【芯片设计- RTL 数字逻辑设计入门 5 -- 芯片产业 - 常见流程和术语】

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芯片产业 - 常见流程和术语

角色

• Foundry：在集成电路领域是指专门负责生产、制造芯片的厂家。主要有 TSMC（台积电）、格罗方德、联华电子、中芯国际等企业。

• Fabless：是Fabrication（制造）和 less（无、没有）的组合，是指 “没有制造业务、只专注于设计”的集成电路设计的一种运作模式，也用来指代未拥有芯片制造工厂的IC设计公司；通常说的 IC design house（IC设计公司）即为Fabless。华为、联发科、高通，都是 Fabless。

晶圆

• Wafer：一片完整的晶圆，由纯硅（Si）构成。一般分为6英寸、8英寸、12英寸规格不等
  

• Die：Wafer上的一个小块，就是一个晶片晶圆体，学名die，封装后就成为一个芯片（chip），wafer首先经过切割，然后测试，将合格的 die 取下。
  
  芯片良率计算

晶圆等级

• 原装片：三星、现代等厂商，生产出来的晶圆是按容量分等级的，高于93%容量的晶圆被称为A级品，简称A片，原厂封装并提供质保，品牌闪存一般使用此类芯片。

• 白片：是在晶圆生产过程中二次挑选下的瑕疵品，多见于内存条、固态硬盘、u盘、存储卡。和原片价差30%以上。颗粒上有品牌标或编号。用于品牌低价产品。

• 黑片是在晶圆生产过程中首次挑选下的淘汰品，不能用来生产固态和内存条等存储产品，大多用于山寨u盘、山寨存储卡、mp3、mp4。按吨卖的废料。

• 降级片是白片和黑片的统称，多指白片，用于品牌低价产品。比如著名的大S降级片就是镁光白片处理厂。

品质合格的die切割下去后，原来的晶圆就成了下图的样子。

工艺和阶段

• CP (Chip Probing 芯片/晶片+测试/探测): 顾名思义，测试芯片的电性参数。测试的是晶圆中的每一个芯片(die)，目的是剔掉次品以减少后续封装的成本

• WAT (Wafer Acceptance Test 允收晶片/圆测试): 对专门的测试图形 (test key) 的测试，通过电参数来监控各步工艺是否正常和稳定

• FT (Final Test 出厂测试): 对封装好的芯片进行测试。通常测试项比CP要少得多，因为之前已经测过了

• Tape Out, 流片（投片）

• Mask 芯片掩膜版/光罩，是用来制造集成电路各个层次的母版，比如说N阱，有源区，多晶硅，金属1，通孔，金属2… 金属10… 这些工艺层。 芯片是以上各工艺层精密叠加的产物。

• Full Mask是“全掩膜”的意思，即制造流程中的全部掩膜都为某个设计服务

• MPW(MulTI-Project Wafer, 多项目晶圆)，是将多个具有相同工艺的集成电路设计放在同一晶圆片上流片加工服务，每个设计品种可以得到数十片芯片样品，用于产品研发阶段的实验和验证测试。

流片的过程和成本

来自：流片需要经历哪些过程，为什么贵，为什么正式生产就便宜了？MASK贵在哪? - 知乎

Foundry的报价都是根据工艺和投片的量，给出单层mask价格。

费用 =Mask制版费+N*单片晶圆成本。也就是说成本大约分为两类，

1 是MASK成本，大约30-50万美元。

2 是Wafer成本，就是晶圆成本，每片晶圆在1500-2000美元左右。

刻蚀在28nm前的成本是低于光刻的，而目前14、7nm因为多为离子刻蚀

此外还有测试成本和封装成本

三大EDA厂商

Synopsys、Cadence、Mentor

主流IP供应商

ARM、eMemory、Synopsys、Cadence

IC专业术语盘点（A—G）

见 IC专业术语盘点（A—G）

Flip-Flop 是什么？

在SoC设计中，Flip-Flop 是一种重要的基本单元。
Flip-Flop是一种能够存储单元信息（0或1）的数字电路元件，也就是一种具有两种稳定状态的电路。Flip-Flop的输出取决于其当前和/或以前的输入。Flip-Flop在时序电路和存储元件中起到了重要的作用。

Flip-Flop主要有以下几种类型：

• SR Flip-Flop（Set-Reset）：最基本的Flip-Flop类型，有两个输入S和R和两个输出Q和Q’。
• D Flip-Flop (Data or Delay)：只有一个数据输入，当时钟信号为1时，输出与输入同步。
• JK Flip-Flop：是SR Flip-Flop的扩展，通过引入时钟信号解决了不确定状态的问题。
• T Flip-Flop (Toggle)：只有一个输入，输入每变化一次，输出就切换一次。

在SoC设计中，Flip-Flops被广泛用于各种电路中，包括寄存器、计数器、状态机等。对Flip-Flops的优化（如减少数量、优化时序）对于提高SoC性能和降低功耗具有重要作用。

Flip-Flop 与 D触发器

D触发器其实就是一种特殊类型的 Flip-Flop。

D Flip-Flop，也被称为数据触发器或延迟触发器，是Flip-Flop的一种。它有一个数据输入端口（D）和一个时钟输入端口（CLK）。当时钟信号从低电平变为高电平（上升沿触发）或从高电平变为低电平（下降沿触发）时，D端口的数据就会被储存在触发器内，并在Q端口输出。这就意味着 D Flip-Flop在每个时钟周期中，都会将D端口的当前值储存下来并输出。

因此，我们可以说D触发器就是一种特殊类型的Flip-Flop，它用于存储和输出一个二进制位，并且输出的数据与输入的数据在每个时钟周期中保持同步。这使得D Flip-Flop在数字电路中有许多重要的应用，如数据存储、数据转移、二进制计数和分频等。

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