从设计到生产看一颗SOC的诞生

分享到:
211
下一篇 >

对于选购一台手机而言,我们除了注重外观、设计、屏幕大小之外,性能当然是必然着重考虑的因素,就像一般用户买汽车,并不会选择用30万去买一个0.6排量的车子(非混/电动),所以硬件配置是根基,良好的体验需要基于强大的硬件性能。而手机的综合性能由处理器、RAM、ROM以及软件上的驱动/系统优化所决定,其中手机处理器则扮演着一个举足轻重的角色。

一、半导体公司有哪几种

半导体公司按业务可分为3个类别:

1.IDM,这一模式的特点是半导体制造的关键环节都由自己完成,例如内核的开发与制造,自己同时具备设计以及生产的能力,例如Intel、意法半导体、现代等等。

2.Fab,这种模式只专注于工艺的研发以及代工,就像台积电,它们不设计芯片,仅帮代工芯片。

3.Fabless,Fabless企业仅专注于IC的设计,它们把设计出来的“芯片”给Fab企业进行生产,形成产品,而随着物联网的发展,电子产品更贴近于个人的需求,这便从Fabless衍生出Chipless模式,Chipless模式下的企业既不生产芯片也不销售芯片,它们只提供IP的授权,像是ARM和Imagination。

 二、挖一下全球晶圆生产/代工商

如今全球范围规模较大的晶圆代工厂商有:台积电(TSMC)、三星、英特尔(Intel)、Globalfoundries(GF)、台联电(UMC)、中芯国际(SMIC)、意法半导体(ST)等等,但它们并不是全部都代工生产手机Soc芯片的,生产手机处理器Soc的基本集中在台积电、三星、Intel、GF这四家。

2015年+2016年初热门手机处理器生产/代工商:

台积电:骁龙615/617/652/808/810、联发科全系列、苹果A9(16nm)、麒麟950/930、苹果A10(10nm)

三星:骁龙820、Exynos 7420/8890、苹果A9(14nm)

英特尔:Atom全系列

Globalfoundries:瑞芯微系列

三、一颗Soc如何诞生

指令集/IP核的授权+核心的设计

我们经常接触的高通骁龙XXX,联发科MTXXXX,麒麟XXX之类的Soc,他们没有自己的晶圆生产线,通过从ARM、Imagination中购入IP授权或是指令集授权(其中高通像骁龙820则是通过获得ARM的指令集授权,再自行研发Kryo核心,而联发科/麒麟则是直接获取A72/A53一类的IP核授权),然后把这些Soc交给台积电或三星进行代工生产。

而三星Exynos则比较特殊,例如*新的Exynos 8890既有自主研发的核心,也有ARM的公版核心,则它的授权费用主要来源于ARM的指令集+IP核,费用自然比全是公版核心的联发科/麒麟要低,但Exynos也不像高通骁龙,三星有自己的晶圆生产线,无需找台积电进行代工生产。既然内核方案有了,代工商也找到了,那么就是时候进入具体的生产环节。

Soc的生产

一颗处理器(Soc)如何诞生这个过程相当复杂,难以用简单的话语表述出来,但某几个重要的步骤还是可以说一下的:

1.硅的提纯与熔炼,制成硅锭→2.硅锭切割,形成晶圆(wafer),渗入其他元素并进行氧化→3.上光阻剂,通过掩膜(mask)进行光刻→4.**溶解的光阻剂并用化学试剂溶解曝光部分的晶圆,再**掩膜区域的光阻剂→5.重复步骤3,形成多层立体的晶体管雏形→6.注入离子束,完成掺杂,形成P井或N井→7.表面覆盖绝缘层,留出需要通电的开孔,进行电镀铜用以填充开孔(完成晶体管的制造)→8.在晶体管之间用复合金属层进行连接,形成复杂的立体电路→9.功能性测试→10.晶圆切片,形成单个内核→11.内核封装,为内核提供电气与机械界面→12.性能测试,并进行等级分类,定义ID→13.出售

当然,一颗Soc的诞生从设计到生产环节不会如上诉的那么简单,笔者只是想让大家简单了解一下其中的重要步骤。

12下一页全文本文导航第 1 页:从设计到生产看一颗SOC的诞生第 2 页:2016年初晶圆代工商的产能状况

你可能感兴趣: 业界新闻 图片 SOC 意法半导体 晶圆代工
无觅相关文章插件,快速提升流量