提高芯片的良率變得越來越困難，很多新建的晶圓廠通線數(shù)年仍難以量產(chǎn)，有的雖勉強量產(chǎn)，但是良率始終無法爬坡式的提升，很多朋友會問：芯片的良率提升真的有那么難嗎？為什么會這么難？今天來聊聊。

為什么要提升芯片良率？

芯片良率，指合格芯片的數(shù)量與生產(chǎn)出的總芯片數(shù)量的比例。即

良率=合格芯片數(shù)量/生產(chǎn)的芯片總量 x 100% 拿一片晶圓為例，晶圓上芯片總數(shù)為10萬粒，A廠良率為50%，B廠良率為80%，那么A廠的一片晶圓合格芯片數(shù)為5萬粒，B廠的一片晶圓合格芯片數(shù)為8萬粒。假如某客戶需要80kk粒合格芯片，由于晶圓廠都是以晶圓為單位進行出貨，那么：

A廠需要提供的晶圓數(shù)約為：8000/5=1600pcs

B廠需要提供的晶圓數(shù)約為：8000/8=1000pcs

在晶圓廠的角度，假設A廠與B廠每片晶圓的成本幾乎相等，那么A廠的生產(chǎn)總成本遠遠大于B廠生產(chǎn)總成本，在客戶貨款一定的情況下，A廠的利潤就遠遠低于B廠的利潤。

通過上面的例子即可看出，良率即利潤，也是降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。

在客戶的角度，A廠出貨的數(shù)量更多的晶圓，肯定會浪費客戶的大量時間去處理多出來的晶圓，這無形之中也大大增加了客戶的成本，導致客戶的成本降不下去。

A的利潤低，勢必要漲價，如果你是客戶，一家供應商的產(chǎn)品價格低且質(zhì)量好，另一家價格高但質(zhì)量差，你會選擇哪一家呢？

良率為什么難提升？

以20nm制程的FinFET為例，該類產(chǎn)品涉及到上千個工藝步驟。假如每個步驟的良率為99.9%，那么 十個工序后的良率為：10個0.999相乘即99%， 100個工序后的良率為：100個0.999相乘即90.5%， 1000個工序后的良率為：1000個0.999相乘即36.8% 工藝步驟越多，良率越低。

那么你能保證每個工藝的能穩(wěn)定在99.9%嗎？ 我曾見過簡單一些的器件，一共就幾十個半導體工序，良率就能達到驚人的20%；我也曾見過，同樣的場地，同樣的人員，同樣的機臺，4inch的良率99%，而6寸的良率達不到量產(chǎn)要求的。

我也曾見過，在A廠干了一輩子的技術(shù)總監(jiān)，去幫助B廠新建相同產(chǎn)品的晶圓廠，一直無法實現(xiàn)芯片量產(chǎn)，最后灰溜溜離開的。

芯片良率的問題，不是說挖幾個人就能解決的。你能把龍頭公司整個團隊挖過來嗎？就算整個團隊挖過來了，機臺設備選的都是相同型號，但是廠房位置，廠區(qū)布局，水電氣，設備情況，潔凈度，震動等能完全一樣嗎？哪怕任何一個微不足道的因素沒有考慮到，芯片制程的良率可能就無法提升。

總的來說，晶圓尺寸越大，芯片工藝步驟越多，機臺設備越落后，人員專業(yè)素養(yǎng)越低，良率提升越難。而目前很多國產(chǎn)晶圓廠，這些條件一樣不落都占了。

所以說，芯片制造是一個動態(tài)的過程，就像打靶，它是一個動態(tài)靶。需要及時調(diào)整部署，它在變，做芯片的也在跟著變。墨守成規(guī)，經(jīng)驗主義，思維固化是芯片良率提升的絕癥！







審核編輯：劉清