在40-nm 工藝節(jié)點實現世界上最先進的定制邏輯器件
系統(tǒng)檢驗過程
除了測試芯片階段以外, Altera 還在開發(fā)和生產階段進行嚴格的檢驗,確保所有芯片產品符合設計要求。
檢驗過程包括以下步驟:
1. Altera 的IC 設計團隊進行大量仿真,包括統(tǒng)計手段,確保設計達到功能、性能和功耗規(guī)范。
2. 通過嚴格的檢驗程序,Altera CAD 和布局組確保設計完全符合Altera 和TSMC 的模板標準,成功實現設
計。
3. 跨功能團隊對關鍵管芯區(qū)域進行可生產設計(DFM) 分析,保證能夠可靠生產。這涉及到仔細分析設計布
局,利用工藝技術經驗,去掉邊緣產品,對布局進行優(yōu)化,以實現最大產量。
在40-nm 工藝節(jié)點實現世界上最先進的定制邏輯器件Altera 公司
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4. TSMC 保證了可靠的模板生產。大批量生產的最終產品不會出現模板尺寸邊緣和缺陷導致的產量或者功能問題。
5. Altera 與TSMC合作,確保芯片能夠按要求制造,符合所有相應的線內物理規(guī)范(層厚度、線寬等)和端線電氣規(guī)范( 晶體管特性、金屬線阻抗等)。
6. Altera 產品工程組在晶片級和封裝單元級進行全套的特性測試,確保最終產品符合所有規(guī)定的功能、性能和功耗規(guī)范。他們還分析非功能單元,與Altera 其他團隊一起確定產量下降的原因,反饋給TSMC,進行改進。
7. Altera 的應用組從用戶角度來測試器件,驗證所有的器件特性,使用Quartus II 軟件開發(fā)配置文件,對器件進行編程,測試I/O 電壓電平,檢驗所有結構單元的功能。
8. Altera 可靠性測試組負責測試芯片和最終產品,在嚴格的環(huán)境中進行測試,在最終發(fā)售給客戶之前,確保最終產品的短期和長期質量。
Altera 的每一新器件系列均采用了這一流程,并不斷進行改進。在所有產品中采用這些嚴格的測試和檢驗流程, Altera 保證了產品具有最好的質量、可靠性以及可用性。
獨特的冗余技術提高了器件產量Altera 是唯一使用專利冗余技術的可編程邏輯供應商。在提高器件產量和器件可用性上,冗余是非常有效的方法。Altera 在其FPGA 中嵌入“冗余”列電路來實現這一技術。如果確定某一列存在制造缺陷,利用電熔絲停止使用該列,激活冗余列。這一技術保留了管芯,從而提高了硅晶片的總產量。
在工藝或者器件使用的早期階段,較大的管芯更容易受到缺陷的影響,因此,冗余技術對大管芯更有效。
在大管芯器件中采用冗余技術能夠將產量提高8 倍。通過這種方式,冗余技術提高了工藝早期的產量,迅速降低了成本,提高了可用性。隨著制造工藝的成熟和缺陷密度的增大,冗余技術將繼續(xù)扮演重要角色,幫助Altera 在今后繼續(xù)提高產量( 如圖5 所示)??傮w上,冗余技術在Altera 目前的產品質量中發(fā)揮了關鍵作用,使Altera 能夠比其他可編程邏輯供應商更迅速的提供大批量質量可靠的產品,特別是高密度產品。
圖5. 在產品生命周期中,冗余技術實現了更高的產量。
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版權 2009 Altera 公司。保留所有版權。Altera、可編程解決方案公司、程式化Altera 標識、專用器件名稱和所有其他專有
商標或者服務標記,除非特別聲明,均為Altera 公司在美國和其他國家的商標和服務標記。所有其他產品或者服務名稱的
所有權屬于其各自持有人。Altera 產品受美國和其他國家多種專利、未決應用、掩模著作權和版權的保護。Altera 保證當
前規(guī)范下的半導體產品性能與Altera 標準質保一致,但是保留對產品和服務在沒有事先通知時的變更權利。除非與Altera
公司的書面條款完全一致,否則Altera 不承擔由使用或者應用此處所述信息、產品或者服務導致的責任。Altera 建議客戶
在決定購買產品或者服務,以及確信任何公開信息之前,閱讀Altera 最新版的器件規(guī)范說明。
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在這些技術的支持下,以及以前節(jié)點的良好記錄――所有90-nm 器件按計劃交付,世界上首款低成本
65-nm FPGA,Cyclone III 系列在投片后三個月交付,由此,Altera 能夠可靠的交付40-nm 產品。Altera 在65
nm上的記錄,以Cyclone III FPGA為代表,在TSMC兩條啟動不到一年的300-mm GigaFabs上進行生產,這表
明Altera 可以平穩(wěn)的進行量產。
結論
40-nm 工藝帶來了新的設計挑戰(zhàn),在這方面出現錯誤的代價非常高。每一代產品的模板成本會增加50%,在
40-nm 節(jié)點高達3 百萬美元。同樣重要的是,由于邏輯門數量和芯片復雜度的提高,設計成本也隨之增加,
而且比模板成本增加得更快。這些困難把大部分公司擋在了40-nm 設計之外,只有少數企業(yè)能夠在這一節(jié)
點展開設計。
而Altera 的業(yè)務模式使其能夠采用最先進的半導體工藝進行大量的投入來開發(fā)產品,并推向市場。Altera
經過在規(guī)劃和開發(fā)上多年的努力,并通過與業(yè)界領先獨立代工線的協(xié)作,最終獲得成功, Altera 的Arria II
GX FPGA、Stratix IV FPGA和HardCopy IV ASIC 系列最早實現了40-nm技術的廣泛應用,這是其他企業(yè)目前
還做不到的。結果, Altera 客戶能夠通過最先進的定制邏輯產品來滿足當今系統(tǒng)設計對功能、性能、密度
和功耗最迫切的需求。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/191799.htm
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