什么是邊緣芯片（edge die）

老虎說芯|Tiger Chip|

2025-01-15 11:04:56 553

邊緣芯片（edge die）是指位于晶圓邊緣區域的芯片，由于晶圓制造過程中的掩模對準誤差或晶圓切割等原因，這些芯片可能在設計上存在缺陷或尺寸不完整。以下是對邊緣芯片的詳細解釋：

1. 邊緣芯片的形成原因

晶圓制造過程中，光刻、沉積、刻蝕等工藝的作用通常會集中在晶圓的中心區域，因為這些區域的對準精度更高、工藝條件更穩定。晶圓的邊緣區域由于距離工藝設備的對準基準較遠，受光學衍射效應、機械應力、溫度等因素的影響較大，導致邊緣部分的芯片質量往往較差。特別是在晶圓切割時，由于晶圓機械力不均勻，邊緣部分容易形成缺陷或未完全切割的芯片。

2. 邊緣芯片的特點

尺寸不完整：由于在切割過程中，邊緣芯片可能不完全符合設計要求，尺寸上較為不規則，甚至會出現未完整切割的情況。這意味著邊緣區域的芯片在生產過程中的良率較低。

缺陷增加：邊緣芯片由于光刻和刻蝕的對準精度較低，容易產生一些微小的缺陷或失效，影響芯片的功能。

廢棄和損失：邊緣芯片通常被視為廢棄區域，因為它們的質量和性能較差，無法達到標準要求。這些芯片的存在意味著晶圓在加工過程中存在一定的浪費。

3. 邊緣芯片對晶圓利用率的影響

晶圓的邊緣芯片主要是由于制造和切割中的物理限制所導致的面積浪費。為了提高晶圓的使用效率，半導體行業在發展過程中不斷推動使用更大直徑的晶圓（如300mm晶圓），以減少邊緣芯片占用的面積。這是因為大直徑晶圓能夠提供更多的有效區域，減少邊緣部分無法使用的浪費。

4. 如何緩解邊緣芯片的影響

提高工藝精度：通過提升光刻、刻蝕和其他工藝的精度，減少邊緣區域的芯片缺陷。這是提升良率和減少邊緣芯片數量的根本途徑。

優化切割方法：采用更加精細的晶圓切割技術，使得切割過程中邊緣部分的損失最小化。

晶圓尺寸的提升：增加晶圓的尺寸（如使用更大的300mm或450mm晶圓）可以降低邊緣芯片所占的面積比，進而提升單位面積的芯片數量。

5. 類比與比喻

可以將晶圓比作一塊大蛋糕，芯片是切好的小塊。而邊緣芯片就像蛋糕邊緣的一些碎屑，雖然它們原本是蛋糕的一部分，但由于邊緣切割不*，這些碎屑通常不可食用。為了減少這些碎屑，制造者會盡量改進切割工具或選擇更大的蛋糕，這樣即使有些邊角部分被浪費掉，也能確保中心區域的蛋糕質量更高。

6. 總結

邊緣芯片是晶圓生產中不可避免的產物，主要由光刻、切割等工藝造成。雖然邊緣芯片不符合標準，無法作為合格產品使用，但通過提高工藝精度、優化切割技術和使用更大直徑的晶圓，能夠有效減少邊緣芯片的面積浪費，提升晶圓的整體利用率和良率。

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