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By华强智连杜波2014-11芯片研发基本过程一款芯片的设计开发，首先是根据产品应用的需求，设计应用系统，来初步确定应用对芯片功能和性能指标的要求，以及哪些功能可以集成，哪些功能只能外部实现，芯片工艺及工艺平台的选择，芯片管脚数量，封装形式等等，达到整个应用系统的成本低性能高，达到最优的性价比。之后，进入系统开发和原型验证阶段。根据芯片的框架结构，采用分立元件设计电路板，数字系统一般用FPGA开发平台进行原型开发和测试验证（常见的FPGA有XILINX和ALTERA两个品牌，我公司用的是XILINX）。模拟芯片的设计，验证手段主要是根据工艺厂提供的参数模型来仿真，最终能达到的性能指标只能通过真实的投片，进行验证设计；而数字系统设计一般可通过计算机仿真和FPGA系统，进行充分的设计验证，然后可以直接投片。因此数模混合的芯片产品开发，一般需要模拟模块先投片验证，性能指标测试通过后，然后再进行整体投片。系统开发和原型验证通过后，就进入芯片版图的设计实现阶段，就是数字后端、与模拟版图拼接。版图设计过程中，要进行设计验证，包括DRC、LVS、ANT、后仿真等等。芯片版图通过各种仿真验证后就可以生成GDS文件，发给代工厂（或者制版厂），就是常说的tapeout了。代工厂数据处理，拿到GDS数据后，需要再次进行DRC检查，然后数据处理，版层运算，填充测试图形等操作，之后发给制版厂开始制版。制版完成后，光刻版交给代工厂就可以进行圆片加工了。圆片加工完成后，送至中测厂进行中测，也叫晶圆测试（ChipTest，简称CP）。中测完成，圆片上打点标记失效的管芯，交给封装厂。封装厂进行圆片减薄、贴膜、划片、粘片、打线、注塑、切金、烘干、镀锡等等操作后，封装完成。目前封装技术比较成熟，常见封装良率在99.5%以上，甚至99.9%以上。芯片有些功能和性能在中测时无法检验的，需要进行成测（FinalTest，简称FT）。成测完成的芯片，即可入产品库，转入市场销售了。芯片的研发过程，是一个多次循环迭代的过程。测试验证过程中发现问题，就需要返回修改设计，然后再次测试验证；后端版图实现过程中，如果时序、功耗、面积、后仿真等通不过，也可能要返回原始设计进行修改；芯片投片出来后，测试性能指标和可靠性达不到设计要求，需要分析定位问题，修改设计，再次投片验证，等等。芯片研发环节多，投入大，周期长。任何一个细节考虑不到或者出错，都有可能导致投片失败；技术研发充满了不确定性，可能导致时间拖延及投片失败。因此，一个成熟产品的研发，可能需要多次的投片验证，导致周期很长。现在芯片设计的规模比较大，系统复杂，为了减小投片风险，系统设计和测试验证的工作十分重要，一方面依靠强大的EDA工具，另一方面依靠经验和人员时间投入。芯片转入量产后，如果成品率不稳定或低于预期，需要与代工厂分析原因，进行工艺参数调整，多次实验后，找到最稳定的工艺窗口，提高芯片的可靠性和良率，降低成本。By华强智连杜波2014-12IC研发生产全流程示意图常见的芯片投片方式说明芯片常用投片方式有工程批（FULLMASK）和多项目晶圆（MultiProjectWafer，简称MPW）两种方式。随着制造工艺水平的提高，在生产线上制造芯片的费用不断上涨，一次0.6微米工艺的工程批生产费用就要20-30万元，而一次0.18微米工艺的工程批生产费用则需要60-120万元，如果采用高阶工艺，试验片成本更会呈几何倍数提高。如果设计中存在问题，那么制造出来的所有芯片将全部报废。MPW就是将多个具有相同工艺的集成电路设计放在同一晶圆片上流片，流片后，每个设计品种可以得到几十片芯片样品，这一数量对于设计开发阶段的实验、测试已经足够。而实验费用就由所有参加MPW的项目按照芯片面积分摊，成本仅为工程批的10%-20%，极大地降低新产品开发成本和开发风险。MPW一般由工艺厂组织，每年定期有班次。虽MPW降低了集成电路研发阶段的费用门槛，但也伴随着一些投片灵活度低、生产周期长、单位面积有限制等制约因素。具体的投片方式，需要根据设计成功率、资金预算、时间周期来具体选择。两种投片方式对比表：费用周期样品数量投片灵活度工程批高2-3个月数千颗以上随时可投片，灵活度强MPW10%-20%3-5个月一般50颗左右需参加工艺厂的班次，灵活度差