前端电子制造:过程、挑战和改进

前端电子制造从晶圆制造开始。

即使你是一名电子工程师，掌握一些网站建设技能也无妨。毕竟，如果你想从事自由职业或创办自己的公司，个人品牌是有帮助的。虽然我不为网站后端的技术细节所困扰，但我缺乏在前端设计吸引人的用户体验的创意。在把宝贵的时间浪费在不起眼的设计技能上之后，我打电话给一位平面设计师朋友寻求帮助。这导致了一个惊人的网站，描述了我的经验和工作作为一个电子工程师。

生活中的前端流程特别有用，因为它们经常增强并适当地可视化事物的后端，而这些后端有时并不是项目中特别可见的部分。我仍然不确定这个网站是否像我认为的那样有用，但前端电子制造是电子设计师应该知道的半导体生产的关键过程。

什么是前端电子制造

前沿电子制造这一术语是指半导体制造过程的一部分。每一个半导体电子，如单片机，逻辑集成电路，甚至简单的MOSFET晶体管在以我们所熟悉的形式交付之前，它们都是通过一系列的过程生产出来的。

前端电子制造指的是晶圆制造和探测过程，而后端制造是晶圆切割、组装和包装到不同封装的地方。然后，半导体采用QFP、SOP、SOIC和PCB设计中使用的其他常见形状因子的形状。

在半导体工厂中，前端电子制造是从掺杂半导体晶圆开始的。这一过程将绝缘硅上的某些区域转变为导电区域。掺杂通常是通过在炉内的硅模具上引入掺杂气体来完成的，这一过程称为扩散。另外，掺杂也可以通过将电子束投射到硅晶片上的离子注入来完成。

硅模具还经过光掩蔽过程，其中某些区域被屏蔽紫外线曝光。非保护区域最终用溶剂蚀刻出来。金属配置是前端制造过程的一部分，其中金属原子被投射到硅表面，以创建一层薄金属。

ESD可能会在制造过程中损坏硅片。

经过上述一系列过程后，晶圆的厚度在称为备份的过程中减小。然后，晶圆探测开始验证模具和制造工艺的功能。通过探针测试的晶圆模具将被送往后端制造。

前端电子制造的挑战

半导体制造可不是在公园里散步。为了提供功能硅片，制造商面临着挑战。照片掩蔽室的空气质量远远超过手术室。在一立方英尺的空气中，任何超过一个0.5微米的颗粒都被认为是不合格的制造过程。

前端电子制造的另一个祸害是静电的发生。以静电放电的形式，电荷可以通过吸引附近的外来粒子来污染模具。静电放电也会损害在前端制造过程中或之后的晶圆。这样的事件降低制造的良率．

物流问题也影响制造商，因为前端流程通常比后端流程慢。这将导致库存计划出现问题，并可能导致过剩。

物联网已经成功地提高了前沿电子制造业的产量。

改进前端电子制造

良率对制造商来说是一个关键的数字，各种策略已经被用来提高前端制造的效率。在利用数据的工业4.0中引入物联网，使制造商能够更好地检测生产线中的故障。通过在不同的工艺点放置不同参数的传感器，制造商可以更好地控制分析和提高良率。

机器的使用尽量减少人的互动和安装更好的空气循环系统也减少了对晶圆的污染。IC设计人员还需要应对半导体收缩带来的挑战，信号完整性、更小的节点和泄漏等因素可能会影响制造过程。

与Cadence提供的设计和分析工具套件您可以确信，您将为任何被送到生产的设计做好准备。显然,使用制造友好的设计软件，如OrCAD PCB designer这确保了设计功能和可制造性有助于创建产量优化的布局。

如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈吧．