AMD / Intel CPU Rendimiento / tasa de fallas

Las tasas de rendimiento son definitivamente un secreto comercial; es probable que varíen de un lote a otro con la variación de fabricación normal y los intentos de ajustar el proceso para aumentar el rendimiento.

El rendimiento es inversamente proporcional al tamaño del troquel. El tamaño del dado i7 para "Lynnfield" es de 296 mm², según wikipedia , que es bastante grande.

El rendimiento también es tradicionalmente bajo en los procesos de fabricación más nuevos. Intel siempre está a la vanguardia, como parte de su estrategia de mercado de "alto rendimiento / alto costo".

Los fallos puntuales generalmente se deben a pequeñas imperfecciones en el cristal de sustrato de silicio. También existen los problemas habituales de alineación y patrones que pueden hacer que fracasen las obleas completas. En general, todo es un problema de control de procesos muy desagradable; Los dopantes y las reacciones químicas deben aplicarse completamente de manera uniforme, una y otra vez en cada una de las capas. Una sola burbuja diminuta causará un fallo.

Hay varios métodos para modelar el rendimiento que son apropiados durante los diferentes pasos del proceso. La más conservadora es la regla exponencial y, por lo tanto, la más segura de modelar con (usted producirá más dados por oblea de lo previsto).

\ $ Y = Ke ^ {DA} \ $ Donde D = Densidad de defectos, A = Área, K es un factor de escala e Y = Rendimiento.

Esta ecuación le permite predecir a partir del rendimiento en un tamaño para obtener en otro tamaño.

\ $ \ dfrac {Y_1} {Y_2} = e ^ {D (A_1 - A_2)} \ $

Ejecutando algunos números con los siguientes supuestos:

- 300 mm wafer,
- 100 um scribe,
- 5 mm wafer edge bead,
- and 17.2 mm X 17.2 mm die size.

Habrá 188 GDPW (matriz bruta por oblea - de algún software que tengo). Si asumimos el rendimiento del 60% de arriba, eso es 113 DPW. Con una estimación alta de $ 3000 por oblea que es de $ 26 por dado después del rendimiento. Dado que Intel vende una parte empaquetada para usted puede ver que el 60%, si bien es horrible, no es el fin del mundo para ellos, deberían poder mantener sus márgenes de 10X ...

En cuanto al tamaño de la litografía y el tamaño del dado, el 60% también parece razonable.

No hay un solo número que represente el rendimiento de un fabricante. Los rendimientos varían entre tecnologías, fábricas y matrices. También varía con el tiempo.

En general, cuando la tecnología se acaba de lanzar y no está madura, los rendimientos serán bajos. Los ingenieros de procesos trabajan muy duro para mejorar el proceso de fabricación y obtener altos rendimientos. Las razones por las cuales el dado puede fallar incluyen (pero no están restringidas a):

• Imperfecciones presentes en la oblea de silicio inicial sin tratar (por ejemplo: cristal de silicio demasiado contaminado)
• Imperfecciones agregadas en el manejo de la oblea de preproducción (por ejemplo: defectos físicos producidos durante el grabado con óxido nativo)
• Fallas durante el patrón de dispositivos activos (por ejemplo: dopaje insuficiente / excesivo, defectos en las capas de aislamiento, alineación incorrecta)
• Fallas durante el enrutamiento de metales (por ejemplo: circuitos cortos / abiertos, vías desconectadas)

Hay dos factores generales que pueden disminuir el rendimiento: el uso excesivo del presupuesto térmico y las fallas en las reacciones químicas. El presupuesto térmico es la cantidad de calor a la que se puede exponer la matriz sin que se dañe (generalmente se determina experimentalmente). No sé nada acerca de las reacciones químicas, pero sé que incluso el más mínimo error en la constitución de los productos químicos puede arruinar no solo un dado, sino todo el lote.

Es muy difícil obtener altos rendimientos en los procesos submicrométricos, por lo tanto Intel vino con la estrategia de "Copiar-Exactamente": todos los factores controlables son los mismos en todas sus funciones. Esto asegura que una vez que la fábrica primaria obtenga un alto rendimiento, las marcas secundarias llegarán en el menor tiempo posible.

Los números de rendimiento son secretos comerciales. Sin embargo, es un hecho ampliamente conocido que cada vez es más difícil obtener altos rendimientos que tecnologías más avanzadas. El número de 60% de rendimiento me parece demasiado bajo, esto podría ser un rendimiento inicial cuando la tecnología no está lo suficientemente madura, pero es demasiado baja para la fabricación a gran escala.