傻白入门芯片设计，芯片工程师常说的那些“黑话”（七）

一、计划

二、供应链

三、IP

四、技术

一、计划

A：你们项目组芯片什么时间TO？

B：年底。

A：MPW?

B：直接FULL MASK。

A：有钱。

B：芯片面积太大，占了6个SEAT，况且年底没有合适时间点的shuttle。老大们就直接定了FULL MASK。

A：牛X！

TAPEOUT （TO）：在IC设计和生产流程中，Fabless设计者一般会将集成电路设计的最终结果以GDSII格式记录的电路版图数据交给Foundry，这个动作叫做Tape Out，俗称流片（投片）。代工厂根据集成电路版图对半导体晶圆进行加工，加工的过程非常复杂，包括通过氧化、化学刻蚀、离子注入掺杂、金属淀积等方法制造出晶体管和互连线，除此之外，可以简单地理解为整个过程就是把版图（包括形状、尺寸、层次）复制到一块半导体薄片中，其原理类似于胶片照相机的成像和冲洗过程，其中用到大量的各种形状的遮光罩，这些光罩决定了在半导体平面上各个层次的图形形状，在集成电路制造中被称为Mask，俗称“光罩”或“掩膜”。

Muti Project Wafer（MPW）：多项目晶圆，将多个使用相同工艺的集成电路设计放在同一晶圆（Wafer）片上流片，制造完成后，每个设计可以得到数十片芯片样品。可以理解为拼多多的形式，大家一起拼单流片(不仅晶圆厂有专人负责这类业务，还有专业的中介公司，组织设计公司一起流片，当然前提是在同一种工艺下)。

FULL MASK：单次生产某个芯片的成本可以简单地以所使用到的Mask的数量来表征，用到的Mask越多说明芯片规模越大、越复杂，成本也就越高。相应地，Full Mask（全掩膜）就是指整个晶圆制造过程中的全部Mask都是为某个芯片所用，显然这次投片的成本是很高的。只有在设计完全有把握成功并且准备大批量生产、商用的时候，才会采用Full Mask方式，因为批量生产可以降低成本。full mask是土豪公司独享的moment。Mask的贵，号称几片石英玻璃=魔都一套房，不是开玩笑的。简单来说，MPW就是和别的厂家共享一张掩模版，而FULL MASK则是独享一张掩膜版。如果芯片风险比较高，则可以先做MPW，测试没有问题，再做FULL MASK。主要的原因就是MASK（掩膜），比较贵，例如40nm的MASK大约在500万左右，而28nm的MASK大约在1000万左右，14nm的MASK大约在2500万左右。不同厂家有差异，这里只是说明MASK的成本比较高。如果芯片失败，则MASK的钱就打水漂了。所以先做一次MPW也是分散风险的方法。而MPW的问题就是，这个是按照面积来收钱的，例如在40nm的3mm*4mm 大约50万人民币等等。

Shuttle：就是MPW的时间，MPW的时间就是固定的，每个月或者每个季度有一次，有个很形象的翻译：班车，到点就走。

SEAT：一个MPW的最小面积，就类似“班车”的座位，可以选择一个或者几个座位。一个SEAT就是3mm*4mm。如果超过这个面积，就要额外收费。所以大芯片，是不合适做MPW的，如果是120mm^2那需要10个SEAT，那么和整个MASK费用就一样了。这种情况做MPW就不合适了，所以从成本上来说是综合考量的一件事情。

二、供应链

A：这次定了多少片WAFER？

B：24片？每片大约出1000片Die。考虑yield，大约有2万片。

A：封装怎么做？wire bonding还是flip chip。

B：Flip chip 。

A：是在foundry长好bump，还是封装厂家来长bump。

B：foundry直接长好bump送到封测厂。

A：CP和FT都做，还是只做FT。

B：yield不高，基板也很贵，只做CP的话，会浪费太多基板。

A：对对对，这个年头，基板太贵了。

B：我们老板搞到了1000万片基板。

A：牛X！

Foundry：晶圆厂，是指能够自行完成芯片制造，但是没有设计能力的厂商，就是我们所熟知的代工厂。此时想到了农夫山泉的那句话：“我们不生产水，我们只是大自然的搬运工”。，例如台积电（TSMC），中芯国际（SMIC），联电（UMC）。他们专注芯片制造，发展相关的工艺和制程，所以 Foundry 厂商其实就是 Fabless 厂商的代工方。台积电目前代工了机会全球大多数的芯片制造，包括华为海思，苹果，高通，小米等等。他们专注于制程的发展，我们摩尔定律的实现就是Foundry努力推进的结果，也得益于下游制造业的发展，我们才能有如此高性能的科技产品。

Fabless：指的只从事芯片设计与销售，不从事生产的公司，这样的企业被成为“无厂化企业”，手机厂商中的华为（HUAWEI）、苹果（Apple）和小米（Xiaomi），还有高通和联发科，都属于 Fabless。目前大多数的芯片公司基本都是Fabless，也就是大家只负责芯片的开发设计，然后生产可以找专业的代工厂进行生产。芯片的开发设计是一个需要大量人力进行创新的领域，相对于生产设计投入成本相对较小，但是收益周期会更快。因此更多的公司只会选择开发设计这一块来做。当然开发设计，也分为前端和后端。前端相对于后端投入成本更低，设计周期更快，因此很多小公司只做前端设计，后端同样会找专业的后端公司进行设计实现。

IDM：IDM 就是指既能够自行设计、也能够自行生产的芯片厂商，世界上有这种能力的不多，我们熟知的只有三星（SAMSUNG）和英特尔（Intel）。对于高通这样有实力的公司没有涉足IDM也会很多人会想不通，相信随着高通的收并很可能会打造自己的整条产业链。

Wafer：晶圆。

Die：晶圆切割后，单个芯片的晶圆，这个需要加上封装好的外壳才能能变成芯片。

Chip：最后封装后的芯片。

(7条消息) 傻白入门芯片设计，wafer/die/chip/cell（一）_好啊啊啊啊的博客-CSDN博客

Bump：bumping指凸点。在wafer表面长出凸点（金，锡铅，无铅等等）后，（多用于倒装工艺封装上，也就是flip chip）。

Wire bonding：打线也叫Wire Bonding(压焊，也称为绑定，键合，丝焊)是指使用金属丝(金线、铝线等)，利用热压或超声能源，完成固态电路内部接线的连接，即芯片与电路或引线框架之间的连接。

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Flipchip：Flip chip又称倒装片，是在I/Opad上沉积锡铅球，然后将芯片翻转加热利用熔融的锡铅球与陶瓷基板相结合。

(7条消息) 傻白入门芯片设计，先进封装技术（五）_好啊啊啊啊的博客-CSDN博客

CP：直接对晶圆进行测试，英文全称Circuit Probing、Chip Probing，也称为晶圆测试，测试对象是针对整片wafer中的每一个Die，目的是确保整片wafer中的每一个Die都能基本满足器件的特征或者设计规格书，通常包括电压、电流、时序和功能的验证。可以用来检测fab厂制造的工艺水平。

FT：FT测试，英文全称FinalTest，是芯片出厂前的最后一道拦截。测试对象是针对封装好的chip，CP测试之后会进行封装，封装之后进行FT测试。可以用来检测封装厂的工艺水平。

Yield：良率，芯片的良率这个和工艺比较相关，芯片有一定几率失效，芯片越大，失效的几率也越大。

解释一下：为什么不直接做FT，而先做CP再做FT？这个是因为，CP针对晶圆，如果坏的Die就不用再去做封装了，省下封装的费用和基板的费用。为什么不只做CP，而忽略FT？这个是因为CP测试完毕后，在封装过程中还会引入芯片失效，所以还需要做FT来将失效的芯片去掉。这个是一个权衡的过程，如果芯片良率足够高，封装成本不敏感，CP测试省掉，直接做FT也是可以的，因为CP测试本身也是需要成本。这个就是计算良率的问题。目前来看，芯片行业整个供应链都很紧张，所以能够抢到产能，包括抢wafer，抢基板，这些对于芯片厂商来说，都是当下的最重要的事情。

三、IP

A：这次SoC芯片选的哪个vendor的IP？

B：S的。

A：S的据说不错，据说挺贵的，license要多少钱

B：200万刀。

A：正常价。

B：收不收loyalty。

A: 收，每个芯片额外0.5刀。

B：牛X

IP：这个对应芯片来说，就是一个完整的功能模块，早期的复制电路都是全定制，比如Intel的4004cpu，这种设计非常耗时。考虑到cpu的很多模块有相似的地方，能不能把这些东西模块化？于是就有了IP核的概念，Intelligent Property，即知识产权核。IP核是指芯片中具有独立功能的电路模块的成熟设计。芯片能够做的比较复杂，核心就是IP的复用。例如那些做成几千万门，几亿门的，都是IP复用才能可以的。如果有公司说全自主，没有用过别人的IP，这种公司要么最牛X，例如大家都知道Intel家，要么就是极其简单，ASIC。如果是做SoC大芯片这个领域，没有用过别家的IP，这个不太可信。例如模拟的高速serdes，PCIe，ddr，mipi等等，全部自己搞，产品周期就会很漫长。苹果的芯片也是先用了别人的IP，公司达到万亿美金产值，搞那么多人来自己搞替换。初创公司，不用外部IP，从0开始搞，这个不是思路，是绝路。一般是核心IP自己搞（也没有卖的），外围成熟IP有成熟就卖成熟IP,减少上市的时间，尽快迭代占了市场，逐渐核心替换，才是正常公司的思维。

vendor：就是IP供应商，IP vendor。

license：允许使用这个IP，IP的授权。

Loyalty：在用户使用这个IP后，需要按照每个芯片收钱。一般IP的license的费用和IP的loyalty的费用可以谈，如果量很大的话，license的费用就会比较低，loyalty的费用单片不高，但是如果量很大，最后就很可观，也有IP厂商不收license费用，最后只收loyalty的费用，这样IP厂商和芯片厂商的利益就绑在一起了。

SoC：片上系统，就是把CPU，总线，外设，等等放到一个芯片内部实现。我们台式机的存储器、电源模块、功耗管理模块等都是分开的，而SoC是将这些围绕CPU的关键模块集成在一个芯片上，这样才会有我们的笔记本、手机等小巧强大电子设备。

(7条消息) 傻白入门芯片设计，IP, MCM, SiP, SoC 和 Chiplet的区别（二）_好啊啊啊啊的博客-CSDN博客

四、技术

A: 你们项目的RTL freeze了吗？

B：freeze了，verification都差不多了。Power simlulation正在搞。

A：年底的shuttle应该没有问题吧

B：可能要delay，netlist还没有freeze

A：啥原因？

B：SDC还有点问题，后端反馈，timing没有clean；

A：那你们要抓紧了，需要去做merge，需要提前2周出gds。

B：是的，我们芯片分了10个模块单独harden，难度还是很大的。

A：牛X

RTL：register-transferlevel（RTL）是用于描述同步数字电路的硬件描述语言，不关注寄存器和组合逻辑的细节（如使用了多少逻辑门，逻辑门之间的连接拓扑结构等），通过描述寄存器到寄存器之间的逻辑功能描述电路的HDL层次。RTL级是比门级更高的抽象层次，使用RTL级语言描述硬件电路一般比门级描述简单高效得多。

Netlist：网表，RTL需要通过综合以后才能变成网表。

SDC：设计提供约束文件，综合工具需要这个约束文件才能将RTL转换成netlist。SDC主要描述内容包括：芯片工作频率，芯片IO时序，设计规则，特殊路径，不用check的路径等等。

Freeze：指设计冻结，不能再改动的了，例如RTL freeze ，就是代码冻结了，netlist freeze 就是网表冻结了，不能再改了。

Verification：芯片功能验证，目前主要指芯片验证方法论（UVM），主要通过验证两者RTL和reference model是不是一致，简称A=B。

Simulation：仿真, 仿真通常是生成波形，一般来说，芯片的功能，verification ，芯片的功耗，可以simulation，比较直观反应真实的场景。

Hardren：指某个IP以硬模块的形式来实现。如果芯片太大，可以把其中一部分来hardren，顶层就是几个harden模块像拼拼图一样拼起来，大型多核CPU一般都是这样做的，在版图上很容易看出来。

从上图来看，这些四四方方的位置，都是单独harden后，在芯片顶层拼起来的。单独harden的好处是，可以多个芯片后端设计团队并行设计，大家同时设计，设计完毕，拼接一下就行。如果有问题的话，直接改某个模块，而不用整个芯片都返工。当然，改完某个模块后，面积还要保持一致，否则就拼不进去了，改完了后，整个顶层也要重新跑一遍流程。这个就是大芯片难度大的原因，也容易delay（延期）；大芯片的设计难度明显比小芯片设计难度大，周期也长。大芯片类似大电影，需要大咖，大制作，灯光，道具，剧本，人员，后期，等等；小芯片类似小视频，都是芯片，其中的复杂程度，协同程度，需要人力，物力，财力都是完全不同的。现在有个问题：大芯片赚钱，还是小芯片赚钱？这个也不一定，你见过几亿拍的大片，没几个人看，亏得一塌糊涂，而一个人拍的小视频也可以火遍全网。但是，大芯片是能力，国之重器，非常重要。

GDS：netlist经过后端工具编程版图，而版图提交给流片厂家（foundry）的就是GDS II。

Merge：就是讲单独hardren的模块，拼接进去。

merge这个是IP厂商保护IP的一种手段，一般放在foundry的专门的merge room中，才能进行。这样芯片厂商最终需要去foundry厂商那里拼接完成，得到最终的GDSII。

delay：延期，这个次是芯片工程师最不愿意的词了，也是最经常碰到的词，一个环节不慎，就要delay，这个意味着问题出现，成本增加，周期加长。

综上：

上面是比较常用的一些“黑话”。当然芯片工程师的“黑话”，远不止于此。就像斯皮尔伯格导演《猫鼠游戏》里的莱昂纳多一样，他伪装成记者和一个资深飞行员套话，记住了这些黑话，就能伪装成一个飞行员，从而成功的登上飞机。而知道上面这些芯片工程师的“黑话”，还远不能混为一个芯片工程师。由于芯片分工太细，很多芯片工程师对于这些不同工序的黑话，也不能全部知道。这个就类似我们讨论芯片的时候，芯片流程太复杂，以至于很难看清全貌。

世界已经变了。分工越来越细，只能管中窥豹。世界如此，芯片也如此。

参考资料：

芯片工程师常说的那些“黑话”_腾讯新闻 (qq.com)
(7条消息) RTL概念与常用RTL建模_lzhang97的博客-CSDN博客_rtl

芯片企业：Fabless，foundry，IDM区别 - 知乎 (zhihu.com)

降低芯片流片失败风险的"七种武器" - 知乎 (zhihu.com)