芯片流片为什么这么贵 ?

芯片流片为什么这么贵 ? 晶圆喷涂工艺半导体超声喷涂 – 驰飞超声波喷涂

芯片行业对于流片都不陌生。

所谓流片,就是像流水线一样通过一系列工艺步骤制造芯片,该环节处于芯片设计和芯片量产的中间阶段,是芯片制造的关键环节。

简单来说就是将设计好的方案,交给芯片制造厂,先生产几片几十片样品,检测一下设计的芯片能不能用,然后进行优化。如果测试通过,就按照这样开始大规模生产了。

芯片流片为什么这么贵 ? 晶圆喷涂工艺 - 半导体超声喷涂 - 驰飞超声波喷涂

所以为了测试集成电路设计是否成功,必须进行流片。这也是芯片设计企业一般都在前期需要投入很大成本的重要原因。

一颗芯片从设计到量产,流片属于非常关键的环节。当芯片完全设计出来以后需要按照图纸在晶圆上进行蚀刻,采用什么样的制程工艺,多大尺寸的晶圆,芯片的复杂程度都会影响这颗芯片的流片成功率和成本,而且许多芯片都不是一次就能流片成功的,往往需要进行多次流片才能获得较为理想的效果。

但流片是一件非常烧钱的事,多几次流片失败,可能就会把公司搞垮。有芯片大厂算过这笔账,14nm工艺芯片,流片一次需要300万美元左右,7nm工艺芯片,流片一次需要3000万美元,5nm工艺芯片,流片一次更是达到4725万美元。可见,流片对于芯片设计企业来说是一笔巨大花费,尤其是对于行业中小企业来讲,实际流片的价格比大厂又高很多,让本不富裕的“生活”更是雪上加霜。

芯片流片的价格为什么这么贵?

这就要提到芯片的制造原理了。

芯片制造要在很小的芯片里放上亿个晶体管,制造工艺已经到了纳米级,只能用光刻来完成。光刻就是用光刻出想要的图形,光刻需要用到掩膜版(又称光罩,Mask),掩膜版就是把设计好的电路图雕刻在上面,让光通过后,在晶圆上刻出图形。

流片贵,一方面是因为刚开始有许多工艺需要验证,从一个电路图到一块芯片,检验每一个工艺步骤是否可行,检验电路是否具备所要的性能和功能。芯片流片过程至少持续三个月(包括原料准备、光刻、掺杂、电镀、封装测试),一般要经过1000多道工艺,生产周期较长,因此也是芯片制造中最重要最耗钱的环节。

如果流片成功,就可以据此大规模地制造芯片;反之,就需要找出其中的原因,并进行相应的优化设计。

其中,芯片流片贵,主要贵在掩膜版和晶圆,这两项价格不菲且都是消耗品,其中掩膜版最贵,一套中端工艺制程的掩膜版价格大约在50万美元左右,而一片晶圆的价额也在数千美元。

来源:半导体行业观察

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