Full Mask（全掩膜）和 MPW（多项目晶圆）两种流片方式的区别与联系

Full Mask（全掩膜）和 MPW（多项目晶圆）两种流片方式的区别与联系

在集成电路制造领域，流片是将设计好的电路图转化为实际芯片的关键步骤。其中，Full Mask（全掩膜）和MPW（多项目晶圆）是两种主要的流片方式。它们在成本、生产效率和适用场景等方面各有特点。本文将从定义、适用场景、生产考量和工艺特点四个方面，详细对比这两种流片方式的异同。

图1. 典型MPW流片结果图，图片来源：wxxh

两者定义

• Full Mask（全掩膜）：全掩膜方式是指整个晶圆制造过程中的全部掩膜版都为单一芯片设计服务。一片晶圆上只生产同一种芯片设计，适用于大规模量产。

• MPW（多项目晶圆）：多项目晶圆是指多个使用相同工艺的集成电路设计放在同一晶圆上流片。每个设计仅占用晶圆的一部分区域。

适用场景

• Full Mask：适用于设计已经完全定型、准备大规模量产的芯片。适合对成本敏感度较低、但对单片晶圆成本要求极低的大规模生产。

• MPW：适用于早期研发阶段、设计尚未完全定型的芯片。适合预算有限的小公司、初创团队或高校。适合小批量试产，用于验证设计的正确性和工艺的可行性。

图2. MPW tape-out

生产考量

• Full Mask：掩膜成本极高，设计更改成本极高，一套掩膜可能高达数百万甚至上千万元。但适合大规模量产，随着量产规模的增加，单片晶圆成本会显著降低。

• MPW：成本低，风险低，按照晶圆上的占用面积收费，适合小批量试产和设计验证，降低了研发投入。但其 schedule 不灵活，受到多个项目的共同钳制。

工艺特点

• Full Mask：整个晶圆只生产同一种芯片设计，工艺稳定性高。生产周期相对稳定，适合大规模生产。

• MPW：多个项目共享同一个晶圆，工艺复杂度较高。通常由 Foundry 或第三方组织，流片时间点固定，设计者需要按照计划时间表进行开发。当然也有 IDM 厂自家多个项目拼车。

总结

晶圆厂每年都会有固定的 MPW 机会，叫Shuttle （班车），这个时候有研发需求就可以搭车。最后对于早期研发和小批量试产，MPW是更经济的选择；而对于成熟设计的大规模量产，Full Mask 则更具成本优势。

Reference：

1.无锡星火，http://www.wxxh.org.cn

来源：Internet

关键词：芯片流片