Qu'est-ce que MPW (plaquette multi-projets) ?

Dispositif de prototypage où les conceptions de plusieurs clients partagent une même plaquette (un même jeu de masques). Comme le coût élevé des masques est partagé, il est utilisé par les universités et les start-up.

Nom japonais: MPW(マルチプロジェクトウエハ)

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Domaine: Industrie et marché des semi-conducteurs

Fonctionnement d'une navette MPW

Une fonderie ou un organisme intermédiaire annonce des passages sur un procédé donné à des dates programmées. Chaque participant soumet avant la date limite un layout finalisé pour une surface de puce de taille convenue. Les conceptions sont juxtaposées sur un réticule commun, un seul jeu de masques est réalisé, et les plaquettes sont traitées en un seul lot. Les plaquettes sont ensuite découpées et chaque participant reçoit ses propres puces, souvent quelques dizaines, parfois mises en boîtier. Les coûts de masques et de plaquettes sont répartis entre les participants, généralement au prorata de la surface de silicium, d'où le nom de navette (shuttle) également donné à ce dispositif.

Pourquoi les MPW sont importants

Un jeu de masques complet à un nœud avancé peut coûter plusieurs dizaines de millions de dollars, et même aux nœuds matures il coûte bien plus que ce qu'une petite équipe peut consacrer à un premier prototype. Partager ce coût permet aux universités, aux groupes de recherche et aux start-up de fabriquer de vraies puces pour une petite fraction du prix. Les entreprises établies utilisent aussi les MPW, pour des puces de test qui caractérisent de nouveaux circuits, valident des blocs IP ou évaluent un nouveau procédé avant de s'engager dans un tape-out dédié.

Limites

Un MPW sert au prototypage et à l'évaluation, pas à la production. Chaque participant ne reçoit qu'un nombre limité de puces, car des conceptions voisines partagent la plaquette et découper une conception peut sacrifier ses voisines. Les passages suivent le calendrier de la fonderie : manquer une date limite oblige à attendre la navette suivante, et la taille de puce, les options de procédé et le délai sont fixés par l'organisateur. Le test sur plaquette et les données de rendement sont aussi limités par rapport à un lot dédié.

Du MPW à la production

Une fois le prototype fonctionnel, la conception passe à son propre jeu de masques pour des lots d'ingénierie puis la production en volume. Pour les produits à faible volume, un réticule multicouche, qui regroupe plusieurs niveaux de masque sur un même réticule, peut réduire encore le coût des masques au détriment du débit du scanner. Pour la seule logique numérique, un FPGA peut valider la fonction sans aucune fabrication, mais le comportement analogique, RF et propre au procédé ne peut être confirmé que sur du silicium réel, ce que fournit un passage MPW.

S'entraîner : questions sur MPW (plaquette multi-projets)

Comment appelle-t-on le dispositif par lequel une fonderie regroupe les conceptions de plusieurs clients sur un même wafer (un même jeu de masques) pour réaliser des prototypes ?

  1. AMPW (wafer multiprojet)
  2. BOSAT
  3. CIDM
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Réponse : A. MPW (wafer multiprojet)

Le MPW consiste à fabriquer plusieurs conceptions sur un même jeu de masques et un même wafer, en répartissant le coût des masques et de fabrication entre les participants ; par analogie avec un bus partagé, on parle aussi de shuttle. Le coût des masques en procédé avancé pouvant atteindre plusieurs milliards de yens, ce dispositif permet aux universités et aux jeunes entreprises de réaliser des prototypes à moindre coût. Le nombre de puces obtenues étant faible, il est destiné au prototypage et à l'évaluation, non à la production en volume. OSAT et IDM sont des modèles d'entreprise.

Lorsqu'un fabricant de semi-conducteurs annonce l'arrêt de production (EOL) d'un produit, comment appelle-t-on l'achat groupé final par le fabricant d'équipements utilisateur des quantités nécessaires à la maintenance et à la production futures ?

  1. AMPW
  2. BJuste-à-temps
  3. CLast time buy (dernier achat)
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Réponse : C. Last time buy (dernier achat)

Lorsqu'un fabricant de semi-conducteurs arrête la production d'un ancien produit, il accepte les dernières commandes pendant une période donnée. Les fabricants d'équipements nécessitant plus de 10 ans d'approvisionnement ou de maintenance, comme dans l'automobile, les équipements industriels ou médicaux, achètent alors en une fois les quantités nécessaires (last time buy) et les stockent à long terme. Ils recourent ensuite à des modifications de conception vers des produits de substitution. Le MPW est un dispositif de prototypage et le juste-à-temps une approche sans stock.

Questions fréquentes

Que signifie MPW ?

MPW signifie multi-project wafer (plaquette multi-projets) : un passage en fabrication dans lequel les conceptions de plusieurs clients partagent un même jeu de masques et un même ensemble de plaquettes.

Pourquoi les start-up et les universités utilisent-elles les passages MPW ?

Comme les coûts de masques et de plaquettes sont répartis entre tous les participants, un MPW permet à une petite équipe d'obtenir de vraies puces prototypes pour une fraction du coût d'un jeu de masques dédié.

Peut-on utiliser un MPW pour la production en volume ?

Non. Chaque participant ne reçoit qu'un nombre limité de puces selon un calendrier fixe ; les MPW servent donc aux prototypes et aux puces de test, la production exigeant un jeu de masques dédié.

« MPW (plaquette multi-projets) » dans les explications

Questions mentionnant « MPW (plaquette multi-projets) » (2)

  1. Comment appelle-t-on le dispositif par lequel une fonderie regroupe les conceptions de plusieurs clients sur un même wafer (un même jeu de masques) pour réaliser des prototypes ?
  2. Lorsqu'un fabricant de semi-conducteurs annonce l'arrêt de production (EOL) d'un produit, comment appelle-t-on l'achat groupé final par le fabricant d'équipements utilisateur des quantités nécessaires à la maintenance et à la production futures ?

Termes associés

Fonderie (foundry) OSAT IDM (fabricant de composants intégré) ASIC (circuit intégré spécifique) Cycle du silicium Fabless Loi d'échelle de Dennard Loi de Moore Semi-conducteurs discrets SoC (système sur puce)

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