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流片失败故事,IC从业者的避坑指南

发布时间:2023-11-08来源:芯学长 0

大家都知道流片的费用是很昂贵的,哪家企业都经不住流片失败的折腾,多几次流片失败,很可能就会把公司搞垮,所以每次流片都不容有失。

这也是很多公司想要招聘经验丰富的IC设计工程师的原因之一,也是为什么有流片经历的同学会在求职的过程中会更受欢迎的原因之一吧。→点击留言了解流片项目

今天给大家分享了几个流片的故事,作为IC设计的从业者,我们在今后的工作中也是尽可能的吸取前辈失败的教训。

IC从业者-Yufeng Bai

关注实验室第一次流片,是视频编解码芯片,承载着实验室几年的心血,老板科研基金结题和一个师兄博士毕业的重任。

片子回来之后上板子测试,上电后什么信号都测不到,时钟和复位什么都没反应。全部人忙活了一个礼拜,把从代码,版图,PCB所有东西都查了一遍,什么发现都没有。

某一天,师弟用万用表随便测了芯片的管脚发现VDD和GND是反的,然后我们把所有的电源管脚都测了一遍,之后怀疑是封装有问题。最后我们把芯片缷下来,把新的芯片旋转90度焊上去,一切正常!

IC从业者-鸿鹤:

1、foundry把MIM层做错了。反复强调MIM不坐在M6和M5之间,做在M4和M3之间。芯片回来各种测试,codec就是不工作。经过多次质疑foundry,终于发现是没按照要求做。耽误半年。

2、foundry没有把IP merge进去。赶上过年,上传完文件,有修改,又重新上传。原来跑IP merge脚本的哥们休假过年去了,接手的这位跑完没check report。生产结束了,foundry告知“不好意思啊,这个IP没merge进去。。。” 想砍人啊

3、这个是听说的。IO PAD上没开孔,没法打线,没法测试。。。。。芯片回来了,没法测试。。。这个倒是可以解决,腐蚀一下,还是可以简单测试的。

4、这个惨,公司连芯片都没见到。话说wafer生产出来,要放在车子上推着走。一次,一个哥们看反正就几米的路,于是捧在手里走了两步,结果就霉运爆棚,绊倒,wafer盒子掉地上了。

5、据说,有rom里的code没写进去的情况,芯片上电cpu直接死掉。也有code写错的。所以,rom code是check list的必选。

IC从业者-卷积云:

写几个读博时经历过的设计错误,2个自己的,1个听来的:

1、自己设计的射频电路,正常偏置不工作,把电压加到4V以上才可以(工艺允许的VDD上限是3.6V,好在整个测试期间片子没给我烧掉)。具体原因不明,似乎是直流偏置的探针的寄生电感和pad的寄生电容耦合振荡了——因为是蹭师兄们流片的机会,占块他们不用的空白区做个小电路,那里不能外接的pin,只能画几个pad,在裸片上用探针连下去测试。之前没考虑过探针的寄生电感不能忽略。

2、毕业设计,做出来底噪比信号大~ 当时离毕业也不远了,不可能重新流片。猛想一个星期,确定了底噪的来源,再花了几周测量、验证,最后编了一个标定和消除底噪的算法,算是把信号取出来了。在毕业论文上,这套算法的数学推导写了十几页,当然本身不太复杂,只是向量太多,用了无数矩阵表示,非常占页面。

这段数学推导,读起来实在太累,被我的两位导师、两位答辩考官全数跳过,答辩顺利过关~~ (嗯,但我相信我的证明是准确无误的)

3、答辩后的聊天,听一位考官吐槽了他的一名学生流片的失败:功率电路,小心翼翼的设计了电源线上每一路的电流上限——但是忘记GND那头也需要做这事了,所有的GND电流需要通过一个唯一的via连到pad上。

IC从业者-Krieg

说几个跟大家分享交流一下:

1、第一次设计PA,稳定性网络没有做好,回来以后发现有中频自激现象,得出的结论是仅仅对circuit整体做稳定性分析是不够的,必须对每一级管芯分别去完善;

2、某款大功率mmic流片回来测试结果与仿真差异极大,查阅论文及工艺文档认为是backvia隔离在momentum仿真精度偏低造成的,基于这一思路进行了设计修改,第二次投片非常成功

3、某款中功率芯片采用cascode结构设计,在长期使用过程中出现稳定性问题,也是查阅了不少相关论文才得出了可信的分析报告,这一过程当中积累了许多经验

其实从业这几年来说完全流片失败的芯片不是很多,但是每次找到问题感觉都是对自己的一次提高,遗憾的是更多情况下精确定位和分析确实比较困难,深感自己积累还是不够,与大家共勉。

SoC设计流程非常复杂,bug源头可能出在RTL、 DFT、验证、 模拟电路等等,原因很多,流片更是由架构师——设计——验证——后端等,每个环节都有可能出现问题。。。。一定要综合辩证地区分析看待

流片失败的原因无外乎这几种:

1.Design的版本拿错,这个问题比较要命,如果ROM版本拿错,基本芯片就废了。这种情况还真不少。

2.流片的时候存在重大bug。如果说一款芯片流片出去完全没有bug是不可能的,大部分的bug都不会影响到芯片的主体功能和性能,可以通过软件的方式回避掉。但是有些bug是软件无法绕过去的,比如在电源管理的时候,芯片在进入低功耗状态后无法退出,这种属于重大失误,虽然芯片能点亮,但是无法使用。

3.PVT的情况没有考虑全,这对应是芯片流片前在不同工艺角下的timing violation没有清完,在某些温度和电压下芯片功能失常,大大降低了芯片的使用范围。

4.数字芯片的模拟接口问题,比如PAD 的latch up问题导致内部过渡电流量使得芯片产生永久性破坏。

5.功耗问题,如果芯片的功能达到要求,但是功耗太高,特别是物联网领域的芯片,这也将是灾难。

6.安全问题,很多芯片会被用在安全要求非常高的领域,比如个人手机的芯片,个人电脑的芯片,服务器芯片等,如果出现硬件安全漏洞,软件也不能规避,那么这款芯片也算流片失败。

7.芯片内部power连线的问题,这表现在芯片内部有短路电路,在芯片设计的时候,电源线没有好好检查,这种问题也是比较致命。

8.芯片ESD没处理好,静电保护没处理好,芯片在某些情况下容易损坏,无法量产。

9.生产制造的问题,一种是出现在新的生产线上,表现在良率比较低,生产成本很大。另外一种是材料有问题,比如某批次晶圆质量有问题,生产出来的芯片功耗和功能都出现问题,对于这种不算真正流片失败。

10.封装的问题,这种就是芯片引线没有接好,导致芯片功能不正常,严格意义上也不算流片失败。

以上就是给大家分享的流片失败经历,如果大家需要流片经验可以→点击留言了解流片项目

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