Добрый день, дорогой читатель.
Эта статья, а скорее эссе, посвящена времени в чипостроении. Если вам лень читать, то вот краткое содержание: «9 матерей не родят ребенка за месяц». Всё дальнейшее будет лишь раскрытием этой мудрости на примере нашей любимой отрасли. А для тех, кому не лень — продолжим.
Недавно у нас с около‑полупроводниковыми коллегами состоялась дискуссия вокруг роудмапа одной компании, имеющей претензии на создание отечественных чипов. В том числе звучали такие фразы: «Да в такие сроки это сделать невозможно…», «Да может они нагнали 1000 инженеров и сделали?», «Да они заплатили и им всё сделали быстро…» и так далее. По результатам разговора возникла мысль, что отрасль‑то наша вон каким внимание пользуется, а как она на самом деле живёт — мало кто понимает. И хорошо бы раскрыть хотя бы эту часть — время в жизни чипостроителя. Или как родить ребенка за месяц.
Сразу ограничу область дискуссии: мы будем говорить исключительно о тех процессах, время которых определяется объективно и не зависит от внутренних процессов разработчика. В нашей условной задаче разработчик будет бесконечно эффективен и выполняет свою работу за эпсилон времени.
Что тогда нам остается? — Да всё просто: производство и все связанные с ним дела. Время производства объективно, связано с протеканием технологических процессов и почти не меняется в зависимости от количества приложенных денег и матерей.
Итак, вот исходные данные задачи: мы с вами разрабатываем некий микропроцессор, среднего размера (скажем, размер кристалла 300 мм2), по технологии fin‑fet, с корпусом FCBGA, с тестированием только в корпусах.
Вопрос: как быстро мы сможем выйти на рынок с таким процессором, при условии, что мы только что завершили все внутренние процедуры по разработке?
Какие же этапы нам еще осталось пройти:
DRC и возможно IP merge — проверка правил проектирования и интеграция IP‑блоков
Изготовление фотошаблонов + производство кристаллов (происходит параллельно)
Packaging — сборка кристаллов на подложки
Bring‑up & testing — запуск чипа и его тестирование
Изготовление тестовых плат и передача их клиентам — будем считать, что тут мы вышли на рынок.
А теперь коротко пройдемся по каждому из этапов и оценим его во времени:
DRC + IP merge. Так как мы идеальный дизайн‑центр, то конечно же наш дизайн соответствует всем правилам и требованиям. Осталось только потерпеть, чтобы фабрика сама в этом убедилась, а то она почему‑то нам на слово не верит. Реальность, на которую стоит рассчитывать сегодня — 2–4 недели на этот этап.
Далее мы уходим в производство. Тут всё просто и понятно, ждём минимум 4 месяца. Опять же при условии, что наш проект сразу встал в очередь на производство, всё заранее оплачено, документы подписаны и так далее. Пытливый читатель спросит, а что ж ты не используешь для тестовой партии MPW (multi‑project wafer), это же вон как удобно? На что мы ему ответим, что:
это дорого (см. площадь кристалла)
MPW, как правило, запускаются по расписанию, нам надо ждать следующего запуска, возможно несколько месяцев, а мы очень спешим
MPW даст нам 50–100 чипов от силы, чего не хватит для передачи клиентам и выхода на рынок
сам срок производства MPW‑пластин равен обычному производственному циклу, а значит, никакого выигрыша по времени он нам не даст.
Сборка. Тут всё достаточно просто, и займет это примерно 1 месяц. При условии, что подложки уже ждут кристаллов у сборщика, всё оплачено и согласовано, сборщик ставит наш проект на сборку без промедления. (У нас же всё идёт идеально, как мы договорились).
Здесь хотелось бы отметить, что производство подложек тоже процесс не быстрый и обычно занимает 3–4 месяца. То есть вы должны были спроектировать их заранее и запустить производство фактически вместе с кристаллами, только так можно обеспечить их наличие на сборщике к моменту появления кристаллов.
Bring‑up. Тут всё обычно непросто и очень нервно. Но мы условились, что мы идеальны и поэтому у нас брингап займет всего лишь 1 месяц.
Ну и давайте ещё 1 месяц возьмем на изготовление и проверку тестовых плат, так как всё у нас получилось с 1 раза снова. И вот мы уже передаем платы с нашим новым чипом клиенту.
Сколько же времени все это в сумме заняло? Считаем: 0,5 + 4 + 1 + 1+ 1 = 7,5 месяцев. И это при условии, что прям всё вообще идёт идеально.
Можно ли тут хоть что‑то ускорить? Нет, нельзя, мы и так посчитали идеальный сценарий. Можно ли затормозить? Несомненно, да, очень даже легко и просто. Мало того, в реальной жизни всё обязательно затормозится.
Итого, что имеем с гуся. Полупроводники — это не софт. 9 матерей никак не родят ребенка за месяц. Вот прям совсем никак ни за какие деньги.
Быстрее 7–8 месяцев от старта производства никакие чипы ни к каким клиентам никогда в жизни не попадут. Все, кто говорят иное — или не понимают, или преднамеренно врут.
Ну а что касается роудмапа, послужившего искрой для дискуссии, приведшей к данной статье, то он явно разработан в параллельной вселенной, с отличными от нашей законами физики.
Авторы публикации:
Андрей Евдокимов, генеральный директор
Под редакцией технического директора Г. Ю. Хренова