為什麼7nm、5nm的晶片用12寸的晶圓?一塊晶圓可生產多少晶片?

2020-12-19 只說數碼科技

眾所周知,現在我們常見到的晶片,全部是矽基晶片,即利用矽晶圓製作出來的。而矽晶圓是一種厚度大約在0.8mm以下,呈圓形的矽薄片。

而這種圓形薄片有很多替代,比如8英寸大小,12英寸大小,18英寸大小,甚至更大的。但從目前的數據來看,12英寸晶圓的出貨面積佔全部半導體矽片出貨面積的65左右。8英寸的佔20%左右,其它的主要是更小尺寸的晶圓片了。

另外從實際來看,14nm以下的晶片,像7nm、5nm的晶片全是用12英寸的晶圓製作的,那麼這究竟是怎麼回事呢?

說起很來很簡單,那就是因為工藝越複雜,一塊晶片的成本越高,那麼就要最大化的利用矽晶圓版,不能浪費,而尺寸越大的矽晶圓片,浪費的越少。

比如8寸的晶圓和12寸的晶圓同時用來生產同一工藝規格的晶片,出產處理器個數12英寸的會是8英寸晶圓的2.385倍,晶圓越大,襯底成本就越低。

那麼為何不用更大的晶圓來製作?因為技術難度太大,晶圓要求非常平整,矽片平整度要求起伏在100nm以內,相當於從上海到北京的距離高低起伏不超過10釐米。所以面積越大,難度越高,面積越小,難度越低。

那麼用12寸的晶圓來製作晶片,一塊能夠製作出多少塊晶片呢?其實很多人都有這個疑問,幫大家算一下就知道了。

12英寸晶圓的表面積大約為70659平方毫米,拿華為麒麟990 5G來舉例的話,晶片的面積為10.68×10.61=113.31平方毫米,我們可以認為在100平方毫米。

如果100%利用,可以生產出700塊,但這是不可能的,晶片是方形的,晶圓是圓形的,一定會有邊角料留下,按照物理知識我們可以計算出大約在640塊左右,但考慮到良率等,實際能生產的晶片大約在500塊左右。

所以以後大家如果大家看到某晶片製造企業說,一個月的產能是多少片12寸的圓晶時,就可以計算出一個月能生產多少晶片了。

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