若是选择电子工程师作为职业发展方向道路,必然要对芯片(IC)半导体供应链的生产环节有一定的了解,所以本文将分享真正的IC设计和前端生产流程有哪些?
1、IC设计
先确认电路实现的功能,根据功能进行实现电路设计。设计完成后,电子工程师将使用特定的软件进行仿真,验证电路与设计的初衷功能是否相符。也可以通过FPGA进行硬件仿真,这样可以提供给客户DEMO板进行验证。
电路仿真调整后,开始版图设计,版图是根据晶圆厂的工艺规则,将功能电路转化成可用于生产的版图的过程。最终的版图将与功能电路在比对,还可以进行版图级的仿真,以保证版图完全依照功能电路实现,所以版图设计通常不会在功能上出现错误,但对IC性能将有一定的影响。
设计好的版图文件,就可以拿去生产IC了。
2、IC前端
①光罩MASK
版图文件先发给光罩厂生产光罩,光罩相当于照片的底片,根据版图和工艺的情况,一颗IC要分成多层光罩,光罩一般最少7层以上,随着工艺复杂度的提高,光罩层数也会不断增加,光罩做好后,将其拿到晶圆厂商即可进行晶圆的生产。
需要注意的是,光罩和晶圆是密不可分的过程,但一般分立独自经营,也是为了保护IC产权的需要。
②晶圆生产
晶圆生产是IC生产的一个最主要的过程,通产占据了IC总成本的70%以上,晶圆生产在技术和环境上面要求都极其严格,一家晶圆厂的建设成本也是非常高,光是一个8英寸晶圆制造厂商前期建设成本高达10亿美元。晶圆工艺的发挥在那,也是促进IC产业不断升级的最主要原动力。
③晶圆测试
晶圆生产中,因为生产边角、工艺浓度的不均、或是生产过程中环境影响等等原因,晶圆中会有一-些不符合要求的晶粒,要通过测试把这些不良品挑出来,打上标记。测试的过程是由IC设计工程师提供产品的验证规格,然后测试工程师写测试程序,控制测试机台进行的。
④晶圆切割
晶圆上面布满了晶粒,在生产时,晶粒与晶粒之间都留好了切割道,顺着切割道就可以将每颗晶粒分离成独立的裸片(dice)。 然后,通过挑晶的过程,把测试不良的裸片去掉,良品用TRAY盘真空包装。