멀티프로젝트 웨이퍼 서비스

Multi-project wafer service

멀티프로젝트 칩(MPC)과 멀티프로젝트 웨이퍼(MPW) 반도체 제조약정을 통해 고객이 여러 설계나 프로젝트 간에 마스크와 마이크로전자 웨이퍼 제작 비용을 공유할 수 있다.

MPC는 5개의 CMOS IC 설계와 제조 허용 테스트 N- 및 PMOS 트랜지스터로 구성된다.

MPC 배열을 통해 하나의 칩은 여러 설계의 조합으로 제조 과정에서 웨이퍼 전체에 걸쳐 이 결합 칩이 반복된다. MPC 배열은 일반적으로 웨이퍼당 대략 동일한 수의 칩 설계를 생성한다.

웨이퍼 전체에 걸쳐 MPC 설계로 구성된 웨이퍼와 5개의 공정 제어 모니터(PCM) 설계로 구성돼 공정이 잘 되도록 하는 웨이퍼

MPW 배열을 사용하면 웨이퍼에 서로 다른 칩 설계가 집계되며, 웨이퍼당 설계/프로젝트 수가 다를 수 있다. 이는 IC 제조 중 포토리스토그래피에서 새로운 마스크 제작과 노출 시스템으로 가능하다. MPW는 이전 MPC 절차를 기반으로 하며, 다양한 설계/프로젝트의 제조 볼륨의 다른 단계와 요구에 대해 보다 효과적인 지원을 가능하게 한다. MPW 배치는 교육, 새로운 회로 아키텍처와 구조 연구, 프로토타이핑 및 소량 생산까지 지원한다.[1][2]

설계/프로젝트 수가 서로 다른 여러 개로 구성된 다중 프로젝트 웨이퍼.

전 세계적으로 여러 MPW 서비스는 기업, 반도체 주조 공장 및 정부 지원 기관에서 이용할 수 있다. 원래 통합회로(IC) 교육 및 연구를 위해 MPC와 MPW 배치가 모두 도입되었다. 일부 MPC/MPW 서비스/게이트웨이는 비상업적 용도로만 사용된다. 프로토타이핑 단계에서 올바른 서비스 플랫폼을 선택하면 선택한 서비스의 규칙을 고려하여 MPW 서비스를 통한 점진적인 생산 확대가 보장된다.

MPC/MPW 배열은 또한 마이크로 전자기계 시스템(MEMS),[3] 실리콘 광전자 제작 및 마이크로 유체학 같은 통합[4] 광전자학에도 적용되었다.[5][6]

MPW의 정교함은 다층 마스크(MLM) 배열로, 노출 단계에서 제조하는 동안 제한된 수의 마스크(예: 4)가 변경된다. 나머지 마스크는 전체 웨이퍼의 칩에서 칩까지 동일하다.[7] MLM 접근방식은 다음과 같은 몇 가지 특정 사례에 매우 적합하다.

  • 검출기와 같은 대형(아마도 전체 웨이퍼) 설계로, 소수의 마스크 레이어를 사용함으로써 기능적 장치를 형성할 수 있음
  • 하나의 설계/프로젝트를 하나의 설계의 다른 성능 또는 표준과 같이 서로 다른 버전으로 만들기

일반적으로 하나의 웨이퍼 배치(제작 라인에 따라 여러 개의 웨이퍼로 구성)와 하나의 고객에 대해 MLM 접근법이 사용된다. MLM을 사용하면 일반적으로 더 큰 장치(웨이퍼 크기까지) 또는 더 많은 수의 다이와 웨이퍼를 몇 개의 배치까지 얻을 수 있다. MLM은 MPW 생산량에서 위로 부드럽게 지속되는 것이므로, 이는 또한 소량/중량 생산량도 지원할 수 있다. 모든 주조 공장이 MLM 배치를 지원하는 것은 아니다.

이용 가능한 기술의 복잡성과 MPC/MPW를 원활하게 실행해야 하는 필요성 때문에, 설계의 규칙과 시기를 따르는 것은 MPC/MPW 서비스의 장점을 활용하는데 매우 중요하다. 그러나 모든 서비스 제공업체는 설계 데이터, 다이 크기, 설계 규칙, 장치 모델, 사용 가능한 IP 블록 및 타이밍 등을 포함한 자체적인 실용성을 가지고 있다.

MPC 및 MPW 서비스의 턴어라운드 시간과 비용은 제조 기술에 따라 달라지며 설계/프로토타입은 일반적으로 베어다이나 패키지 기기로 사용할 수 있다. 납품은 검증되지 않았지만 공정관리모니터(PCM) 등의 측정결과에 의해 제조공정 품질이 보장되는 경우가 대부분이다.

MPC 방식은 반도체 업계 최초의 하드웨어 서비스 플랫폼 중 하나였으며, 보다 유연한 MPW 배치는 실리콘 IC 제조에 국한되지 않고 다른 반도체 생산 분야로 확산되어 비용 효율적인 시제품 제작, 개발 및 개발 등을 위해 잘 확립된 IC 제조 및 파운드리 모델의 일부가 되고 있다. 연구하다

MPC와 MPW의 짧은 역사

후에 린 콘웨이 MIT에서 1978년 최초의 초고밀도 집적 회로 시스템 설계 과목을 조직했다 첫번째 잘 알려 진 MPC서비스가 있MOSIS(금속 산화 실리콘 도입 서비스), DARPA에 의해 초고밀도 집적 회로. MOSIS을 위한 인간의 기술적인 인프라로 정착해 1981년 코스를 'multi-university, 멀티 프로젝트chip-design demonstration'[8]del.를 시작했다ive1979년 코스 참가자들에게 벨을 울린다.[9][10] MPC의 디자인은 ARPANET을 사용하여 수집되었다. 교육에 덧붙여 기술 배경은 표준 컴포넌트의 제한 없이 새로운 컴퓨터 아키텍처를 비용 효과적인 방법으로 개발하고 연구하는 것이었다.[11] MOSIS는 현재 MPW 배치로 주로 상용 사용자들에게 서비스를 제공하지만 대학생과 연구자들에게도 서비스를 계속 제공하고 있다. MOSIS의 경우, 개방형(즉, 비수용적) VLSI 배치 설계 규칙 또는 공급업체 소유 규칙을 사용하여 설계서를 제작에 제출한다. 설계는 공통 로트로 통합되며 주조 공장의 제작 과정을 거친다. 완성된 칩(패킹된 칩 또는 맨 다이)은 고객에게 반환된다.

최초의 국제 실리콘 IC MPC 서비스 NORCHIP은 1982년 첫 칩을 공급한 북유럽 4개국(덴마크, 핀란드, 노르웨이, 스웨덴) 중 설립되었다.[12] 그것은 노르딕 산업 기금과 각 참가국의 R&D 금융 기관이 자금을 지원했다. 목표는 아날로그 및 디지털 신호 처리 및 전력 관리 통합 분야에서 특히 연구와 산업 간의 협력을 강화하고 훈련하는 것이었다.[13] 동일한 북유럽 국가에서 조직한 NORCHIP과 병행하여 GaAs IC 장치에 대한 모델링 기법을 제작한 노르딕 GaAs 프로그램 NOGAP 1986-1989와 고속 디지털 및 RF/아날로그 MMIC의 데모대가 있었다.[14][15]

1981년부터 프랑스의 CMP,[16][17] NORCHIP과 NOGAP는 EUROCHIP (1989-1995)라고 불리는 범유럽 MPC/MPW 협정의 핵심 요소였으며 1995년부터는 그 추종자 EUROPractISE가 병동에 관한 것이었다. CMP는 또한 전 세계적으로 MPW 배치 중 MOSIS와 연계된 최초의 공식적인 범대륙 MPC/MPW 운영이었다. CMPs 서비스에는 디지털, 혼합 신호, 아날로그, 고속, 전력 처리 등 다양한 기술과 샤플릿 패키징에 적합한 멀티칩 모듈(MCM)이 포함됐다.[18]

Similar arrangements utilising silicon IC technology were also AusMPC in Australia starting 1981, E.I.S. project (started year 1983)[19] in Germany and EUROEAST (1994-1997) covering Romania, Poland, Slovak Republic, Hungary, Czech Republic, Bulgaria, Estonia, Ukraine, Russia, Latvia, Lithuania and Slovenia. 1994년에 시작된 BERCHIP MPC 활동은 라틴 아메리카에서 조직되었다. 1994년부터 전세계적으로 수많은 MPW 서비스가 개시되었다.

뮤즈반도체는 2018년[20] 전 e실리콘 직원 홈뮤즈반도체가 설립한 회사다. 회사명 "Muse"는 MPW University SErbic의 비공식 약칭이다.[20] 뮤즈는 전 세계 홈 뮤즈 반도체 연구자들이 참조한 마이크로 전자 연구자들과 회사들의 MPW와 저용량 IC 제작 요구에 초점을 맞추고 있다. 뮤즈는 모든 TSMC 기술을 지원하고 일부 기술에 대해서는 최소 면적 1mm^2의 Shared Block 서비스를 제공한다.[21][22]

분명한 비용 절감과 프로토타이핑 혜택의 속도 향상으로 인해 몇몇 대기업들이 내부 MPC/MPW를 조직했고 많은 실리콘 주조 공장들이 전 세계 다양한 통합 기술을 위한 서비스 플랫폼의 일부로 MPW 서비스를 제공하기 시작했다.

참조

  1. ^ Wu, M.-C.; Lin, R.-B. (2005). "Multiple Project Wafers for Medium-Volume IC Production". Proceedings - IEEE International Symposium on Circuits and Systems: 4725–4728. doi:10.1109/ISCAS.2005.1465688. ISBN 0-7803-8834-8. S2CID 16510670.
  2. ^ Noonan, J. A. (1986). "Investigation into methods and analysis of computer aided design of VLSI circuits". Master Thesis, the Department of Electrical and Electronic Engineering, the University of Adelaide.
  3. ^ "EUROPRACTICE MEMS MPW".
  4. ^ "MPW". SMART Photonics.
  5. ^ "An integrated modular service for microfluidics, µBUILDER program".
  6. ^ Grinde, C.; Welham, C. (2008). "μBUILDER: The easy and low cost road to advanced microsystems". Proceedings -15th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems: 17–18. doi:10.1109/ICECS.2008.4675128. ISBN 978-1-4244-2181-7.
  7. ^ Pann, P. (2009). "Prototyping and testing of analog integrated circuits". Proceedings - 1st Asia Symposium on Quality Electronic Design: 173–177. doi:10.1109/ASQED.2009.5206277. S2CID 2987670.
  8. ^ Conway, Lynn; Suchman, Lucy (February 28, 2021). "Conway-Suchman conversation". Conway Suchman Conversation – via conwaysuchman-conv.pubpub.org.
  9. ^ "Lynn Conway's 1978 MIT VLSI System Design Course". ai.eecs.umich.edu.
  10. ^ Conway, L. (1982). "The MPC adventures: Experiences with the generation of VLSI design and implementation methodologies" (PDF). Microprocessing and Microprogramming Number 4. 10 (4): 209–228. doi:10.1016/0165-6074(82)90054-0.
  11. ^ "VLSI Implementation Services: From MPC79 to MOSIS and Beyond". ai.eecs.umich.edu.
  12. ^ Tenhunen, H.; Nielsen, I.-R. (1994). "Microelectronics R&D cooperation in the nordic countries". Analog Integrated Circuits and Signal Processing. 5 (3): 195–197. doi:10.1007/BF01261411. S2CID 62771908.
  13. ^ Olesen, O.; Svensson, C. (1984). "NORCHIP, a silicon brokers model". Integration. 2: 3–13. doi:10.1016/0167-9260(84)90003-8.
  14. ^ Kemppinen, E.; Järvinen, E.; Närhi, T. (1988). "Design of an L-band monolithic GaAs receiver front-end with low power consumption". IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 3: 2535–2538. doi:10.1109/ISCAS.1988.15458. S2CID 57998893.
  15. ^ Andersson, M.; Åberg, M.; Pohjonen, H. (1988). "Simultaneous extraction of GaAs MESFET channel and gate diode parameters and its application to circuit simulation". IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 3: 2601–2604. doi:10.1109/ISCAS.1988.15474. S2CID 62628680.
  16. ^ Courtois, B.; Delori, H.; Karam, J.M.; Paillotin, F.; Torki, K. (1996). "CMP services: basic principles and developments". Proceedings of 2nd International Conference on ASIC, Shanghai, China: 417–420. doi:10.1109/ICASIC.1996.562841. S2CID 108800823.
  17. ^ Torki, K.; Courtois, B. (2001). "CMP: the access to advanced low cost manufacturing services". Proceedings 2001 International Conference on Microelectronic Systems Education: 6–9. doi:10.1109/MSE.2001.932392. S2CID 30387757.
  18. ^ Li, Tao; Hou, Jie; Yan, Jinli; Liu, Rulin; Yang, Hui; Sun, Zhigang (2020). "Chiplet Heterogeneous Integration Technology—Status and Challenges". Electronics. 9 (4): 670. doi:10.3390/electronics9040670. S2CID 218776269.
  19. ^ "The E.I.S. Project and other EDA Achievements". xputers.informatik.uni-kl.de.
  20. ^ a b "FAQ Muse Semiconductor". musesemi.
  21. ^ https://www.musesemi.com/shared-block-tapeout-pricing MPW 가격 책정 예
  22. ^ https://www.csl.cornell.edu/~cbatten/pdfs/torng-brgtc2-fts-riscvday 2018.pdf 컴퓨터 아키텍처 연구에서 실리콘 프로토타이핑의 새로운 시대

알파벳 순서로 된 일부 MPC/MPW 서비스의 예