芯片和晶圓尺寸的增大
發(fā)布時(shí)間:2015/10/22 20:40:27 訪問次數(shù):3944
芯片密度從小規(guī)模集成電路( SSI)發(fā)展到甚大規(guī)模集成電路(ULSI)的進(jìn)步推動(dòng)_r更大尺寸芯片的開發(fā)。IRFPE50PBF分立器件和SSI芯片邊長平均約為IOO mil(0.1英寸),而ULSI芯片每邊長是500~1000 mil(0.5~I.O英寸)。集成電路足在稱為晶圓(wafer)的薄硅片(或其他半導(dǎo)體材料薄片,見第2章)L制造而成的。在圓形的晶圓上制造方形或長方形的芯片導(dǎo)致在晶圓的邊緣處剩余一螳不町使用的區(qū)域(見圖6.6),當(dāng)芯片的尺寸增大時(shí)這些不叮使用的區(qū)域也隨之增大(見圖1. 11)。為_『彌補(bǔ)這種損失,半導(dǎo)體業(yè)界采用了更大尺寸的晶圓。隨著芯片的尺寸增大,1960年時(shí)的1英寸直徑的晶圓已經(jīng)被200 mm和300 mm(8英寸和12英寸)的晶圓所取代因?yàn)榫W(wǎng)面積隨著其半弳平方的增加而增大,生產(chǎn)效率也增加_r。因此,從6英寸到12英寸,晶圓直徑翻倍,制造芯片可使用的面積增大4倍。
預(yù)計(jì)引進(jìn)450 mm(1 8英寸)直徑的晶圓年份是2012年。盡管又一次推遲,450 mm晶圓變得可用,英特爾( Intel)、臺積電(TSMC)和三星(Samsung)宣布計(jì)劃建立新的晶圓制造I:廠( fab)。成本已經(jīng)成為更大的晶圓加工的一個(gè)主要障礙。一般來說,在技術(shù)層面卜‘是不可能簡單地?cái)U(kuò)大到300 mm生產(chǎn)線的。因此,新的工廠設(shè)施是必要的,但不是在設(shè)備供心商的設(shè)計(jì)、測試和建立可擴(kuò)展能力的工藝設(shè)備之前。這些投入是昂貴和費(fèi)時(shí)的、但是,更高效的生產(chǎn)、良品率和先進(jìn)的電路調(diào)節(jié)的真正結(jié)果已經(jīng)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)在不斷進(jìn)步7。費(fèi)用因素也導(dǎo)致了保留較小直徑的晶網(wǎng)生產(chǎn)線。對于已建立的已經(jīng)長期折舊的老產(chǎn)品線,幾乎沒有要移到更大晶圓上的經(jīng)濟(jì)誘因。、事實(shí)上,150 mm(5.9 in又名6英寸)晶圓,以及200 mm品圓仍在使用。
芯片密度從小規(guī)模集成電路( SSI)發(fā)展到甚大規(guī)模集成電路(ULSI)的進(jìn)步推動(dòng)_r更大尺寸芯片的開發(fā)。IRFPE50PBF分立器件和SSI芯片邊長平均約為IOO mil(0.1英寸),而ULSI芯片每邊長是500~1000 mil(0.5~I.O英寸)。集成電路足在稱為晶圓(wafer)的薄硅片(或其他半導(dǎo)體材料薄片,見第2章)L制造而成的。在圓形的晶圓上制造方形或長方形的芯片導(dǎo)致在晶圓的邊緣處剩余一螳不町使用的區(qū)域(見圖6.6),當(dāng)芯片的尺寸增大時(shí)這些不叮使用的區(qū)域也隨之增大(見圖1. 11)。為_『彌補(bǔ)這種損失,半導(dǎo)體業(yè)界采用了更大尺寸的晶圓。隨著芯片的尺寸增大,1960年時(shí)的1英寸直徑的晶圓已經(jīng)被200 mm和300 mm(8英寸和12英寸)的晶圓所取代因?yàn)榫W(wǎng)面積隨著其半弳平方的增加而增大,生產(chǎn)效率也增加_r。因此,從6英寸到12英寸,晶圓直徑翻倍,制造芯片可使用的面積增大4倍。
預(yù)計(jì)引進(jìn)450 mm(1 8英寸)直徑的晶圓年份是2012年。盡管又一次推遲,450 mm晶圓變得可用,英特爾( Intel)、臺積電(TSMC)和三星(Samsung)宣布計(jì)劃建立新的晶圓制造I:廠( fab)。成本已經(jīng)成為更大的晶圓加工的一個(gè)主要障礙。一般來說,在技術(shù)層面卜‘是不可能簡單地?cái)U(kuò)大到300 mm生產(chǎn)線的。因此,新的工廠設(shè)施是必要的,但不是在設(shè)備供心商的設(shè)計(jì)、測試和建立可擴(kuò)展能力的工藝設(shè)備之前。這些投入是昂貴和費(fèi)時(shí)的、但是,更高效的生產(chǎn)、良品率和先進(jìn)的電路調(diào)節(jié)的真正結(jié)果已經(jīng)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)在不斷進(jìn)步7。費(fèi)用因素也導(dǎo)致了保留較小直徑的晶網(wǎng)生產(chǎn)線。對于已建立的已經(jīng)長期折舊的老產(chǎn)品線,幾乎沒有要移到更大晶圓上的經(jīng)濟(jì)誘因。、事實(shí)上,150 mm(5.9 in又名6英寸)晶圓,以及200 mm品圓仍在使用。
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