Entiendo que cuando se fabrica un circuito integrado hablamos de rendimiento como la proporción de dispositivos 'buenos' sobre dispositivos fabricados.
Dado que 'bueno' es bastante ambiguo, voy a limitar un poco la pregunta.
En primer lugar no estamos hablando de lo que le sucede a un dispositivo singular cuando sale de la FAB. Aquí no se debe tener en cuenta el embalaje, el recorte o la soldadura. Un dispositivo 'bueno' es algo que un fabricante pondría en un paquete, posiblemente en una máquina ATE, para tratar de venderlo.
Un dispositivo puede nacer muerto por varias razones, que pueden mitigarse mediante un diseño cuidadoso y una fabricación cuidadosa en FAB. Finalmente, hay algunos parámetros que generalmente no están bajo el control del diseñador o el fabricante.
Para dar un par de ejemplos:
Mi pregunta entonces es:
¿Cuáles son los parámetros de tecnología y diseño que más afectan el rendimiento? ¿Se trata solo del tamaño del dado? ¿El tamaño de la función tiene algo que ver con eso? ¿Es mejor hacer un chip más pequeño con características más pequeñas (si es posible) o viceversa?
El tamaño total del troquel tiene un gran impacto en el rendimiento. Los troqueles más grandes significan menos troqueles totales de una sola oblea, lo que significa que puede tener 1 troquel malo de 50 troqueles para un troquel grande, en lugar de 1 troquel malo de 100 troqueles para un troquel más pequeño. Una imperfección en un troquel grande matará toda el área de la oblea, donde podrían haber cabido 5 o 10 troqueles más pequeños, y solo 1 troquel muere como resultado de las imperfecciones.
Los bordes de una oblea son típicamente donde ocurren la mayoría de las imperfecciones. Con troqueles más pequeños, obtiene más troqueles lejos del borde de la oblea. Los troqueles más grandes dan como resultado más troqueles sentados más cerca del borde que ese dulce y jugoso silicio en el centro.
El tamaño de la característica también influye en el rendimiento, especialmente cuando se implementa por primera vez un nuevo tamaño de característica. AMD y nVidia se vieron afectados por TSMC cuando recurrieron al proceso de 40nm de TSMC en 2010 para Radeon 5000 y GF100, respectivamente. Los rendimientos iniciales se redujeron en el rango del 40% . Pero aquí, en 2016, nVidia está utilizando el proceso de 28nm de TSCM con buenos resultados. Mi google-fu no ha podido obtener números concretos sobre el rendimiento.
Las características pequeñas significan avances en la litografía, y eso significa problemas, como ocurre con todo lo que está a la vanguardia. El uso del proceso de 40nm de TSMC en 2016 debería generar altos rendimientos porque ahora es un proceso maduro.
En resumen, si está buscando los rendimientos absolutamente más altos, los troqueles pequeños con tamaños de características grandes le darán los mayores rendimientos.
Solía categorizar los rendimientos en Mfg en Root Cause Analysis en 3 categorías.
mal material
Todo esto depende de la dificultad, madurez y control directo de cada uno.
luego docenas de subcategorías en cada categoría
Puede ser posible dar ejemplos aislados en cada una de las 3 categorías principales.
No se puede enfatizar lo suficiente que la limpieza (es piedad) y las impurezas de contaminación en el proceso es un control de proceso importante en la fabricación de capacitores, soldadura y circuitos integrados. No solo un barrido superficial en una sala limpia de clase 100, sino un método analítico para determinar los resultados espectrográficos de masas de los contaminantes y el objetivo de la sala limpia de clase 1, que es casi imposible al nivel de los pies, sin el control del flujo de aire de las personas que se mueven en limpie los botines pegajosos sobre los zapatos y monitoreo continuo con un contador de partículas láser de 16 canales, desionizadores de aire, etc.