芯片研发过程中的两种流片方式

来源：小芯叽

芯片在研发过程中一般包含4个阶段：芯片设计、生产样片、测试验证和大规模量产。在完成芯片设计后，工程师们需要先拿到一些芯片样片，用它们进行测试和验证，来判断新研发的芯片在功能和性能上是否符合设计要求。如果样片通过测试，就可以按计划进行量产、商用；如果样片存在设计缺陷，则需要修改芯片设计，再次生产样片进行测试。

芯片研发流程

Full Mask和MPW就是应用于芯片研发过程中的两种不同的流片方式。

Full Mask是全掩膜的意思，在芯片制造过程中，所有的掩膜版都专门用于生产同一款芯片。这种流片方式费用非常高，采用14nm工艺，掩膜版加上一次流片的费用大约在500万美元，采用7nm工艺费用大约在1500万美元。这么高的生产费用是企业芯片研发、高校和科研院所无法承受的。只有在确保设计完全有把握成功，并且准备大批量投产的时候，才会选择Full Mask方式。

所以，在生产样片阶段，芯片设计公司可以通过MPW，以最实惠的方式完成样片生产。MPW的全称是Multi-Project Wafer，多项目晶圆。MPW就是将多个具有相同制造工艺的芯片设计项目放在同一wafer上进行生产。生产完成后，每个芯片设计项目可以得到几十颗上百颗的芯片样片，研发工程师们用这些样片来测试和验证芯片设计的正确性。MPW的流片费用由所有参加MPW的公司按照芯片面积分摊，所以流片成本很小。

三星2025年MPW班次

MPW通常由代工厂或第三方服务机构组织，各个工艺在一年中的MPW时间点都是预先设定好的，叫Shuttle（班车），到点发车，所以大家通常把参加MPW叫做赶某趟班车。这对于芯片的设计和开发有很大的进度压力，而且当代工厂产能过紧时也有可能取消MPW班次，导致产品上市延迟。

MPW流片服务

MPW流程

提交设计数据：客户在确定参加某个MPW后，要在截止时间前提交版图文件、网表、测试向量等数据。

版图拼版：代工厂或第三方服务机构会进行DRC、LVS检查，然后将这些项目的版图按一定规则排列组合，生成统一的版图数据。

制作掩膜版：代工厂根据拼接好的版图制作掩膜版。

芯片制造：代工厂按照规定的工艺流程，同时生产多个项目的芯片。

测试切割：制造完成的晶圆经过WAT，CP测试后进行晶圆切割，将不同项目的芯片分离。客户可以选择第三方服务机构提供的封测服务，也可以自行委托其它机构。

交付客户：将测试合格的芯片交付给客户，客户进行功能验证后，根据结构优化设计。

MPW和full mask相辅相成，覆盖了芯片从设计到量产的整个研发过程。如果没有MPW流片服务，许多中小芯片设计公司将无法进行芯片的设计研发，因此MPW的重要作用就是极大降低了芯片研发成本。而当芯片进入大规模量产时，Full Mask流片则可以降低长期的生产成本，加速商业化落地，保证量产性能，这些直接决定了产品的市场竞争力。