stringtranslate.com

Многопроектный сервис пластин

Многопроектные схемы производства полупроводниковых кристаллов ( MPC ) и многопроектные схемы производства пластин ( MPW ) позволяют заказчикам распределять затраты на оснастку (например, маску ) и изготовление микроэлектронных пластин между несколькими проектами или конструкциями.

MPC, состоящий из пяти конструкций КМОП-ИС и нескольких тестовых N- и PMOS-транзисторов для приемки в производство

При компоновке MPC один чип представляет собой комбинацию нескольких дизайнов, и этот объединенный чип затем повторяется по всей пластине в процессе производства. Компоновка MPC обычно производит примерно равное количество дизайнов чипов на пластину.

Пластина, состоящая из конструкций MPC по всей пластине и пяти конструкций монитора управления процессом (PCM) для обеспечения хорошего качества обработки

С компоновкой MPW различные конструкции чипов объединяются на пластине, возможно, с различным количеством конструкций/проектов на пластину. Это стало возможным благодаря новым системам изготовления масок и экспонирования в фотолитографии во время производства ИС. MPW основывается на старых процедурах MPC и обеспечивает более эффективную поддержку различных фаз и потребностей объемов производства различных конструкций/проектов. Компоновка MPW поддерживает образование, исследование новых архитектур и структур схем, прототипирование и даже мелкосерийное производство. [1] [2]

Многопроектная пластина, состоящая из нескольких различных неравных по количеству дизайнов/проектов.

Во всем мире несколько услуг MPW доступны от компаний, литейных заводов полупроводников и поддерживаемых правительством учреждений. Первоначально соглашения MPC и MPW были введены для образования и исследований в области интегральных схем (ИС); некоторые услуги/шлюзы MPC/MPW предназначены только для некоммерческого использования. В настоящее время услуги MPC/MPW эффективно используются для интеграции систем на кристалле . Выбор правильной сервисной платформы на этапе прототипирования обеспечивает постепенное масштабирование производства через услуги MPW с учетом правил выбранной услуги.

Компоновки MPC/MPW также применяются в микроэлектромеханических системах (MEMS), [3] интегрированной фотонике [4], например, в производстве кремниевой фотоники , гибкой электронике, микрофлюидике и даже чиплетах . [5] [6]

Усовершенствование MPW — многослойная маска (MLM), где ограниченное количество масок (например, 4) меняется в процессе производства на этапе экспозиции. Остальные маски одинаковы от чипа к чипу на всей пластине. [7] Подход MLM хорошо подходит для нескольких конкретных случаев:

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 более крупные устройства (даже до размера пластины) или большее количество матриц и пластин, обычно до нескольких партий. MLM является плавным продолжением объемов производства MPW и, следовательно, может поддерживать также производство малых/средних объемов. Не все литейные заводы поддерживают схемы MLM.

Из-за сложности доступных технологий и необходимости бесперебойного запуска MPC/MPW, соблюдение правил, синхронизация проектов и использование предлагаемых инструментов проектирования имеют решающее значение для использования преимуществ услуг MPC/MPW. Однако у каждого поставщика услуг есть свои собственные практические аспекты, включая данные проектирования, размеры кристаллов, правила проектирования, модели устройств, используемые инструменты проектирования, доступные готовые IP-блоки и синхронизация и т. д.

Сроки выполнения и стоимость услуг MPC и MPW зависят от технологии производства, а конструкции/прототипы обычно доступны в виде голых штампов или упакованных устройств. Поставки обычно не тестируются, но в большинстве случаев качество производственного процесса гарантируется результатами измерений монитора(ов) управления процессом (PCM) или аналогичного.

Подход MPC был одной из первых аппаратных сервисных платформ в полупроводниковой промышленности, а более гибкая схема MPW продолжает оставаться частью устоявшейся модели производства и литейного производства микроэлектроники , не ограничиваясь производством кремниевых ИС, но и распространяясь на другие области производства полупроводников для экономически эффективного прототипирования, разработки и исследований.

Компании и услуги

Многие соглашения MPC/MPW изначально были общенациональными, но впоследствии стали расширенной международной, глобальной кооперативной деятельностью, основанной на новых литейных технологиях:

CMC Микросистемы

CMC Microsystems — некоммерческая организация в Канаде, ускоряющая исследования и инновации в области передовых технологий. Основанная в 1984 году, CMC снижает барьеры для проектирования, производства и тестирования прототипов в области микроэлектроники, фотоники, квантовой техники, MEMS и упаковки. Технологические платформы CMC, такие как ESP (Electronic Sensor Platform), дают толчок проектам НИОКР, позволяя инженерам и ученым достигать результатов быстрее и с меньшими затратами. Ежегодно более 700 исследовательских групп из компаний и 100 академических учреждений по всему миру получают доступ к услугам CMC и превращают более 400 проектов в прототипы через ее глобальную сеть производителей. Эта поддержка позволяет 400 промышленным коллаборациям и 1000 обученным HQP присоединяться к промышленности каждый год, и эти отношения способствуют переводу академических исследований в результаты — публикации, патенты и коммерциализацию.

Мьюз Полупроводник

Компания Muse Semiconductor была основана в 2018 году [8] бывшими сотрудниками eSilicon . [9] [10] Название компании «Muse» является неофициальным акронимом от MPW University SErvice. [8] Muse фокусируется на удовлетворении потребностей исследователей микроэлектроники в 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 TSMC University FinFET. [15] [16]

МОСИС

Первой известной службой MPC была MOSIS (Metal Oxide Silicon Implementation Service), созданная DARPA в качестве технической и человеческой инфраструктуры для VLSI . MOSIS началась в 1981 году после того, как Линн Конвей организовала первый курс по проектированию систем VLSI в MIT в 1978 году, и курс подготовил «мультивузовскую, многопроектную демонстрацию проектирования микросхем» [17], предоставив устройства участникам курса в 1979 году. [18] [19] Проекты для MPC были собраны с использованием ARPANET . Техническая основа, помимо образования, заключалась в разработке и исследовании экономически эффективным способом новых компьютерных архитектур без ограничений стандартных компонентов. [20] MOSIS в первую очередь обслуживает коммерческих пользователей с соглашением MPW. MOSIS завершила свою программу поддержки университетов. [21] С MOSIS проекты представляются для изготовления с использованием либо открытых (т. е. непатентованных) правил проектирования компоновки VLSI , либо патентованных правил поставщика. Конструкции объединяются в общие партии и проходят процесс изготовления на литейных заводах. Готовые чипы (упакованные или голые матрицы) возвращаются клиентам.

НОРЧИП

Первая международная служба MPC кремниевых ИС NORCHIP была создана четырьмя странами Северной Европы ( Дания , Финляндия , Норвегия и Швеция ) в 1981 году, поставив первые чипы в 1982 году. [22] Она финансировалась Северным промышленным фондом и организациями финансирования НИОКР из каждой страны-участницы. Целями были обучение и укрепление сотрудничества между исследованиями и промышленностью, особенно в областях аналоговой и цифровой обработки сигналов и интеграции управления питанием. [23] Параллельно с NORCHIP, организованной теми же странами Северной Европы, существовала программа Nordic GaAs NOGAP 1986-1989, которая разрабатывала методы моделирования для устройств GaAs IC и демонстраторов высокоскоростных цифровых и радиочастотных/аналоговых MMIC . С 1989 по 1995 годы университеты Северной Европы, исследовательские институты и небольшие компании принимали участие в европейской программе EUROCHIP, а с 1995 года и далее в программе EUROPRACTICE. [24] [25]

КМП

CMP, французская компания, работающая с 1981 года, начала работу MPC с предложения NMOS, но расширила предложение до CMOS и различных других технологий. [26] [27] CMP также была первой официальной панконтинентальной операцией MPC/MPW, имеющей связь с MOSIS среди других соглашений MPW по всему миру. Услуги CMP включали различные технологии, включая многокристальные модули (MCM), подходящие для упаковки чиплетов. [28]

AusMPC

Аналогичные соглашения, использующие технологию кремниевых ИС, были также AusMPC в Австралии с 1981 года, проект EIS (начался в 1983 году) [29] в Германии и EUROEAST (1994-1997), охватывающий Румынию, Польшу, Словацкую Республику, Венгрию, Чешскую Республику, Болгарию, Эстонию, Украину, Россию, Латвию, Литву и Словению. Деятельность BERCHIP MPC, начавшаяся в 1994 году, была организована в Латинской Америке. Многочисленные услуги MPW были запущены с 1994 года по всему миру.

Эфаблесс

Efabless обеспечивает платформу для ИС/SoC, разработанных 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 от SkyWater Technology и предлагал несколько ежегодных запусков, синхронизированных с учебным годом в университетах США. [30] В рамках стабилизированного финансирования и операций платформа Efabless ориентирована на глобальном уровне, помимо университетов, а также на научно-исследовательские институты, небольшие компании, возможно, находящиеся на этапе запуска, и, в частности, как первый шаг к преобразованию и тестированию перехода от ПЛИС к интегральной схеме.

Ссылки

  1. ^ Wu, M.-C.; Lin, R.-B. (2005). «Множественные проектные пластины для среднесерийного производства ИС». Международный симпозиум IEEE по схемам и системам 2005 г. стр. 4725–4728. doi :10.1109/ISCAS.2005.1465688. ISBN 0-7803-8834-8. S2CID  16510670.
  2. ^ Нунан, Дж. А. (1986). «Исследование методов и анализа автоматизированного проектирования схем СБИС». Магистерская диссертация, кафедра электротехники и электроники, Университет Аделаиды .
  3. ^ "EUROPRACTICE MEMS MPW".
  4. ^ "MPW". SMART Photonics .
  5. ^ «Интегрированная модульная служба для микрофлюидики, программа μBUILDER».
  6. ^ Гринд, К.; Уэлхэм, К. (2008). «μBUILDER: легкий и недорогой путь к передовым микросистемам». 2008 15-я Международная конференция IEEE по электронике, схемам и системам . С. 17–18. doi :10.1109/ICECS.2008.4675128. ISBN 978-1-4244-2181-7.
  7. ^ Pann, P. (2009). «Прототипирование и тестирование аналоговых интегральных схем». Труды 1-го Азиатского симпозиума по качественному электронному проектированию : 173–177. doi :10.1109/ASQED.2009.5206277. S2CID  2987670.
  8. ^ ab "FAQ | Muse Semiconductor". musesemi . Получено 2022-09-04 .
  9. ^ "Часто задаваемые вопросы | Muse Semiconductor" . мусесеми .
  10. ^ Маклеллан, Пол. «Автоматическое цитирование в стиле eSilicon». Semiwiki . Получено 04.09.2022 .
  11. ^ "Главная | Muse Semiconductor". musesemi . Получено 2022-09-04 .
  12. ^ "Уважаемый коллега, письмо: Дополнения к доступу к производству полупроводников (ASF) (nsf22113) | NSF - Национальный научный фонд". www.nsf.gov . Получено 06.09.2022 .
  13. ^ https://www.musesemi.com/shared-block-tapeout-pricing Пример ценообразования MPW
  14. ^ https://www.csl.cornell.edu/~cbatten/pdfs/torng-brgtc2-slides-riscvday2018.pdf Новая эра кремниевого прототипирования в исследовании компьютерной архитектуры
  15. ^ "Программа FinFET университета TSMC - Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited" . Получено 30 марта 2023 г. .
  16. ^ «Услуги и цены программы FinFET университета TSMC | Muse Semiconductor».
  17. ↑ Конвей, Линн; Сачман, Люси (28 февраля 2021 г.). «Разговор Конвея и Сачмана». Разговор Конвея и Сачмана – через conwaysuchman-conv.pubpub.org.
  18. ^ "Курс Линн Конвей по проектированию систем VLSI MIT 1978 года". ai.eecs.umich.edu .
  19. ^ Конвей, Л. (1982). «Приключения MPC: Опыт создания методологий проектирования и внедрения СБИС» (PDF) . Микропроцессорная обработка и микропрограммирование, выпуск 4. 10 ( 4): 209–228. doi :10.1016/0165-6074(82)90054-0.
  20. ^ «Услуги по внедрению СБИС: от MPC79 до MOSIS и далее». ai.eecs.umich.edu .
  21. ^ "МОСИС".
  22. ^ Тенхунен, Х.; Нильсен, И.-Р. (1994). «Сотрудничество в области микроэлектроники и НИОКР в странах Северной Европы». Аналоговые интегральные схемы и обработка сигналов . 5 (3): 195–197. Bibcode : 1994AICSP...5..195T. doi : 10.1007/BF01261411. S2CID  62771908.
  23. ^ Олесен, О.; Свенссон, К. (1984). «NORCHIP, модель кремниевого брокера». Интеграция . 2 :3–13. дои : 10.1016/0167-9260(84)90003-8.
  24. ^ Kemppinen, E.; Järvinen, E.; Närhi, T. (1988). «Проектирование монолитного входного каскада приемника GaAs L-диапазона с низким энергопотреблением». 1988., IEEE International Symposium on Circuits and Systems . Vol. 3. pp. 2535–2538. doi :10.1109/ISCAS.1988.15458. S2CID  57998893.
  25. ^ Андерссон, М.; Оберг, М.; Похьонен, Х. (1988). «Одновременное извлечение параметров канала и затворного диода GaAs MESFET и его применение в моделировании схем». 1988., Международный симпозиум IEEE по схемам и системам . Том 3. стр. 2601–2604. doi :10.1109/ISCAS.1988.15474. S2CID  62628680.
  26. ^ 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. doi :10.1109/ICASIC.1996.562841. S2CID  108800823.
  27. ^ Торки, К.; Куртуа, Б. (2001). "CMP: доступ к передовому малозатратному производству". Труды Международной конференции по образованию в области микроэлектронных систем 2001 г. стр. 6–9. doi :10.1109/MSE.2001.932392. ISBN 0-7695-1156-2. S2CID  30387757.
  28. ^ 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.
  29. ^ «Проект EIS и другие достижения EDA». xputers.informatik.uni-kl.de .
  30. ^ "Google сотрудничает со SkyWater и Efabless для обеспечения производства пользовательских ASIC с открытым исходным кодом". Skywater Technology . 2020-11-12 . Получено 2022-06-15 .

Внешние ссылки