一片晶圓可以切出多少芯片

作為一名芯片工程師，經(jīng)常跟回來的wafer打交道，你知道一片成品的wafer具體有哪些部分組成嗎?

首先我們先來搞清楚什么是Wafer?

Wafer 即為圖片所示的晶圓，由純硅(Si)構(gòu)成。一般分為6英寸、8英寸、12英寸規(guī)格不等，晶片就是基于這個wafer上生產(chǎn)出來的。晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓，在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，而成為有特定電性功能的集成電路產(chǎn)品。

一片wafer有多大?

其大小通常以直徑來表示，常見的尺寸有1英寸(25毫米)、2英寸(51毫米)、3英寸(76毫米)、4英寸(100毫米)、4.9英寸(125毫米)、150毫米(5.9英寸，通常稱為“6英寸”)、200毫米(7.9英寸，通常稱為“8英寸”)、300毫米(11.8英寸，通常稱為“12英寸”)和450毫米(17.7英寸) 。

一片晶圓可以切出多少芯片?

拋去良率因素，這是一個簡單的圖形面積計算問題，它的專有表征名詞是“DPW”，DPW是Die Per Wafer的縮略詞。晶圓可切割晶粒數(shù)(DPW)的計算是非常簡單的，它的計算實際上是與圓周率π有密切的關(guān)聯(lián)。

晶圓上的晶粒其實可以看作是圓形所能容納下的所有方形的集合。可切割晶粒數(shù)的計算就是利用圓周率和晶圓尺寸作為已知參數(shù)，確定出整體圓形區(qū)域能容量下的方形數(shù)量。

國際上Fab廠通用的計算公式：

其中晶片面積=晶粒的長度*晶粒的寬度。

聰明的讀者們一定有發(fā)現(xiàn)公式中 π*(晶圓直徑/2)的平方，不就是圓面積的式子嗎?再將公式化簡的話就會變成：

接下來我們一起來看一張下面的圖，一起來認(rèn)識認(rèn)識哈。

1-芯片(Chip、Die)、器件(device)、電路(circuit)、微芯片(microchip)或條碼(bar)：所有這些名詞指的都是在晶圓表面占大部分面積的微芯片圖形。 什么是Die? Die指的是芯片未封裝前的晶粒，是從wafer上用激光切割而成的一個單獨的晶圓區(qū)域，它包含了芯片的一個完整功能單元或一組相關(guān)功能單元。每個Die最終都切割成一個小方塊并封裝起來，成為我們常見的芯片。

2-劃片線(scribe line、saw line)或街區(qū)(street、avenue)：這些區(qū)域是在晶圓上用來分隔不同芯片的間隔區(qū)。劃片線通常是空白的，但有些公司在間隔區(qū)內(nèi)放置對準(zhǔn)標(biāo)記或測試的結(jié)構(gòu)(參見光掩模版)。

3-工程試驗芯片(engineering die)和測試芯片(test die)：這些芯片與正式器件芯片或電路芯片不同;它包括特殊的器件和電路模塊，用于對晶圓生產(chǎn)工藝的電性能測試。

4-邊緣芯片(edge die)：在晶圓的邊緣有一些掩模殘缺不全的芯片而產(chǎn)生面積損耗。由于單個芯片尺寸增大而造成的更多邊緣浪費可以由采用更大直徑晶圓來彌補。推動半導(dǎo)體工業(yè)向更大直徑晶圓發(fā)展的動力之一就是為了減小邊緣芯片所占的比例，節(jié)省浪費的資源。

5-晶圓的晶面(wafer crystal plane)：圖中的剖面展示了器件下面的晶格構(gòu)造。此圖中顯示的器件邊緣與晶格構(gòu)造的方向是相關(guān)的。

6-晶圓定位邊(wafer flat)/定位缺口(notche)：例如圖示的晶圓有主定位邊(major flat)和副定位邊(minor flat)，表示這是一個P型<100>晶向的晶圓。300mm和450mm直徑的晶圓都是用定位缺口作為晶體定向的標(biāo)識的。這些定位邊和定位缺口在一些晶圓生產(chǎn)工藝中還有助于晶圓的套準(zhǔn)。