Многопроектный вафельный сервис
Механизмы производства полупроводниковых многопроектных чипов ( MPC ) и многопроектных пластин ( MPW ) позволяют клиентам распределять затраты на изготовление инструментов (например, маски ) и микроэлектроники пластин между несколькими проектами или проектами.
При схеме MPC один чип представляет собой комбинацию нескольких конструкций, и этот объединенный чип затем повторяется по всей пластине во время производства. Схема MPC обычно позволяет получить примерно одинаковое количество конструкций микросхем на пластину.
При использовании MPW различные конструкции микросхем объединяются на пластине, возможно, с разным количеством конструкций/проектов на пластину. Это стало возможным благодаря новым системам изготовления масок и экспонирования в фотолитографии при производстве микросхем. MPW основан на более старых процедурах MPC и обеспечивает более эффективную поддержку различных этапов и потребностей объемов производства различных конструкций/проектов. Организация MPW поддерживает обучение, исследование новых схемных архитектур и структур, прототипирование и даже мелкосерийное производство. [1] [2]
По всему миру несколько услуг MPW доступны от компаний, заводов по производству полупроводников и учреждений, поддерживаемых государством. Первоначально схемы MPC и MPW были введены для интегральных схем образования и исследований (ИС); некоторые службы/шлюзы MPC/MPW предназначены только для некоммерческого использования. В настоящее время сервисы MPC/MPW эффективно используются для интеграции систем на кристалле . Выбор правильной сервисной платформы на этапе прототипирования обеспечивает постепенное масштабирование производства через сервисы MPW с учетом правил выбранного сервиса.
Механизмы MPC/MPW также применялись к микроэлектромеханическим системам (МЭМС). [3] интегрированная фотоника [4] например, производство кремниевой фотоники , гибкой электроники, микрофлюидики и даже чиплетов . [5] [6]
Усовершенствованной версией MPW является многослойная маска (MLM), при которой ограниченное количество масок (например, 4) заменяется во время производства на этапе экспонирования. Остальные маски одинаковы от чипа к чипу на всей пластине. [7] Подход МЛМ хорошо подходит для нескольких конкретных случаев:
- Большие (даже, возможно, частичные или целые пластины) конструкции, такие как детекторы, где, используя несколько слоев маски, можно формировать функциональные устройства.
- Создание разных версий одного дизайна/проекта, например, для разных характеристик или стандартов одного дизайна.
Обычно подход MLM используется для одной партии пластин (состоящей из нескольких пластин в зависимости от производственной линии) и для одного заказчика. Используя MLM, можно получить устройства большего размера (даже до размера пластины) или большее количество кристаллов и пластин, обычно до нескольких партий. MLM представляет собой плавное продолжение роста объемов производства MPW и, следовательно, может поддерживать также производство малых и средних объемов. Не все литейные заводы поддерживают механизмы MLM.
Из-за сложности доступных технологий и необходимости бесперебойной работы MPC/MPW, соблюдение правил, сроки проектирования и использование предлагаемых инструментов проектирования имеют решающее значение для использования преимуществ услуг MPC/MPW. Однако каждый поставщик услуг имеет свои собственные практические аспекты, включая проектные данные, размеры кристаллов, правила проектирования, модели устройств, используемые инструменты проектирования, доступные готовые IP-блоки , сроки и т. д.
Время выполнения работ и стоимость услуг MPC и MPW зависят от технологии производства, а конструкции/прототипы обычно доступны в виде голых кристаллов или в виде упакованных устройств. Поставки обычно не проверяются, но в большинстве случаев качество производственного процесса гарантируется результатами измерений мониторов управления процессом (PCM) или аналогичных устройств.
Подход MPC был одной из первых платформ обслуживания аппаратного обеспечения в полупроводниковой промышленности, и более гибкая схема MPW продолжает оставаться частью хорошо зарекомендовавшей себя модели производства и литейного производства микроэлектроники , не ограничиваясь производством кремниевых ИС, но распространяется и на другие области производства полупроводников для экономически эффективного прототипирования. , разработки и исследования.
Компании и услуги
[ редактировать ]Многие соглашения MPC/MPW сначала были общенациональными мероприятиями, но затем представляли собой расширенную международную, глобальную совместную деятельность, основанную на новых литейных технологиях:
СМС Микросистемы
[ редактировать ]CMC Microsystems — некоммерческая организация в Канаде, занимающаяся исследованиями и инновациями в области передовых технологий. Основанная в 1984 году, компания CMC снижает барьеры при проектировании, производстве и тестировании прототипов в области микроэлектроники, фотоники, квантовой техники, МЭМС и упаковки. Технологические платформы CMC, такие как ESP (Electronic Sensor Platform), запускают научно-исследовательские проекты, позволяя инженерам и ученым быстрее и с меньшими затратами достигать результатов. Ежегодно более 700 исследовательских групп из компаний и 100 академических учреждений по всему миру получают доступ к услугам CMC и превращают более 400 разработок в прототипы через глобальную сеть производителей. Эта поддержка позволяет 400 промышленным коллаборациям и 1000 обученным HQP присоединяться к промышленности каждый год, и эти отношения помогают воплотить академические исследования в результаты — публикации, патенты и коммерциализацию.
Муза Полупроводник
[ редактировать ]Компания Muse Semiconductor была основана в 2018 году. [8] бывшими сотрудниками eSilicon . [9] [10] Название компании «Muse» является неофициальной аббревиатурой от MPW University SErvice. [8] Muse специализируется на удовлетворении потребностей исследователей в области микроэлектроники в области MPW. [11] [12] Muse поддерживает все технологии TSMC и предлагает услугу MPW с минимальной площадью 1 мм^2 для некоторых технологий. [13] [14] Muse является участником программы FinFET университета TSMC. [15] [16]
МОИСЕЙ
[ редактировать ]Первой широко известной службой MPC была MOSIS (Служба внедрения металлооксида кремния), созданная DARPA в качестве технической и кадровой инфраструктуры для СБИС . MOSIS начался в 1981 году после того, как Линн Конвей организовала первый курс по проектированию систем СБИС в Массачусетском технологическом институте в 1978 году, и этот курс стал «демонстрацией проектирования микросхем для нескольких университетов и нескольких проектов». [17] доставка приборов участникам курсов в 1979 году. [18] [19] Проекты для MPC были собраны с использованием ARPANET . Техническая подготовка в дополнение к образованию заключалась в разработке и исследовании новых компьютерных архитектур экономически эффективным способом без ограничений стандартных компонентов. [20] MOSIS в первую очередь обслуживает коммерческих пользователей по схеме MPW. MOSIS завершил программу поддержки университетов. [21] С помощью MOSIS проекты передаются на изготовление с использованием либо открытых (т. е. непатентованных) правил проектирования компоновки СБИС , либо собственных правил поставщика. Проекты объединяются в общие партии и проходят процесс изготовления на литейных заводах. Готовые чипы (упакованные или голые) возвращаются клиентам.
НОРЧИП
[ редактировать ]Первая международная служба MPC по производству кремниевых микросхем NORCHIP была создана в четырех скандинавских странах ( Дания , Финляндия , Норвегия и Швеция ) в 1981 году, а первые чипы были поставлены в 1982 году. [22] Он финансировался Северным промышленным фондом и организациями, финансирующими НИОКР из каждой страны-участницы. Целями были обучение и расширение сотрудничества между исследованиями и промышленностью, особенно в области аналоговой и цифровой обработки сигналов и интеграции управления питанием. [23] Параллельно с NORCHIP, организованным теми же скандинавскими странами, действовала скандинавская программа GaAs NOGAP 1986-1989, в рамках которой разрабатывались методы моделирования GaAs-ИС, а также демонстраторы высокоскоростных цифровых и радиочастотных/аналоговых MMIC . С 1989 по 1995 годы университеты Северных стран, научно-исследовательские институты и небольшие компании участвовали в европейском EUROCHIP, а с 1995 года - в EUROPRACTICE. [24] [25]
КМП
[ редактировать ]CMP, французская компания, работающая с 1981 года, начала работу MPC с предложения NMOS, но расширила предложение на CMOS и различные другие технологии. [26] [27] CMP также была первой официальной панконтинентальной операцией MPC/MPW, связанной с MOSIS среди других соглашений MPW во всем мире. Услуги CMP включают в себя различные технологии, включая многочиповые модули (MCM), подходящие для упаковки чиплетов. [28]
АусМПК
[ редактировать ]Подобные механизмы с использованием технологии кремниевых ИС также применялись AusMPC в Австралии, начиная с 1981 года, проект EIS (начался в 1983 году). [29] в Германии и EUROEAST (1994-1997 гг.), охватывая Румынию, Польшу, Словацкую Республику, Венгрию, Чехию, Болгарию, Эстонию, Украину, Россию, Латвию, Литву и Словению. Деятельность BERCHIP MPC, начиная с 1994 года, была организована в Латинской Америке. С 1994 года по всему миру были запущены многочисленные услуги MPW.
Эфаблесс
[ редактировать ]Efabless предоставляет платформу для микросхем/систем на кристалле, разработанную исключительно с использованием инструментов проектирования с открытым исходным кодом и моделей сообщества. Он начал свою деятельность в 2020 году как стартап с ограниченным доступом к производственным технологиям SkyWater Technology и предлагал несколько ежегодных запусков, синхронизированных с учебным годом в университетах США. [30] В рамках стабилизированного финансирования и операций платформа Efabless предназначена глобально, а также для университетов, а также для исследовательских институтов, небольших компаний на этапе запуска и, в частности, в качестве первого шага по преобразованию и тестированию перехода от FPGA к интегральным схемам.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ву, М.-К.; Лин, Р.-Б. (2005). «Несколько проектных пластин для производства микросхем среднего объема». 2005 Международный симпозиум IEEE по схемам и системам . стр. 4725–4728. дои : 10.1109/ISCAS.2005.1465688 . ISBN 0-7803-8834-8 . S2CID 16510670 .
- ^ Нунан, Дж. А. (1986). «Исследование методов и анализ автоматизированного проектирования схем СБИС». Магистерская диссертация, факультет электротехники и электроники, Университет Аделаиды .
- ^ «ЕВРОПРАКТИК МЭМС МПВ» .
- ^ «МПВ» . УМНАЯ Фотоника .
- ^ «Интегрированный модульный сервис для микрофлюидики, программа μBUILDER» .
- ^ Гринде, К.; Уэлхэм, К. (2008). «μBUILDER: простой и недорогой путь к передовым микросистемам». 2008 г. 15-я Международная конференция IEEE по электронике, схемам и системам . стр. 17–18. дои : 10.1109/ICECS.2008.4675128 . ISBN 978-1-4244-2181-7 .
- ^ Панн, П. (2009). «Прототипирование и тестирование аналоговых интегральных схем». Материалы - 1-й Азиатский симпозиум по качественному электронному дизайну : 173–177. дои : 10.1109/ASQED.2009.5206277 . S2CID 2987670 .
- ^ Перейти обратно: а б «Часто задаваемые вопросы | Muse Semiconductor» . мусесеми . Проверено 4 сентября 2022 г.
- ^ «Часто задаваемые вопросы | Muse Semiconductor» . мусесеми .
- ^ Маклеллан, Пол. «Автоматическое цитирование по методу eSilicon» . Семивики . Проверено 4 сентября 2022 г.
- ^ «Дом | Muse Semiconductor» . мусесеми . Проверено 4 сентября 2022 г.
- ^ «Письмо дорогому коллеге: Дополнения для доступа к производству полупроводников (ASF) (nsf22113) | NSF — Национальный научный фонд» . www.nsf.gov . Проверено 06 сентября 2022 г.
- ^ https://www.musesemi.com/shared-block-tapeout-pricing Пример цен MPW
- ^ https://www.csl.cornell.edu/~cbatten/pdfs/torng-brgtc2-slides-riscvday2018.pdf Новая эра кремниевого прототипирования в исследованиях компьютерной архитектуры
- ^ «Программа FinFET Университета TSMC – Тайваньская компания по производству полупроводников» . Проверено 30 марта 2023 г.
- ^ «Услуги и цены программы FinFET Университета TSMC | Muse Semiconductor» .
- ^ Конвей, Линн; Сучман, Люси (28 февраля 2021 г.). «Разговор Конвея-Сучмана» . Разговор Конвея Сучмана – через conwayuchman-conv.pubpub.org.
- ^ «Курс проектирования систем СБИС Массачусетского технологического института Линн Конвей 1978 года» . ai.eecs.umich.edu .
- ^ Конвей, Л. (1982). «Приключения MPC: опыт разработки методологий проектирования и реализации СБИС» (PDF) . Микропроцессор и микропрограммирование Номер 4 . 10 (4): 209–228. дои : 10.1016/0165-6074(82)90054-0 .
- ^ «Услуги по внедрению СБИС: от MPC79 до MOSIS и далее» . ai.eecs.umich.edu .
- ^ «МОСИС» .
- ^ Тенхунен, Х.; Нильсен, И.-Р. (1994). «Сотрудничество в области исследований и разработок в области микроэлектроники в странах Северной Европы». Аналоговые интегральные схемы и обработка сигналов . 5 (3): 195–197. дои : 10.1007/BF01261411 . S2CID 62771908 .
- ^ Олесен, О.; Свенссон, К. (1984). «NORCHIP, модель кремниевого брокера». Интеграция . 2 :3–13. дои : 10.1016/0167-9260(84)90003-8 .
- ^ Кемпинен, Э.; Ярвинен, Э.; Нярхи, Т. (1988). «Разработка монолитного GaAs приемника L-диапазона с низким энергопотреблением». 1988 г., Международный симпозиум IEEE по схемам и системам . Том. 3. С. 2535–2538. дои : 10.1109/ISCAS.1988.15458 . S2CID 57998893 .
- ^ Андерссон, М.; Оберг, М.; Похйонен, Х. (1988). «Одновременное извлечение параметров канала GaAs MESFET и затворного диода и его применение для моделирования схем». 1988 г., Международный симпозиум IEEE по схемам и системам . Том. 3. С. 2601–2604. дои : 10.1109/ISCAS.1988.15474 . S2CID 62628680 .
- ^ Куртуа, Б.; Делори, Х.; Карам, Дж. М.; Пайотен, Ф.; Торки, К. (1996). «Услуги CMP: основные принципы и разработки». 2-я Международная конференция по ASIC . стр. 417–420. дои : 10.1109/ICASIC.1996.562841 . S2CID 108800823 .
- ^ Торки, К.; Куртуа, Б. (2001). «CMP: доступ к передовому недорогому производству». Материалы Международной конференции 2001 г. по образованию в области микроэлектронных систем . стр. 6–9. дои : 10.1109/MSE.2001.932392 . ISBN 0-7695-1156-2 . S2CID 30387757 .
- ^ Ли, Тао; Хоу, Цзе; Ян, Джинли; Лю, Рулин; Ян, Хуэй; Сунь, Чжиган (2020). «Технология гетерогенной интеграции чиплетов — состояние и проблемы» . Электроника . 9 (4): 670. doi : 10.3390/electronics9040670 . S2CID 218776269 .
- ^ «Проект EIS и другие достижения EDA» . xputers.informatik.uni-kl.de .
- ^ «Google сотрудничает с SkyWater и Efabless, чтобы обеспечить производство индивидуальных ASIC с открытым исходным кодом» . Технология Скайуотер . 2020-11-12 . Проверено 15 июня 2022 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Сервис Alchips MPW
- КМЦ МПВ
- CIME-P MPC/MPW шлюз для различных литейных производств и технологий
- Программа Efabless Open MPW Shuttle
- EUROPRACTICE MPC/MPW — доступ к различным литейным производствам и технологиям
- Сервис MPW от Globalfoundries
- Jeppix MPW — шлюз к различным технологиям фотоники
- Комплексный сервис фотоники MPW от Ligentec
- LioniX MPW сервис интегрированной фотоники
- MOSIS MPC/MPW — шлюз для различных литейных производств и технологий
- Muse Semiconductor (Сервис Университета MPW)
- Услуги Оммик MPW
- Сервис MPW от Samsung
- Сервис Smartphotonics MPW
- Служба СМИК МПВ
- Сервис TSMC CyberShuttle MPW
- Сервис UMC Silicon Shuttle MPW
- Сервис MPW от Teledyne Dalsa
- MPW от Tower Semiconductor
- Варианты прототипирования XFAB