在工藝研發(fā)階段,芯片設(shè)計公司與晶圓廠的合作是一個高度協(xié)同的、系統(tǒng)化的技術(shù)開發(fā)過程,目的在于構(gòu)建一套可量產(chǎn)的、性能可控的制造工藝平臺。
一、整體目標(biāo):構(gòu)建“專屬工藝平臺”
可以將芯片設(shè)計公司視為“建筑設(shè)計師”,而晶圓廠則是“建筑承包商”。設(shè)計公司需要開發(fā)一套滿足其芯片設(shè)計要求的工藝流程,而晶圓廠提供“建筑工地”(即產(chǎn)線)和“施工工具”(設(shè)備與材料)。雙方通過多輪協(xié)作,共同開發(fā)出一套定制化的制造平臺——即專屬工藝平臺。
二、合作流程分階段詳解
1.?立項與方案制定(需求匹配階段)
芯片設(shè)計公司職責(zé):
明確自身芯片的設(shè)計需求(如電性能、器件結(jié)構(gòu)、成本、良率等)。
基于對產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格要求,構(gòu)建初步的工藝流程設(shè)想。
晶圓廠職責(zé):
提供現(xiàn)有產(chǎn)線能力參數(shù)(如可用材料、工藝節(jié)點、光刻精度等)。
協(xié)助評估設(shè)計公司方案的可制造性(DFM)。
目標(biāo)產(chǎn)出:一份可執(zhí)行的工藝開發(fā)藍(lán)圖。
2.?工藝仿真與初步驗證(可行性探索階段)
設(shè)計公司:
基于晶圓廠的工藝能力,利用仿真工具對器件結(jié)構(gòu)和制造流程進(jìn)行建模分析(如TCAD仿真)。
開展初步版圖設(shè)計并準(zhǔn)備測試芯片結(jié)構(gòu)。
晶圓廠:
提供工藝仿真數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)模型支持,協(xié)助調(diào)整參數(shù)。
配合完成早期試產(chǎn)計劃的安排。
目標(biāo)產(chǎn)出:首輪流片的測試設(shè)計和驗證計劃。
3.?測試芯片流片(物理實現(xiàn)階段)
設(shè)計公司:
提供完整的工藝流程設(shè)計文件與測試芯片版圖。
主導(dǎo)功能測試和性能評估。
晶圓廠:
按照雙方協(xié)定流程進(jìn)行首輪流片,提供測試芯片。
確保試產(chǎn)期間關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)可控。
目標(biāo)產(chǎn)出:第一輪物理樣片及其性能數(shù)據(jù)。
4.?結(jié)果分析與迭代優(yōu)化(閉環(huán)改進(jìn)階段)
設(shè)計公司:
對樣片進(jìn)行電學(xué)特性、失效分析、性能偏差分析。
根據(jù)測試結(jié)果反復(fù)修訂器件結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)。
晶圓廠:
提供過程數(shù)據(jù)、缺陷分析報告,協(xié)助解決良率/一致性問題。
支持反復(fù)流片,直至達(dá)成性能與制造穩(wěn)定性目標(biāo)。
目標(biāo)產(chǎn)出:穩(wěn)定、可復(fù)現(xiàn)的工藝流程。
三、技術(shù)資料與知識產(chǎn)權(quán)分工
芯片公司擁有并編制:
工藝流程文檔(涵蓋每一步工藝條件和參數(shù))。
專屬PDK(工藝設(shè)計套件,包括器件模型、DRC/LVS規(guī)則、版圖符號等)。
應(yīng)用文檔(指導(dǎo)設(shè)計部門使用該平臺進(jìn)行芯片設(shè)計)。
晶圓廠擁有:
制造實施能力,但不擁有PDK和工藝文檔的知識產(chǎn)權(quán)。
權(quán)責(zé)在于保密、按協(xié)議執(zhí)行制造流程。
四、協(xié)作機制與技術(shù)保護(hù)
簽署保密協(xié)議(NDA),晶圓廠不得擅自復(fù)制或泄露設(shè)計公司提供的專有工藝信息;
工藝知識產(chǎn)權(quán)歸屬設(shè)計公司,晶圓廠僅負(fù)責(zé)“制造執(zhí)行”;
費用一般按流片批次或工藝開發(fā)里程碑節(jié)點進(jìn)行支付。
五、總結(jié)類比:打造“私人定制產(chǎn)線”
這一階段本質(zhì)上是“設(shè)計公司定制一條適合自己產(chǎn)品的制造路徑”,晶圓廠則相當(dāng)于按圖施工。雙方需在工藝開發(fā)上反復(fù)磨合,最終達(dá)成可穩(wěn)定量產(chǎn)的制造平臺。這一過程的成功,直接影響芯片后續(xù)的性能、良率和成本。
歡迎加入行業(yè)交流群,備注崗位+公司,請聯(lián)系老虎說芯