1)为什么会有 MPW?
做一颗芯片,要去晶圆厂(foundry)把电路“印”到硅片上。这个过程最贵、最关键的一样东西叫 光罩(Mask)。
光罩像什么?像“印刷用的钢板/胶片模板”
你要在硅片上印几十层图案,就要几十张模板
这些模板制作成本非常高,而且是一次性为你的设计定制的
所以问题来了:
你只是想先做个样片验证一下(比如几十颗、几百颗), 但光罩钱就可能要花一大笔。 那对初创公司、学校、研发部门来说太肉疼了。
于是行业就发明了 MPW:大家一起拼一套“车票”。
2)MPW 到底是什么?一句话解释
MPW = 多个不同设计,共用同一片晶圆(以及同一套工艺流程),一起生产。
晶圆厂把一整片晶圆的版图区域分成很多块,每块给一个项目。
类比(最直观)
单独流片(非MPW):你包场拍电影/你自己包一辆大巴
MPW:你买大巴的几个座位,跟别人一起坐同一辆车出发
你只付你占用的“座位/面积”的钱,而不是把整辆车都包下来。
3)MPW 的“技术本质”:共用掩膜、分摊成本
MPW 的核心不是“把芯片做出来”,而是把最昂贵的固定成本分摊掉:
光罩成本、工艺启动成本、生产排程成本 —— 都是“固定成本”
你一个人做样片,这些成本全你一个人背
MPW 把晶圆划成很多块,把成本按面积和规则拆给大家
所以 MPW 本质是一个 “试产平台/共享制造服务”,让大家低成本拿到第一批硅片样品。
4)MPW 的流程长什么样?(从你画图到拿到芯片)
为了让你更系统地理解,我把 MPW 常见链路按阶段拆开:
A. 设计阶段:你把芯片“画完”
你把电路设计完成,输出最终版图数据(可以理解为“打印文件”)。
B. 拼版阶段:运营方把大家的设计拼在一张大版图上
晶圆厂或第三方服务商会把多个项目拼成一个“拼版”——像排版印刷。
C. 制造阶段:整片晶圆一起跑同一套工艺
光刻、刻蚀、沉积、CMP……这些步骤对所有项目都一样,因为用的是同一个工艺平台。
D. 切割与交付:按项目把晶圆切开,分发裸片(Die)
最后把属于你的那一块切出来给你。你再决定要不要封装、怎么测试。
5)MPW 的优点:为什么很多团队都爱用? 优点 1:省钱(最重要)
你只做小批量验证,MPW 比“独享一整套光罩 + 一整片晶圆”便宜得多。
优点 2:更适合“先验证再量产”
芯片最怕一次流片就翻车。MPW 常用于:
验证功能是否正确
验证关键模拟/射频性能
验证IO、电源、ESD结构
验证工艺角落、良率趋势(有限程度上)
比如:
学术研究芯片
小型ASIC
传感器原型
新IP验证
工艺/封装联合验证的小试验片
MPW 通常是固定周期发车:
你错过了“上车截止时间”,就只能等下一趟
这会影响项目计划。
因为 MPW 通常按“你占了多少版图面积”收费。
小芯片:很划算
大芯片:你占的面积大,钱就上去了,最后可能还不如独占
MPW 常常是固定工艺平台 + 固定可选模块(比如某些厚铜层/特殊器件/特种材料选项未必开放)。
想玩很“定制”的工艺,可能不适合 MPW。
限制 4:拿到的数量不多
MPW 通常是样片性质,你可能拿到的裸片数量有限。
如果你要做很多客户样机、做大规模可靠性测试,就不够用。
限制 5:风险分摊≠风险消失
MPW 只是把“成本”分摊了,不是把“技术风险”消掉了。
如果你设计本身有问题,照样可能失败,只是“交的学费更少”。
7)什么时候用 MPW?什么时候别用? 适合用 MPW 的典型情况
你是初创团队:预算有限,需要快速验证可行性
你在做新IP:先证明这块东西能跑
你在做研究/教学:追求低成本试验
你在做小芯片:面积小、样片需求少
你在做“第一次流片”:先打样再上量
芯片面积很大(例如复杂SoC)
你需要大量样片(上千上万颗)
你需要高度定制的工艺选项
你项目时间点非常死,不能等“班车”
你已经确认设计成熟,准备量产或大规模试产
MPW 是芯片行业的“低成本试产通道”。 它让你用较小的投入拿到第一批硅片样品,验证设计和关键指标, 通过后再决定要不要投入更大的成本进入更大规模制造。
如果把芯片开发比作“造车”:
MPW 就是先做几辆工程样车去跑测试场
通过了再去开模、建产线、上量产
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