在芯片行业的竞争中,制程和良率是两把锋利的武器,它们不仅关系到产品的性能和成本,更是厂商间较量的关键。IBM最新宣布2nm工艺制程取得重大突破,这一消息让业界再次提醒:5nm处理器已经走向大规模市场化,而芯片巨头们正迈向下一轮制程竞赛。三星正在推出3nm工艺,其技术将基于全栅极(GAA)FET,而台积电则计划将FinFET扩展到3nm,然后逐步迁移到2nm纳米片FET。
先进制程一直被视为技术领先性的象征,也是厂商营销策略的一部分。但更重要的是,良率对于芯片成功而言同样不可或缺。一颗合格的芯片意味着1.5亿美元净利润,因此提高良率成为了每个厂商的心头之痛。
新节点从研发到量产是一个复杂过程,涉及前期研究和后期验证。在风险试产阶段,一步步提升良率至85%以上才能顺利进入市场。这并不是一个固定的标准,每家公司都有自己设定的标准。此外,还有良率的一致性也是衡量指标之一。
对于一些专家来说,不同产品与设计之间没有统一标准。“一般而言,手机等消费级产品由于需求大,其生产流程会更加严格,因此其良率通常比汽车、航空等高端应用要低。”普迪飞半导体公司资深技术总监王健表示。
虽然较低的良率可能影响最终成品,但它与产品合格率不同。“制造过程中会引入各种不确定因素,最终生产出来的产品有一些不确定性,如果这些指标不满足,就无法正常交付。”王健解释道。
在讨论芯片总体质量时,有人提出“如果按制造流程来分,设计决定了良率,而封装测试决定了合格率”。因此,对于整个产业链来说,“提高好的设备利用效能,是最直接有效的手段。”
提升芯片 良 率 不仅对经济具有重要意义,而且可以看作是一种延伸摩尔定律的手段。摩尔定律最初由英特尔创始人戈登·摩尔提出,即集成电路上可容纳晶体管数目每隔两年便会增加一倍。然而,由于成本和资源限制,这项法则已变得越来越难以实现,所以出现了超越摩尔定律(More than Moore)的概念,其中包括优化电路设计、系统算法以及异构集成等非晶体管微缩方法。
尽管如此,将提升好坏设备利用效能视为延续摩尔定律并不意味着它直接决定了晶圆厂是否进入下一代工艺研发开发工作。而且,从实际效果来看,比起研发新工艺节点,大多数智能应用场景所需的小型化芯片并不需要太先进的工艺,从经济角度考虑提升好坏设备利用效能显得更加实际有效,因为这可以减少浪费,并使得更多用户能够获得更高质量、更安全稳定的产品。此外,这也符合国家政策倡导内循环发展战略,使得行业发展更加健康、持续稳健地进行下去。