Quy trình sản xuất CPU bằng silic

Khi vừa ra mắt, không phải tất cả mọi con chip chế tạo bằng silic đều tốt.

Tổng quan

Tỷ lệ chip tốt với chip xấu trên miếng silic gọi là yield. Yield tốt thường có tỷ lệ dưới 50% khi một dòng chip mới được bắt đầu sản xuất, tuy vậy tới cuối dòng chip yield thông thường đã đạt hạn mức 90%. Phần lớn nhà sản xuất chip bảo vệ chỉ số yield của họ và giữ bí mật về chúng bởi vì vấn đề về yield là một khía cạnh của kinh doanh. Một yield thấp gây ra hai vấn đề: giá thành cho chip và các trì hoãn đơn hàng giao cho khách hàng. Nếu công ty nắm được yield của đối thủ thì có thể định giá và tiến trình sản phẩm để nắm thị phần cao hơn tại thời điểm quyết định.

Sau khi miếng silic hoàn tất, một kiểm tra bắt buộc cho mỗi con chip trên miếng silic và đánh dấu con không đạt yêu cầu sau đó bị loại ra. Kì tiếp những con chip bị cắt rời khỏi miếng silic bằng tia laser năng lượng cao hay bằng lưỡi cưa kim cương.

Những khuôn chip đơn này được kiểm tra lại, đóng gói và kiểm tra lại lần nữa. Quy trình đóng gói cũng được coi như trạng thái gắn chặt (bonding) bởi vì khuôn được đặt trong khuôn chip trong đó một thiết bị đặc biệt được kết với các dây vàng ròng nằm giữa khuôn và những chân trên con chip. Một gói là một hộp chứa khuôn chip, cần thiết được niêm phong.

Chip tốc độ thấp lại được bán nhiều hơn

Sau khi những con chip được kết và đóng gói, kiểm tra cuối cùng được thực hiện để xem xét chức năng chính xác và đánh giá tốc độ. Những con chip khác nhau trong cùng một mẻ thường chạy ở những tốc độ khác nhau. Kiểm tra đặc biệt xác định chạy mỗi chip ở áp lực, nhiệt độ, tốc độ khác nhau, tìm ra điểm dừng hoạt động của con chip. Tại điểm này, tốc độ tối đa được ghi nhận và những con chip cùng tốc độ được phân loại thành một nhóm.

Một điều thú vị là ngay khi nhà sản xuất tăng kinh nghiệm và hoàn chỉnh dây chuyền lắp ráp chip cụ thể thì yield của dòng tốc độ cao tăng lên. Vậy nên tất cả những con chip được sản xuất từ những miếng silic, có lẽ hơn 75% chạy được ở tốc độ cao và chỉ 25% hư- ít hơn ở tốc độ thấp hơn. Sự nghịch lý là Intel thường bán rất nhiều những con chip tốc độ thấp hơn và giá thấp hơn, nên họ đưa vào nhóm những con chip nhanh hơn, dán nhãn như những con chip tốc độ thấp và bán chúng như những con chip tốc độ thấp. Mọi người bắt đầu khám phá ra nhiều con chip tốc độ thấp thực sự chạy ở tốc độ cao hơn và việc chỉnh vượt xung bắt đầu.

Ghi chú:

Các chip Pentium III và Celeron với khuôn “Coppermine” (tên mã cho khuôn 0.18-micron được sử dụng ở những con chip này) dùng các lớp kết nối kim loại nhôm( không phải đồng như nhiều người giả đoán). Thực tế, tên con chip không liên quan gì đến kim loại; thay vì vậy tên mã xuất phát từ Coppermine River ớ Northwest Territory của Canada. Intel có niềm ham thích dùng các tên mã bằng tên các sông (và đôi khi, những tính năng địa lý khác), đặc biệt những tên trong vùng tây bắc của lục địa Bắc Mỹ.