芯片制造流程
?????? 一枚小小的芯片從設(shè)計(jì)之初到誕生會(huì)涉及到芯片設(shè)計(jì)、芯片生產(chǎn)、芯片封裝和測(cè)試等多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,可以說(shuō)每一個(gè)環(huán)節(jié)都是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的體現(xiàn)。
?? 接下來(lái)我就以蓋房子對(duì)比芯片制造過(guò)程
| ??????????????????????????????????????????? 蓋房子 | ??????????????????????????????????????????????? 芯片制造 |
| ?????????????????????????????????????? 開(kāi)發(fā)商拿地 | ?????????????????????????????????????????????? 芯片需求 |
| ??????????????????????????????????????????? 規(guī)劃設(shè)計(jì) | ???????????????????????????????????????????????? 芯片設(shè)計(jì) |
| ????????????????????????????????????????? 施工建設(shè) | ???????????????????????????????????????????????? 芯片生產(chǎn) |
| ??????????????????????????????????????????? 裝修 | ??????????????????????????????????????????????? 芯片封裝 |
| ???????????????????????????????????????????? 驗(yàn)收 | ?????????????????????????????????????????????? 測(cè)試驗(yàn)收 |
??? 首先我們來(lái)看蓋房子,并不是每個(gè)開(kāi)發(fā)商都有能力全部流程都自己搞定的,他會(huì)去找設(shè)計(jì)院做設(shè)計(jì)規(guī)劃,找施工隊(duì)搬磚,找裝修公司做裝修,找第三方機(jī)構(gòu)做驗(yàn)收。當(dāng)然不排除一些大的開(kāi)發(fā)商有能力(主要是要有錢(qián))自己完成全部工作,其實(shí)大部分也是自己的子公司。
??? 接下來(lái)我們開(kāi)看芯片制造,同樣的芯片制造也是只有少數(shù)幾家大公司能夠能夠集全部芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈于一身(IDM)。芯片廠(chǎng)商首先提出需求,由芯片設(shè)計(jì)公司(Fabless)根據(jù)需求對(duì)芯片進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)完成后交由芯片生產(chǎn)公司(Foundry)進(jìn)行生產(chǎn),然后進(jìn)行芯片封裝,最后測(cè)試驗(yàn)收。
??? 細(xì)心的同學(xué)們已經(jīng)注意到,我上面提到的IDM、Fabless和Foundry,這其實(shí)是三種芯片制造的運(yùn)作模式,下面我將對(duì)著幾種模式一一道來(lái)。
?? 少數(shù)幾家大公司能夠能夠集全部芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈于一身,如三星、TI等,我們稱(chēng)這種運(yùn)作模式為IDM(Integrated Device Manufacture),早期多數(shù)集成電路企業(yè)采用的模式,這種模式的優(yōu)勢(shì)是設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化,有助于充分發(fā)掘技術(shù)潛力,能有條件率先實(shí)驗(yàn)并推行新的半導(dǎo)體技術(shù),IDM的劣勢(shì)也很明顯,公司規(guī)模龐大,管理成本較高,運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較高,資本回報(bào)率偏低。目前僅有極少數(shù)大企業(yè)能夠維持。相當(dāng)于龍頭房企萬(wàn)科、恒大等。
??? 除了IDM模式,目前大部分芯片制造是由芯片設(shè)計(jì)公司主導(dǎo)的,相當(dāng)于是蓋房子找設(shè)計(jì)院做規(guī)劃設(shè)計(jì),但是這些設(shè)計(jì)公司并不具備芯片生產(chǎn)的能力,所以芯片設(shè)計(jì)完成后要將生產(chǎn)測(cè)試等環(huán)節(jié)交由代工廠(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn),這種無(wú)工廠(chǎng)芯片供應(yīng)商的模式稱(chēng)為Fabless模式,直譯過(guò)來(lái)就是無(wú)晶圓,因?yàn)樾酒纳a(chǎn)的主要原材料是硅晶圓,Fabless芯片公司只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計(jì)與銷(xiāo)售,將生產(chǎn)、測(cè)試、封裝等環(huán)節(jié)外包,Fabless的優(yōu)勢(shì)是資產(chǎn)較輕,初始投資規(guī)模小,創(chuàng)業(yè)難度相對(duì)較小,企業(yè)運(yùn)行費(fèi)用較低,轉(zhuǎn)型相對(duì)靈活;劣勢(shì)是與IDM相比無(wú)法與工藝協(xié)同優(yōu)化,因此難以完成指標(biāo)嚴(yán)苛的設(shè)計(jì),同時(shí)由于tapeout(流片)成本非常高,所以與代工廠(chǎng)相比需要承擔(dān)各種市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。這類(lèi)企業(yè)主要有:海思、聯(lián)發(fā)科(MTK)、博通(Broadcom)。相當(dāng)于各大設(shè)計(jì)院。
??? 最后提供芯片生產(chǎn)制造、封裝或測(cè)試的其中一個(gè)環(huán)節(jié)的代工廠(chǎng)模式稱(chēng)為Foundry模式,他們不負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì),可以同時(shí)為多家設(shè)計(jì)公司提供服務(wù)。主要的優(yōu)勢(shì)是不承擔(dān)由于市場(chǎng)調(diào)研不準(zhǔn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷等決策風(fēng)險(xiǎn);劣勢(shì)是:投資規(guī)模較大,維持生產(chǎn)線(xiàn)正常運(yùn)作費(fèi)用較高;需要持續(xù)投入維持工藝水平,一旦落后追趕難度較大。這類(lèi)企業(yè)主要有:臺(tái)積電、中芯國(guó)際集SMIC、臺(tái)灣聯(lián)華電子UMC、格羅方德Global Foundry。相當(dāng)于施工隊(duì)高級(jí)技術(shù)工種。
??? OK,對(duì)于芯片制造就了解到這里,當(dāng)別人在說(shuō)fabless的時(shí)候,你知道是做純芯片設(shè)計(jì)的我的目的就達(dá)到了。
?? 芯片的設(shè)計(jì)過(guò)程可分為兩個(gè)部分,分別為:前端設(shè)計(jì)(也稱(chēng)邏輯設(shè)計(jì))和后端設(shè)計(jì)(也稱(chēng)物理設(shè)計(jì)),這兩個(gè)部分并沒(méi)有統(tǒng)一嚴(yán)格的界限,凡涉及到與工藝有關(guān)的設(shè)計(jì)可稱(chēng)為后端設(shè)計(jì),根據(jù)標(biāo)題我們可以知道本課程是關(guān)于芯片設(shè)計(jì)的所以其他的環(huán)節(jié)我們只做了解。
總結(jié)
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