芯片制造工藝與芯片測試

芯片制造工藝與芯片測試展訊通信–人力資源部–培訓(xùn)與發(fā)展組芯片制造工藝與芯片測試芯片的制造工藝1 IC產(chǎn)業(yè)鏈2Wafer的加工過程3 IC的封裝過程4芯片的測試芯片工藝制造小結(jié)2023/6/92芯片制造工藝與芯片測試一、IC產(chǎn)業(yè)鏈IC應(yīng)用硅片掩膜半導(dǎo)體設(shè)備材料廠商IP/設(shè)計服務(wù)IC設(shè)計ICIC掩膜數(shù)據(jù)用戶需求WaferCPWafer加工封裝Test交貨成品中測2023/6/93芯片制造工藝與芯片測試半導(dǎo)體圓柱單晶硅的生長過程制備Wafer2023/6/94芯片制造工藝與芯片測試二、Wafer加工過程2023/6/95芯片制造工藝與芯片測試光刻

Photolithography2023/6/96芯片制造工藝與芯片測試1.Waferprepare,deepNwelllithoandimpl.DeepNwell二、Wafer加工過程2023/6/97芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell二、Wafer加工過程2.Padoxide,nitridedeposit,diffusionlitho,trenchetch2023/6/98芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell3.Trenchoxide,litho,etchandCMP;Nitrideremoveandsacoxide二、Wafer加工過程2023/6/99芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell4.Pwelllitho,impl.,VTNimpl.二、Wafer加工過程2023/6/910芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell5.Nwelllitho,impl.;VTPphoto,impl.二、Wafer加工過程2023/6/911芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell二、Wafer加工過程6.Sacoxideremove,gate1oxideandlitho,gate2oxide2023/6/912芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell7.Polydeposit,litho,andetch;NLDDphotoandimpl.;PLDDphotoandimpl.;Spacerdep.andetch二、Wafer加工過程2023/6/913芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell8.N+S/Dphotoandimpl.;P+S/Dphotoandimpl.二、Wafer加工過程2023/6/914芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell二、Wafer加工過程9.RPOdeposit,photoandetch;Salicideformation2023/6/915芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell二、Wafer加工過程10.ILDdep.andCMP2023/6/916芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell二、Wafer加工過程11.Contphotoandetch;Wdep.andCMP2023/6/917芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell二、Wafer加工過程12.Met1dep.,photoandetch2023/6/918芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell二、Wafer加工過程13.Via1,Met2,Via2,Met3,Via3,Met4,CTM4,Via4,TME2023/6/919芯片制造工藝與芯片測試DeepNwell二、Wafer加工過程14.Passivationdep.,photo,andetch;Alloy2023/6/920芯片制造工藝與芯片測試2023/6/921芯片制造工藝與芯片測試

封裝流程三、IC封裝過程2023/6/922芯片制造工藝與芯片測試

BACKGRINDING

晶圓背面研磨WAFER…WAFERTRUCKTABLEGRINDINGWHEEL三、IC封裝過程2023/6/923芯片制造工藝與芯片測試WAFER

WAFERSAW

晶圓切割WAFERMOUNTBLUETAPEDIESAWLADE劃片三、IC封裝過程2023/6/924芯片制造工藝與芯片測試DieBond(DieAttach)上片BONDHEADEPOXYSUBSTRATEEPOXYCURE(DIEBONDCURE)三、IC封裝過程2023/6/925芯片制造工藝與芯片測試WireBond

GOLDWIRECAPILLARYDIEPADFINGER(INNERLEAD)三、IC封裝過程2023/6/926芯片制造工藝與芯片測試CompoundMoldchaseMoldingGateinsertRunnerTopcullblockCavityTopchaseAirventCompound

Pot

PlungerSubstrate

BottomcullblockBottomchase三、IC封裝過程2023/6/927芯片制造工藝與芯片測試MarkingINKMARKLASERMARKSPREADTRUMSample20JUNSPREADTRUMSample20JUNSPREADTRUMSample20JUNSPREADTRUMSample20JUN三、IC封裝過程2023/6/928芯片制造工藝與芯片測試BallAttachFLUXFLUXPRINTINGBALLATTACHTOOLBALLATTACHVACUUMSOLDERBALLREFLOW三、IC封裝過程2023/6/929芯片制造工藝與芯片測試PUNCHSingulationROUTERSPREADTRUMSample20JUN

SPREADTRUMSample20JUN

SPREADTRUMSample20JUN

SPREADTRUMSample20JUN

SAWSINGULATION三、IC封裝過程2023/6/930芯片制造工藝與芯片測試封裝種類DIP雙列直插SIP單列直插PQFP塑料方型扁平式封裝BGA球柵陣列封裝

PGA針柵陣列封裝CSP芯片尺寸封裝MCM多芯片封裝2023/6/931芯片制造工藝與芯片測試2023/6/932芯片制造工藝與芯片測試四、IC的測試TESTOBJECTIVES測試目的分類DesignVerification設(shè)計驗證測試ProductionTests大生產(chǎn)測試CharacterizationTests特性分析測試FailureAnalysisTests失效分析測試TESTINGSTAGES測試階段分類WaferSortTesting晶園測試(中測)PackageDeviceTesting成品測試IncomingInspectionTesting入廠篩選測試TESTITEMS測試內(nèi)容分類Per-PinTesting管腳測試ParametricTesting參數(shù)測試FunctionalTesting功能測試2023/6/933芯片制造工藝與芯片測試WaferProcessWaferTestBox&ShipFinalTestBurnInPackageAssemblyEconomicGateTesterFaultCoveragevs.costWaferTestvs.FinalTestQualityGateTesterFaultCoveragevs.EscapecostPackagecostProcessYield2023/6/934芯片制造工藝與芯片測試測試程序開發(fā)流程DeviceandTestSpecificationsDefinepinmap,testphilosophy,conditionsSelectATEandrequiredconfigDevelopDIBandinterfaceCreatetestwaveforms,testpatterns,clock/timingsolutions,

testprocedures,simulateoff-lineOn-TesterdebugRepeatability,correlation,andtesttimeoptimizationTestprogramreleasetoProduction?2023/6/935芯片制造工藝與芯片測試芯片工藝過程小節(jié)從硅片到芯片要經(jīng)過一系列的氧化、光刻、擴散、離子注入、生長多晶硅、淀積氧化層、淀積金屬層等等50－100到工序硅片經(jīng)過一次次物理、化學(xué)過程，受到一張張掩模的約束，在硅表明形成了一個個電子器件及連線，由此構(gòu)成邏輯單元乃至整個系統(tǒng)簡稱硅表面加工工藝芯片制造過程首先要得到的是硅表面加工工藝需要的掩模掩模制造過程是集成電路設(shè)計生產(chǎn)中成本最高的環(huán)節(jié)2023/6/936芯片制造工藝與芯片測試芯片工藝過程小節(jié)加工工藝WafferMaskset0.18um1P6M$1600$180K0.16um1P6M$1700$260K0.152um1P6M$1800$270K90nm1P7M$6000$870K65nm1P7M$7500$1500K2023/6/937芯片制造工藝與芯片測試思考全面的功能驗證、Timing分析趨近100％的測試覆蓋如何保證數(shù)以千萬的晶體管能如期協(xié)調(diào)工作？如何確保交給用戶的成品都是合格的？2023/6/938芯片制造工藝與芯片測試芯片的設(shè)計研發(fā)1 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的方法學(xué)2基于語言描述語言的設(shè)計流程2023/6/939芯片制造工藝與芯片測試什么是方法學(xué)？MethodologyScienceofstudyofmethodsSetsofmethodsused(indoingsth)方法學(xué)是關(guān)于方法的科學(xué)方法學(xué)是做某事的一系列方法有別于憑經(jīng)驗靠感覺，方法學(xué)講究建立模型推演、以精確的定量的數(shù)學(xué)方法分析2023/6/940芯片制造工藝與芯片測試什么是數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的方法學(xué)？數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法學(xué)設(shè)計流程方法學(xué)設(shè)計工具方法學(xué)硬件實現(xiàn)方法學(xué)2023/6/941芯片制造工藝與芯片測試數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計流程方法學(xué)系統(tǒng)級設(shè)計寄存器傳輸級設(shè)計電路級設(shè)計物理級設(shè)計仿真驗證成品測試2023/6/942芯片制造工藝與芯片測試系統(tǒng)級設(shè)計系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)功能定義系統(tǒng)模塊劃分、使用那些IP確定設(shè)計流程、驗證方法、測試方法系統(tǒng)類型簡單分類任務(wù)管理數(shù)據(jù)處理數(shù)學(xué)運算借助C、SystemC、Verilog、VHDL仿真在系統(tǒng)設(shè)計階段，關(guān)心的是功能、性能和效率2023/6/943芯片制造工藝與芯片測試寄存器傳輸級設(shè)計安排寄存器設(shè)計功能邏輯設(shè)計狀態(tài)機把模塊功能分解到每個節(jié)拍把算法轉(zhuǎn)換到電路實現(xiàn)借助硬件描述語言描述設(shè)計，并仿真、調(diào)試在寄存器傳輸級階段，更關(guān)心的是時序和具體運算2023/6/944芯片制造工藝與芯片測試電路級設(shè)計由計算機工具綜合產(chǎn)生綜合過程考慮的實際因素庫單元的選擇、映射元件、連線的物理延遲元件的驅(qū)動能力及功耗綜合的優(yōu)點設(shè)計階段與工藝無關(guān)、容易復(fù)用芯片面積、速度自動折中，產(chǎn)品性價比高易修改、易維護，系統(tǒng)設(shè)計能力大大提高在電路級設(shè)計，更關(guān)心的是面積和功耗2023/6/945芯片制造工藝與芯片測試物理級設(shè)計自動、人工交互布局、布線DRC設(shè)計規(guī)則檢查ERC電路規(guī)則檢查電路參數(shù)提取產(chǎn)生最終的版圖數(shù)據(jù)在物理級設(shè)計，更關(guān)心的是延遲對功能、性能的影響2023/6/946芯片制造工藝與芯片測試仿真驗證設(shè)計階段的仿真驗證驗證設(shè)計思想，找出描述錯誤，細(xì)化硬件時序綜合后的仿真驗證發(fā)現(xiàn)硬件設(shè)計在綜合過程中由于實際延遲引起的功能錯誤布局布線后的仿真驗證發(fā)現(xiàn)綜合產(chǎn)生的電路網(wǎng)表在布局布線后由于實際延遲引起的功能錯誤2023/6/947芯片制造工藝與芯片測試設(shè)計工具方法學(xué)仿真方法學(xué)

功能仿真、邏輯仿真、開關(guān)級仿真、電路級仿真綜合方法學(xué)綜合考慮各種因素，自動生成硬件電路的方法時序分析方法學(xué)物理參數(shù)提取，靜態(tài)時序分析方法，噪聲分析故障測試方法學(xué)故障模型，可測試性分析，測試矢量生成，測試電路自動插入物理實現(xiàn)方法學(xué)

ASIC、FPGA，自動布局布線、工藝過程模擬2023/6/948芯片制造工藝與芯片測試硬件實現(xiàn)方法學(xué)硬件算法實現(xiàn)方法流水線結(jié)構(gòu)、脈動結(jié)構(gòu)、神經(jīng)元IP核復(fù)用軟核、固核、硬核軟硬件協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)軟硬件劃分之后，軟硬件同時開發(fā)CPU、BUS、FLASH、RAM標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件仿真模型、開發(fā)工具SoC片上系統(tǒng)有了上述的條件，……2023/6/949芯片制造工藝與芯片測試傳統(tǒng)的設(shè)計方法原理圖設(shè)計邏輯圖設(shè)計2023/6/950芯片制造工藝與芯片測試摩爾定律芯片的集成度，每隔18個月就翻一番

2023/6/951芯片制造工藝與芯片測試基于語言描述語言的設(shè)計流程HDLHDL仿真通過?HDL綜合功能仿真布局布線TapeoutNetlist通過?通過?仿真、靜態(tài)分析nonono2023/6/952芯片制造工藝與芯片測試芯片產(chǎn)品的關(guān)鍵屬性可靠性——產(chǎn)品的信譽度可測性設(shè)計、Worstcase、Bestcase考慮性能——產(chǎn)品的生命力面積、功耗功能——產(chǎn)品的存在關(guān)鍵技術(shù)的積累2023/6/953芯片制造工藝與芯片測試設(shè)計者經(jīng)常面對的問題功能的正確性仿真驗證、功能覆蓋率、代碼覆蓋率、一致性檢查Timing的正確性靜態(tài)時序分析、后仿真測試覆蓋率DFT更合理、更巧妙面積、功耗、速度2023/6/954芯片制造工藝與芯片測試思考只有硬件的產(chǎn)品是功能單一的產(chǎn)品必須要有軟件才能實現(xiàn)復(fù)雜功能電視機vs計算機電話機vs手機2023/6/955芯片制造工藝與芯片測試軟件架構(gòu)RTOSDiagnosticsDriversHAL)MN(Call,CB,SS,SMS,GPRS)Layer3Layer1Layer2MultimediaAudio/VideoCallSMSCBSSSPBGame….ATCMIDIMP3MPEG4H.263EnginesDigitalCameraDAL（LCD,KPD,CHR）FS,AUDIO,VIDEO,MultimediaEnginesOSAOtherapplicationMMIKernal/GUI其他應(yīng)用，e.g..2023/6/956芯片制造工藝與芯片測試文件系統(tǒng)的基本框架圖其他線程用戶接口層文件系統(tǒng)線程消息隊列文件系統(tǒng)管理層虛擬設(shè)備層物理設(shè)備層用戶接口層提供文件操作API，把相應(yīng)的操作請求發(fā)送給文件系統(tǒng)管理層，完成阻塞或非阻塞調(diào)用該層提供文件系統(tǒng)空間管理，存取控制，讀寫操作。該層作為一個線程運行，處理IO請求該層提供文件系統(tǒng)空間管理，存取控制，讀寫操作。該層作為一個線程運行，處理IO請求該層提供對實際的物理設(shè)備安全的讀寫、擦除等操作2023/6/957芯片制造工藝與芯片測試思考芯片上的軟硬件都齊全了，可以銷售了嗎？用戶如何開發(fā)自己的應(yīng)用程序？用戶拿到芯片后如何使用，遇到問題如何解決？周密細(xì)致的現(xiàn)場技術(shù)支持（FAE）EVB板——公司軟件開發(fā)和芯片功能測試環(huán)境DVB板——提供給用戶的軟件開發(fā)環(huán)境2023/6/958芯片制造工藝與芯片測試總之展訊的產(chǎn)品中凝聚了大量的財力、物力、人力眾多的智慧、心血、汗水繁冗的工具、網(wǎng)絡(luò)、平臺展訊產(chǎn)品是公司愿景、公司使命、公司價值觀的具體體現(xiàn)，總之是公司文化的具體體現(xiàn)2023/6/959芯片制造工藝與芯片測試DeterminerequirementsWritespecificationsDesignsynthesisandVerificationFabricationManufacturingtestChipstocustomerCustomer’sneedTestdevelopmentVLSI研發(fā)制造過程總和2023/6/960芯片制造工藝與芯片測試Verificationvs.Test驗證設(shè)計的正確性由仿真過程來運行在制造之前只需運行一次對設(shè)計質(zhì)量負(fù)責(zé)驗證硬件制造過程的正確性分為兩個過程：1.測試產(chǎn)生：由EDA軟件處理在設(shè)計過程中運行一次2.測試實施：向硬件施加電信號測試要對每個制造出的器件施加測試過程對器件的生產(chǎn)質(zhì)量負(fù)責(zé)2023/6/961芯片制造工藝與芯片測試CostsofTestingDesignfortestability(DFT)Chipareaoverheadandyie