提高芯片的良率變得越來(lái)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(qiáng)量產(chǎn)，但是良率始終無(wú)法爬坡式的提升，很多朋友會(huì)問(wèn)：芯片的良率提升真的有那么難嗎？為什么會(huì)這么難？今天來(lái)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(wàn)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(wàn)粒，B廠的一片晶圓合格芯片數(shù)為8萬(wàn)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(jìn)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(shè)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(rùn)就遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于B廠的利潤(rùn)。

通過(guò)上面的例子即可看出，良率即利潤(rùn)，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(huì)浪費(fèi)客戶的大量時(shí)間去處理多出來(lái)的晶圓，這無(wú)形之中也大大增加了客戶的成本，導(dǎo)致客戶的成本降不下去。

A的利潤(rùn)低，勢(shì)必要漲價(jià)，如果你是客戶，一家供應(yīng)商的產(chǎn)品價(jià)格低且質(zhì)量好，另一家價(jià)格高但質(zhì)量差，你會(huì)選擇哪一家呢？

良率為什么難提升？

以20nm制程的FinFET為例，該類(lèi)產(chǎn)品涉及到上千個(gè)工藝步驟。假如每個(gè)步驟的良率為99.9%，那么 十個(gè)工序后的良率為：10個(gè)0.999相乘即99%， 100個(gè)工序后的良率為：100個(gè)0.999相乘即90.5%， 1000個(gè)工序后的良率為：1000個(gè)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(gè)工藝的能穩(wěn)定在99.9%嗎？ 我曾見(jiàn)過(guò)簡(jiǎn)單一些的器件，一共就幾十個(gè)半導(dǎo)體工序，良率就能達(dá)到驚人的20%；我也曾見(jiàn)過(guò)，同樣的場(chǎng)地，同樣的人員，同樣的機(jī)臺(tái)，4inch的良率99%，而6寸的良率達(dá)不到量產(chǎn)要求的。

我也曾見(jiàn)過(guò)，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(wú)法實(shí)現(xiàn)芯片量產(chǎn)，最后灰溜溜離開(kāi)的。

芯片良率的問(wèn)題，不是說(shuō)挖幾個(gè)人就能解決的。你能把龍頭公司整個(gè)團(tuán)隊(duì)挖過(guò)來(lái)嗎？就算整個(gè)團(tuán)隊(duì)挖過(guò)來(lái)了，機(jī)臺(tái)設(shè)備選的都是相同型號(hào)，但是廠房位置，廠區(qū)布局，水電氣，設(shè)備情況，潔凈度，震動(dòng)等能完全一樣嗎？哪怕任何一個(gè)微不足道的因素沒(méi)有考慮到，芯片制程的良率可能就無(wú)法提升。

總的來(lái)說(shuō)，晶圓尺寸越大，芯片工藝步驟越多，機(jī)臺(tái)設(shè)備越落后，人員專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)越低，良率提升越難。而目前很多國(guó)產(chǎn)晶圓廠，這些條件一樣不落都占了。

所以說(shuō)，芯片制造是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，就像打靶，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)靶。需要及時(shí)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(yàn)主義，思維固化是芯片良率提升的絕癥！







審核編輯：劉清