芯片的最小裸片面积是多少?

电器工程 集成电路 半导体 制造业
2022-01-14 16:00:11

硅芯片是通过切割晶圆制成的;一般来说,一个设计需要的晶体管越少,它需要的面积就越小,所以你从晶圆中得到的芯片越多,每个芯片的成本就越低。

但这必须有一些限制。也许你可以拥有一个面积为一平方毫米的芯片,但你似乎不太可能拥有一个面积为一平方微米的芯片。

什么是最小值...具体来说,我不是问物理上可能的最小面积是多少,而是芯片停止变得更便宜的最小面积是多少?您停止尝试缩小设计的点,因为更少的晶体管将不再省钱?

几十年来,这种情况是大致保持不变,还是随着工艺技术的迭代而改变,如果是,朝哪个方向发展?

4个回答

芯片的最小面积取决于最具成本效益的解决方案 ,而不是最小的物理切割

带切口的最小无缺陷切割大致等于晶片厚度,而开槽金刚石锯大致等于晶片厚度的 1/2。

因此,问题应该是处理单个二极管结的最便宜的方法是什么。由于对单个二极管结的最大需求似乎是 LED,问题应该是每个晶片的最大 LED 数量是多少?经济推动了 LED 的尺寸增大。变小没有任何好处。

对于裸片上的任何给定芯片和晶圆尺寸,此计算限制了每个晶圆的最大裸片数。

这不是限制,而是确定晶片机械产量的计算器。

在此处输入图像描述

现在的趋势是制造带有凸块焊盘的小型倒装芯片,这些倒装芯片堆叠在系统级封装(SiP) 或系统级封装上,多个集成电路封装在一个芯片载体封装中。

芯片成本不只是模具。

有测试,粘合,包装等。

您会惊讶于大型芯片测试仪需要花费多少时间!
因此,具有大量测试向量的小型模拟芯片的芯片可能比具有较少测试向量的大型数字芯片更昂贵。

即使忽略诸如划线禁止边距之类的事情,鉴于电路所需的 IO(甚至电容 IO 耦合或天线也需要一定的物理尺寸),许多 IC 设计最终都会受到焊盘限制或凸块限制。这不仅适用于小芯片,而且许多较旧的较大芯片都有空白空间,因为任何较小的芯片都不会为所需数量的 IO 焊盘提供足够的周长(从而为裸片上的免费“芯片艺术”留出空间。)

许多海报提到焊盘尺寸是一个限制因素。但是我们的一些较新的设计根本不使用引线键合。该芯片的底部带有凸块,允许直接将芯片连接到基板(板)。

我认为最小裸片尺寸必须由晶圆切割能力和该操作的后果(坏裸片)决定。