rèn)知；

5、什么是Corner片

大家知道，芯片的生產(chǎn)制造是一個(gè)化學(xué)&物理過(guò)程，

工藝偏差（包括摻雜濃度、擴(kuò)散深度、刻蝕程度等）會(huì)導(dǎo)致不同批次晶圓之間，同一批次不同晶圓之間，同一晶圓不同芯片之間的性能都是不相同的

在一片wafer上，不可能每點(diǎn)的載流子平均漂移速度都是一樣的，隨著電壓、溫度不同，它們的特性也會(huì)不同，把他們分類(lèi)就有了PVT（Process，Voltage，Temperature）

而Process又分為不同的corner：

TT：Typical N Typical P

FF：Fast N Fast P

SS：Slow N Slow P

FS：Fast N Slow P

SF：Slow N Fast P

為了保證性能，在正式量產(chǎn)前，芯片都會(huì)投專(zhuān)門(mén)的Corner片，用于驗(yàn)證工藝偏差在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)；

如下是55nm Logic工藝片的例，擬定的corner split table

轉(zhuǎn)自 MMIC求同存異

#1 & #2 兩片pilot wafer，一片盲封，一片測(cè)CP

#3 & #4 兩片hold在Contact，為后道改版預(yù)留工程wafer，可以節(jié)省ECO流片時(shí)間

#5～#12 八片hold在Poly，等pilot的結(jié)果看是否需要調(diào)整器件速度，并驗(yàn)證corner

除了留有足夠的芯片用于測(cè)試驗(yàn)證，Metal Fix，還應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目需求，預(yù)留盡可能多的wafer作為量產(chǎn)出貨

MMIC求同存異：流片Corner Wafer介紹

你手上的樣片，是什么類(lèi)型的樣片？如果是未經(jīng)過(guò)Corner測(cè)試和可靠性測(cè)試的，需要多注意~ 這也是很多公司喜歡選擇被頭部企業(yè)驗(yàn)證過(guò)的量產(chǎn)芯片原因；