在线美工 为什么晶圆是圆的?废品芯片又去哪了?
为什么晶圆是圆形的在线美工,而芯片却是方形的?
芯片工程师两手一摊表示,这锅我不背,这是制造工艺所决定的。
众所皆知,芯片制造是非常复杂的过程。
光是原材料这边,要先将硅含量相对较高的硅石,放到一个石墨坩埚里面进行冶炼,然后通过提纯和直拉法,得到一根圆柱形的硅棒。
跨境美工接下来,通过切割、研磨和抛光,一根硅棒被加工成一片片平整光滑的圆形晶圆。
接着送往晶圆厂,进行后续的光刻、蚀刻等操作,使其拥有错综复杂的逻辑电路。
这么一通操作下来,晶圆上就布了满芯片。
最后,经过各方面测试后,再对晶圆进行切片在线美工,就得到日常见到的方形芯片了。
之所以选择圆形的晶圆,是因为圆形结构在冷却、切割、搬运和加工过程中受力均匀,减少了断裂和破损的可能性。
虽然切割芯片会产生一些浪费,但考虑到整体制造工艺的效率和稳定性,这种浪费是可以接受的。
那么,一块12寸的晶圆,具体可以做出多少块芯片呢?
12英寸晶圆的表面积大约为70659平方毫米。
按照一颗芯片100平方毫米来计算的话,理论上可以生产出700多块芯片,但这是不可能的。
原因前面也提到了,因为芯片是方的,而晶圆是圆的,一定会有边角料留下。
因此在线美工,如果按照晶圆85%的利用率来计算,那么大概是600块。
但考虑到良率等原因,实际能生产的芯片大约在500块左右。
而在这500块芯片中,还存在着“残血版”,详情页设计毕竟一颗芯片上集成了几百亿个晶体管,不可能一个都没问题。
于是,厂家本着“物尽其用”的做法,将它们降级使用。
比如,之前一颗有9个核心的芯片,坏了一个核心,没事,厂家会将出错的核心锁起来,其他核心还能正常使用,于是就变成了8核芯片。
以此类推,所以就有了i9、i7、i5、i3的区别。
如果核心没有损坏,但芯片的某些部分表现不佳,比如电压、频率测试等出错了,那么型号也不一样。
同样的,厂家会对其进行分类售卖,比如 i9-10900F, i9-10900T,i7-10700K等,主打的就是不浪费。
对于苹果M系列的芯片来说,也存在着同样操作,比如M3 Ultra、M3 Max以及M3 Pro。
不过,随着芯片制程越来越高端,制造工艺也会越来越复杂,出错的几率随之增加。
因此,良品率就成了芯片厂商最重要的挑战。
据说,早期三星的4nm良率仅为35%,而台积电4nm良率被认为是70%。
当然,后来随着工艺的改进,两家厂商的良率都所有提升,但是三星还是稍逊于台积电。
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