IC产业与制程技术简介-1

IC產業介紹

IC產業架構 (分工) – 垂直分工與整合
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IC產業介紹

IC產業架構 (分工) – 垂直分工與整合
系統設計
IP產業
新興的IC設計廠商
IC設計
設計服務
晶圓代工 / 設計服務
封裝 / 測試
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IC產業介紹

IC分類


Memory Micro-component Analog Logic (consumer) Mixed mode FPGA SIP (new product)
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SIP (Silicon/Semiconductor Intellectual Property)


SIP的分類

IC產業介紹

SiP簡介


利用MCP技術將不同種類的IC chip包裝在同一IC封裝 (package)中 State-of-the-art: 6 chips in a package
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IC產業介紹

IC產業架構

實體架構
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IC產業介紹

IC產業分工歷史
4. Fabless
Product Spec IP
Design
Std. lib
Fab EDA
3. Fabless
Product Spec
CAD
2. IDM
Product Spec Design CAD Std. lib Fab

集設計, 製造, 銷售 (自有品牌) 於一身



OEM (Ordered Equipment Manufacturing) – 委託製造 Brandless ODM (Ordered Design and Manufacturing) – 委託設計製造 Brandless EMS (Electronic Manufacturing Service) – 電子製造服務 系統代工
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IC產業介紹

Migration of IC Design Flow

Traditional – Block Based Design
Block-Based Design ★☆☆☆☆ Design Cycle ☆☆☆☆☆ Configurable ★☆☆☆☆ Gate Count ★☆☆☆☆ Productivity ★☆☆☆☆ Reliability ☆☆☆☆☆ Plug & Play ☆☆☆☆☆ IP Used
Mobile PC e-BOOK
Voice Phone
Internet Game Console
Set-Top-Box 21
IC產業介紹

SIP簡介

SoC without SIP
理想的SoC晶片設計目標 輕、薄、小、耗電少
Boss
重新設計
標準更改
革新技術
開發時間冗長
生產成本超過預算
Boss
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IC產業介紹
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IC產業介紹

Migration of IC Design Flow

Tomorrow – Platform Based Design
Platform-Based Design ★★★★☆ Design Cycle ★★★★★ Configurable ★★★★☆ Gate Count ★★★★☆ Productivity ★★★★☆ Reliability ★★★★★ Plug & Play ★★★★★ IP Used
製 造
封 裝 與 測 試
成 品
IP Service Layout Service
Turnkey Service
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IC產業介紹

Basic IC Design Flow
Design/Analysis Phase Pre-Layout Phase Post-Layout Phase Design Specification Define Design Architectural Define RTL Design RTL Analysis Logic/Test Synthesis

專門用語 (Terminology) 簡介

Fab & Fabless

Fab (Fabrication) – 晶圓廠 Fabless Design house – IC設計公司 (無自有晶圓製造能力)

Foundry – 晶圓代工 (無自有品牌, 生產與設計服務) OEM IDM (Integrated Design and Manufacturing) – 整合(元件)製造商
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IC產業介紹

Migration of IC Design Flow

Today – System on Chip
System On Chip Design ★★★☆☆ Design Cycle ★☆☆☆☆ Configurable ★★★☆☆ Gate Count ★★☆☆☆ Productivity ★★★☆☆ Reliability ☆☆☆☆☆ Plug & Play ★★☆☆☆ IP Used


晶圓廠架構 4 (+1) 大製程模組 (Module) 製程整合 (Process Integration) CMOS (basic element) Memory: DRAM Logic: MCU
2

製造流程實例 (Examples of Process Flow) - - - - - 2 hr
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Design CAD
Fab EDA
1. IDM
Product Spec Design CAD EDA Std. lib Fab
Std. lib
EDA
5. Fabless
Product Spec Design
CAD IP Std. lib
Fab
EDA
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IC產業介紹

IC產業分工歷史 Design Service
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IC產業介紹

IC產業分工 – 下一波整合與分工
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IC產業介紹

新興IC產業 – IC設計服務 (Design Service) IC 設計服務項目
系 統 規 格
模 型 的 發 展 規 格 的 制 訂 設 計 編 碼 的 發 展
線 路 模 擬
線 路 合 成
閘 級 層 次
驗 證
繞 線 與 佈 局

SoC – 單晶片系統 (p.22~25) SiP – 單包裝系統 (next page) MCP (Multi-Chip Package) (p.26) Maskless

FPGA (Field Programmable Gate Array) – 可程式邏輯閘陣列


Mixed signal – 混合信號 (同時包含analog與digital circuits) ASIC (Application Specific IC) – 客製 (特殊應用) IC ASSP (Application Specific Standard Product) – 客製標準產品 Assembly & Package – IC封裝

Lead frame – 導線架
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IC產業介紹

SIP簡介

SoC世代來臨產生的變化
Smart Phone
PDA Desktop PC Web Phone
產品面: SoC 之趨勢走向 • 輕薄短小 • 價格低 • 功能提升
IC業者: SoC提供 • 高整合度 • 低功耗 • 多重作業系統 • 平台相容
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IC產業介紹

Basic IC Design Flow

Floor plan
µC RAM RAM S/P DMA
ASIC LOGIC
DSP CORE
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IC產業介紹

Basic IC Design and Production Flow

Auto Place and Route
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IC產業介紹
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IC產業介紹

專門用語 (Terminology) 簡介


Design house Fabless SIP or IP (Silicon Intellectual Property) – 矽智財 (p.22~25) SoC & SiP (System On a Chip & System In a Package)
IC產業與製程技術簡介
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課程內容

IC產業介紹 (IC Industry Introduction) - - - - - - - - - - 1.5 hr


IC產業架構 (分工) Technology Roadmap 專門用語 (Terminology) 簡介

基礎半導體製程技術 (Basic Semiconductor Process technology) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2.5 hr
Design SOTA, ... PGC, GUC, ... Parthus, ... GCAD, ... Faraday, ... Cadence, Synopsys, ...
6. Fabless
Product Spec
CAD IP Std. lib Fab EDA
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IC產業介紹

IC產業分工 – 解Baidu Nhomakorabea與重整

SIP簡介

SoC with SIP
理想的SoC晶片設計目標 輕、薄、小、耗電少
Boss Boss
Stock
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IC產業介紹

SIP簡介 – SIP的定義

IP (Intellectual Property)

原意為智慧財產權 受到法律的認可與保護 不可任意抄襲使用 半導體設計人員所設計出來的積體電路，具有以下特性: 已經過嚴格之驗證 (Prove) 可被重複使用(Reusable) 具有某種特定功能 (Functionality) Soft IP (毛胚) – 描述SIP功能行為(Behavior) Firm IP (半成品) – 完成結構描述 (Structure) Hard IP (成品) – 基於物理描述 (Physical)並經過製程(晶片)驗證
Timing Analysis/Optimization
ATPG Place & Route Post-Layout Verification / Opt
Physical Verification
Tape out 12
TYPICAL IC DESIGN FLOW
Product concepts Product definition Feasibility Product review Prototype & system design Electrical design Design specification Design review Spec review Test review Test plan & spec Physical design (layout) Layout review Bond diagrams & packaging Test metal layout Spec & manufacturability verification Bench evaluation PCB Demo PCB Customer specification (Data Sheet) Application notes Characterization program DUT PCB development Probe card development Circuit evaluation structures Evaluation Characterization Matrix lot verification Final product review Release to production