¿Cuáles son los parámetros de diseño y tecnología que afectan principalmente al rendimiento?

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Entiendo que cuando se fabrica un circuito integrado, hablamos de rendimiento como la proporción de dispositivos "buenos" sobre dispositivos fabricados.

Dado que 'bueno' es bastante ambiguo, voy a limitar la pregunta un poco.

En primer lugar, no estamos hablando de lo que sucede con un dispositivo aislado cuando abandona el FAB. Embalajes, recortes, soldaduras no deben tenerse en cuenta aquí. Un dispositivo "bueno" es algo que un fabricante pondría en un paquete, posiblemente en una máquina ATE, para intentar venderlo.

Un dispositivo puede nacer muerto por varios motivos, que se pueden mitigar mediante un diseño cuidadoso y una fabricación cuidadosa en FAB. Finalmente, hay algunos parámetros que generalmente no están en control del diseñador o del fabricante.

Para dar un par de ejemplos:

  • La redundancia en el diseño puede mitigar los efectos de una puerta muerta
  • Mantener las máquinas limpias evita las partículas que podrían contaminar el silicio
  • Sin embargo, el área de viruta suele ser algo que no se puede cambiar mucho,

Mi pregunta es:

¿Cuáles son los parámetros de tecnología y diseño que afectan principalmente al rendimiento? ¿Es solo sobre el tamaño del troquel? ¿El tamaño de la característica tiene algo que ver con eso? ¿Es mejor hacer un chip más pequeño con características más pequeñas (si es posible), o viceversa?

    
pregunta Vladimir Cravero

2 respuestas

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El tamaño total del troquel tiene un gran impacto en el rendimiento. Las matrices más grandes significan menos matrices totales de una sola oblea, lo que significa que puede tener 1 muerte mala de cada 50 muertes por un gran dado, en lugar de 1 muerte mala de cada 100 dados por una matriz más pequeña. Una imperfección en un dado grande matará toda la zona de la oblea, donde podría haber encajado 5 o 10 dados más pequeños, y solo 1 dado muere como resultado de las imperfecciones.

Los bordes de una oblea son generalmente donde ocurren las imperfecciones más. Con los troqueles más pequeños, obtienes más troqueles lejos del borde de la oblea. Los troqueles más grandes dan como resultado más troqueles más cerca del borde que ese silicio dulce y jugoso en el centro.

El tamaño de la característica también desempeña un papel en el rendimiento, especialmente cuando se implementa por primera vez un nuevo tamaño de característica. AMD y nVidia se vieron perjudicados por TSMC cuando acudieron al proceso de 40 nm de TSMC en 2010 para la Radeon 5000 y GF100, respectivamente. Los rendimientos iniciales se redujeron en el rango del 40% . Pero aquí en 2016, nVidia está utilizando el proceso de 28nm de TSCM con buenos resultados. Mi google-fu no ha podido obtener cifras concretas en el rendimiento.

Una pequeña característica significa avances en la litografía, y eso significa problemas, como con todo lo que está a punto de sangrar. El uso del proceso de 40 nm de TSMC en 2016 debería dar altos rendimientos porque ahora es un proceso maduro.

En resumen, si está buscando los rendimientos absolutamente más altos, las matrices pequeñas con tamaños de características grandes darán los rendimientos más grandes.

    
respondido por el CHendrix
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Solía clasificar los rendimientos en Mfg en el análisis de causa raíz en 3 categorías.

  • mal diseño
  • proceso malo
  • material malo

  • Todo esto depende de la dificultad, madurez y control directo de cada uno.

    • es decir, elementos dentro de la capacidad inmediata de uno, como cambiar de proveedor, cambiar el diseño del cliente, modificar los parámetros del proceso
    • luego docenas de subcategorías en cada categoría

      • La proporción de defectos depende en gran medida de la habilidad, experiencia y calidad de las 3 categorías principales para cualquier tecnología dada, desde madura hasta vanguardista.
      • También depende de la calidad del diseño para la prueba (DFT) para la detección temprana de fallas, el aislamiento de fallas y un buen soporte de administración para garantizar que la DFT se realice con el diseño original del producto, y no una idea de último momento. Otro factor importante para el factor de calidad de diseño es DVT & Prueba de PVT.

Puede ser posible dar ejemplos aislados en cada una de las 3 categorías principales.

No se puede enfatizar lo suficiente, que la limpieza (es la piedad) y la contaminación de las impurezas en el proceso es un importante control del proceso en los condensadores, la soldadura y la fabricación de circuitos integrados. No solo un barrido superficial en una sala limpia de clase 100, sino un método analítico para determinar los resultados espectrográficos de masas de contaminantes y el objetivo de la sala limpia de clase 1, que es casi imposible a nivel de los pies, sin control de flujo del flujo de aire de las personas que se desplazan hacia adentro limpie los botines pegajosos sobre los zapatos y el monitoreo continuo con un contador de partículas láser de 16 canales, desionizadores de aire, etc.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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