如何选择ASIC流片时的掩模方案？聊聊MPW、MLM和Full Mask的区别
如何选择ASIC流片时的掩模方案？聊聊MPW、MLM和Full Mask的区别
在芯片设计领域，流片（Tapeout）是一个令人兴奋的里程碑，标志着设计团队即将把GDSII文件交给晶圆厂进行生产。然而，在这个激动人心的时刻之前，还需要完成一个关键步骤：准备掩模版（Maskset）。掩模版的成本高昂且技术复杂，直接关系到项目的预算和风险。本文将详细介绍三种主流的掩模方案：MPW（多项目晶圆）、MLM/MLR（多层掩模）和Full Mask（单掩模组），帮助读者根据项目需求做出明智的选择。
“tapeout”一词是在70年代创造的。历史上，工程师使用磁带来存储所有ASIC设计文件。因此，将磁带运到foundry厂的事件被称为“tapeout”。
MPW（多项目晶圆）：小团队的“拼车”方案
MPW的全称是Multi-Project Wafer，你可以理解为“拼车流片”。晶圆厂把不同客户的相同工艺多个设计“塞”到同一片晶圆上，大家分摊掩模成本。比如你设计了一个传感器芯片，隔壁团队做了个AI加速器，大家共用同一套掩模，各拿几十颗样品回来测试。
适用场景：
- 预算有限的小公司、初创团队或高校实验室。
- 功能验证阶段，不确定设计是否靠谱，先做几颗样品试试水。
- 产量需求低（比如几百颗），不需要大规模量产。
优缺点：
- 优点：成本低（但注意，但并不是白菜价）。
- 缺点：得等晶圆厂排期，交期不灵活；分到的芯片数量少，可能不够测。
举个栗子：
某大学实验室想流片一款低功耗物联网芯片，预算只有10万美元。用MPW的话，可以和另外9个团队“拼车”，拿到50颗芯片做测试。
MLM/MLR（多层掩模）：省钱但“分期付款”
MLM（Multi Layer Mask）或MLR（Multi Layer Reticle）的核心思路是“合并图层”。传统掩模组中，每个工艺层（比如金属层、氧化层）需要单独一张掩模，而MLM可以把最多4层合并到一张掩模上。这样一来，掩模总数减少，前期成本（NRE）也降了。
适用场景：
- 中等产量项目（比如几千到几万颗）。
- 预算有限，但能接受“分期付款”——前期省NRE，后期每片晶圆更贵。
优缺点：
- 优点：前期投入低，适合现金流紧张的公司。
- 缺点：单片晶圆成本高；晶圆厂可能不乐意接（合并掩模影响生产效率）。
举个栗子：
某创业公司要做一款蓝牙芯片，预计卖5万颗。用MLM的话，NRE省了30%，但每片晶圆贵了15%。
单掩模组（Full Maskset）：土豪专属，量大管饱
Full Mask就是为你的项目单独定制全套掩模，一片晶圆上只生产你的芯片。这种方案前期成本最高，但单片晶圆价格最低，适合大规模量产。
适用场景：
- 成熟设计，确定功能没问题。
- 产量高（比如百万颗以上）。
优缺点：
- 优点：晶圆成本最低，生产周期稳定。
- 缺点：NRE贵到肉疼（百万美元起步），改版成本极高。
举个栗子：
某手机厂商的旗舰机芯片，年出货量上亿颗。用单掩模组虽然前期砸了500万美元，但每片晶圆成本压到50美元，摊薄后单颗成本几乎可以忽略。
如何选择？看产量和钱包！
- MPW：适合“试试看”阶段，低成本试错。
- MLM/MLR：中等产量，赌销量能覆盖后期成本。
- 单掩模组：闭眼冲量，不差钱的大厂首选。当然也可能是赶市场周期。
最后提醒一句：流片前一定要和晶圆厂确认排期！尤其是MPW，错过一次可能得等半年。另外，掩模成本占NRE大头，别光看报价，把后期生产、封测的费用一起算清楚。
流片不易，且流且珍惜。祝大家一次成功，少踩坑！ 🚀
本文原文来自CSDN