在40-nm 工艺节点实现世界上最先进的定制逻辑器件

作者：时间：2010-02-03来源：网络收藏

系统检验过程
除了测试芯片阶段以外， Altera 还在开发和生产阶段进行严格的检验，确保所有芯片产品符合设计要求。
检验过程包括以下步骤：
1. Altera 的IC 设计团队进行大量仿真，包括统计手段，确保设计达到功能、性能和功耗规范。
2. 通过严格的检验程序，Altera CAD 和布局组确保设计完全符合Altera 和TSMC 的模板标准，成功实现设
计。
3. 跨功能团队对关键管芯区域进行可生产设计(DFM) 分析，保证能够可靠生产。这涉及到仔细分析设计布
局，利用工艺技术经验，去掉边缘产品，对布局进行优化，以实现最大产量。
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4. TSMC 保证了可靠的模板生产。大批量生产的最终产品不会出现模板尺寸边缘和缺陷导致的产量或者功能问题。
5. Altera 与TSMC合作，确保芯片能够按要求制造，符合所有相应的线内物理规范(层厚度、线宽等)和端线电气规范( 晶体管特性、金属线阻抗等)。
6. Altera 产品工程组在晶片级和封装单元级进行全套的特性测试，确保最终产品符合所有规定的功能、性能和功耗规范。他们还分析非功能单元，与Altera 其他团队一起确定产量下降的原因，反馈给TSMC，进行改进。
7. Altera 的应用组从用户角度来测试器件，验证所有的器件特性，使用Quartus II 软件开发配置文件，对器件进行编程，测试I/O 电压电平，检验所有结构单元的功能。
8. Altera 可靠性测试组负责测试芯片和最终产品，在严格的环境中进行测试，在最终发售给客户之前，确保最终产品的短期和长期质量。
Altera 的每一新器件系列均采用了这一流程，并不断进行改进。在所有产品中采用这些严格的测试和检验流程， Altera 保证了产品具有最好的质量、可靠性以及可用性。
独特的冗余技术提高了器件产量Altera 是唯一使用专利冗余技术的可编程逻辑供应商。在提高器件产量和器件可用性上，冗余是非常有效的方法。Altera 在其FPGA 中嵌入“冗余”列电路来实现这一技术。如果确定某一列存在制造缺陷，利用电熔丝停止使用该列，激活冗余列。这一技术保留了管芯，从而提高了硅晶片的总产量。
在工艺或者器件使用的早期阶段，较大的管芯更容易受到缺陷的影响，因此，冗余技术对大管芯更有效。
在大管芯器件中采用冗余技术能够将产量提高8 倍。通过这种方式，冗余技术提高了工艺早期的产量，迅速降低了成本，提高了可用性。随着制造工艺的成熟和缺陷密度的增大，冗余技术将继续扮演重要角色，帮助Altera 在今后继续提高产量( 如图5 所示)。总体上，冗余技术在Altera 目前的产品质量中发挥了关键作用，使Altera 能够比其他可编程逻辑供应商更迅速的提供大批量质量可靠的产品，特别是高密度产品。
图5. 在产品生命周期中，冗余技术实现了更高的产量。

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版权 2009 Altera 公司。保留所有版权。Altera、可编程解决方案公司、程式化Altera 标识、专用器件名称和所有其他专有
商标或者服务标记，除非特别声明，均为Altera 公司在美国和其他国家的商标和服务标记。所有其他产品或者服务名称的
所有权属于其各自持有人。Altera 产品受美国和其他国家多种专利、未决应用、掩模著作权和版权的保护。Altera 保证当
前规范下的半导体产品性能与Altera 标准质保一致，但是保留对产品和服务在没有事先通知时的变更权利。除非与Altera
公司的书面条款完全一致，否则Altera 不承担由使用或者应用此处所述信息、产品或者服务导致的责任。Altera 建议客户
在决定购买产品或者服务，以及确信任何公开信息之前，阅读Altera 最新版的器件规范说明。
101 Innovation Drive
San Jose, CA 95134
www.altera.com
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在这些技术的支持下，以及以前节点的良好记录――所有90-nm 器件按计划交付，世界上首款低成本
65-nm FPGA，Cyclone III 系列在投片后三个月交付，由此，Altera 能够可靠的交付40-nm 产品。Altera 在65
nm上的记录，以Cyclone III FPGA为代表，在TSMC两条启动不到一年的300-mm GigaFabs上进行生产，这表
明Altera 可以平稳的进行量产。
结论
40-nm 工艺带来了新的设计挑战，在这方面出现错误的代价非常高。每一代产品的模板成本会增加50％，在
40-nm 节点高达3 百万美元。同样重要的是，由于逻辑门数量和芯片复杂度的提高，设计成本也随之增加，
而且比模板成本增加得更快。这些困难把大部分公司挡在了40-nm 设计之外，只有少数企业能够在这一节
点展开设计。
而Altera 的业务模式使其能够采用最先进的半导体工艺进行大量的投入来开发产品，并推向市场。Altera
经过在规划和开发上多年的努力，并通过与业界领先独立代工线的协作，最终获得成功， Altera 的Arria II
GX FPGA、Stratix IV FPGA和HardCopy IV ASIC 系列最早实现了40-nm技术的广泛应用，这是其他企业目前
还做不到的。结果， Altera 客户能够通过最先进的定制逻辑产品来满足当今系统设计对功能、性能、密度
和功耗最迫切的需求。