相對(duì)芯片大規(guī)模量產(chǎn)來(lái)說(shuō)，前期的流片所需費(fèi)用也不可小覷，尤其是對(duì)于不少Fabless公司來(lái)說(shuō)，從第一版設(shè)計(jì)到定型，往往需要經(jīng)歷多次流片，從MPW、Full Mask到量產(chǎn)。設(shè)計(jì)失誤或代工廠失誤導(dǎo)致流片失敗更是最讓設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)頭疼的一件事，之所以每次流片驗(yàn)證是如此讓人提心吊膽的過(guò)程，不僅是因?yàn)樵O(shè)計(jì)過(guò)程中付出的心血，還有流片所需的金錢與時(shí)間成本。

流片花費(fèi)的時(shí)間

對(duì)于精力和產(chǎn)能都有限的這些晶圓代工廠來(lái)說(shuō)，他們并不是隨時(shí)都能幫助客戶流片的，所以他們的MPW計(jì)劃往往都有排期。首先，廠商要想找晶圓代工廠或第三方服務(wù)公司詢問(wèn)、預(yù)留并下達(dá)訂單。排上之后提交自己的GDS數(shù)據(jù)，然后等待其他“拼車人”提交數(shù)據(jù)后再進(jìn)入流片過(guò)程，最終等待芯片送到自己的手中。從設(shè)計(jì)提交截止到拿到芯片，可能需要半年以上的時(shí)間，這就是時(shí)間成本。

以三星為例，三星的12英寸和8英寸晶圓廠都有開(kāi)展MPW服務(wù)，其中12英寸目前最高公開(kāi)提供5LPE這一5nm的工藝。一般來(lái)說(shuō)，越是先進(jìn)的工藝，往往每年的MPW流片次數(shù)就越少，比如臺(tái)積電的CyberShuttle可能今年就只提供一次3nm的MPW服務(wù)。如何縮短這些MPW項(xiàng)目的周轉(zhuǎn)時(shí)間，其實(shí)也是晶圓代工廠需要考慮的問(wèn)題之一。

然后就是流片的金錢成本了，以為光掩膜版的費(fèi)用對(duì)于前期數(shù)量不多的試驗(yàn)片來(lái)說(shuō)還是太貴了，所以不少?gòu)S商都選擇了MPW這種共享光掩膜版的服務(wù)，定型后再走Full Mask。當(dāng)然了，在MPW服務(wù)商，每家晶圓代工廠給出的定價(jià)其實(shí)并沒(méi)有那么固定，而且不少先進(jìn)工藝的定價(jià)也都是保密的，有的還需要簽訂NDA保密協(xié)議。所以我們一般只能通過(guò)第三方MPW服務(wù)公司提供的部分定價(jià)來(lái)獲取公開(kāi)信息。

幾家晶圓廠的流片費(fèi)用

格芯雖然沒(méi)有參與到先進(jìn)工藝的競(jìng)爭(zhēng)中來(lái)，但無(wú)疑也是全球最大的幾家晶圓代工廠之一了。格芯也與不少IC服務(wù)平臺(tái)達(dá)成了合作，為不同地區(qū)提供MPW服務(wù)，所以他們的定價(jià)還算是比較公開(kāi)的。以加拿大的CMC Microsystems給出的數(shù)據(jù)為例，格芯的12nm工藝12LP的定價(jià)為51525美元/mm2。還有一點(diǎn)需要注意的是，即便同為45nm工藝節(jié)點(diǎn)，但如果選擇特種工藝，比如高壓、硅光或射頻等等，流片費(fèi)用也還要再高一截的。
在CMC提供的臺(tái)積電MPW服務(wù)中，最先進(jìn)的工藝為28nm的28 HPC+RF節(jié)點(diǎn)，定價(jià)為16850美元/mm2。而專供臺(tái)積電MPW服務(wù)的MUSE Semiconductor，卻最高可以提供16nm的16 FFC/FFP工藝節(jié)點(diǎn)，定價(jià)為26500美元/mm2。但該工藝下支持Full Block流片，有4mm2的最小面積要求，且頻率為兩月開(kāi)展一次。

作為國(guó)內(nèi)的龍頭企業(yè)，中芯國(guó)際自然也提供了MPW服務(wù)，不過(guò)定價(jià)也沒(méi)有公開(kāi)。中芯國(guó)際在國(guó)內(nèi)的MPW服務(wù)中心就有15個(gè)之多，工藝上也涵蓋了0.18微米到14納米。根據(jù)中芯國(guó)際官網(wǎng)的說(shuō)明，除了每月根據(jù)不同工藝提供多達(dá)六次共乘服務(wù)以外，還提供一年6次55納米和一年各四次40納米和28納米的MPW服務(wù)，就頻率來(lái)看還是挺高的。

成本的話，我們目前可以從一些學(xué)界的項(xiàng)目中可以有個(gè)大致的了解。比如中科院包云崗教授開(kāi)展的第一期“一生一芯”計(jì)劃中，他們的教學(xué)芯片就選擇了中芯國(guó)際的110nm工藝，價(jià)格在20萬(wàn)一個(gè)Block左右。今年西安交通大學(xué)電信學(xué)部微電子學(xué)院公開(kāi)的中芯國(guó)際55nm流片服務(wù)MPW采購(gòu)項(xiàng)目中，他們選擇了中芯國(guó)際的55nm射頻CMOS工藝，面積為3mm*4mm，給出的預(yù)算金額為40萬(wàn)元。



考慮到流片成本對(duì)一些初創(chuàng)企業(yè)和大學(xué)來(lái)說(shuō)也確實(shí)很高，所以一些地方政府為了扶持集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也會(huì)給出一些優(yōu)惠政策，比如國(guó)家集成電路設(shè)計(jì)深圳產(chǎn)業(yè)化基地與晶圓代工廠合作打造的MPW流片平臺(tái)，就對(duì)單位/企業(yè)、創(chuàng)客和大學(xué)在不同的工藝節(jié)點(diǎn)上提供了不同程度的優(yōu)惠，雖然這僅僅這對(duì)成熟工藝，但從30%到90%的優(yōu)惠力度其實(shí)已經(jīng)相當(dāng)大了。而從上表的總額限制中，其實(shí)也可以看出這幾個(gè)成熟工藝節(jié)點(diǎn)在成本上的差距。

晶圓廠積極參與MPW流片

與此同時(shí)，晶圓代工廠也開(kāi)始積極與學(xué)研界合作，比如中芯國(guó)際就北大清華、東南大學(xué)等合作MPW項(xiàng)目。臺(tái)積電也和臺(tái)灣半導(dǎo)體研究中心達(dá)成合作，對(duì)于一些學(xué)界的MPW芯片項(xiàng)目提供優(yōu)惠，甚至對(duì)于一些優(yōu)秀成果產(chǎn)出提出更高的優(yōu)惠，比如研究中心發(fā)表ISSCC論文的項(xiàng)目，可以享受免審查且百分百報(bào)銷的服務(wù)（有工藝節(jié)點(diǎn)、芯片數(shù)量和總金額的限制）。

目前像美國(guó)的Skywater等晶圓代工廠也開(kāi)始對(duì)開(kāi)源芯片提供免費(fèi)的MPW服務(wù)，只不過(guò)這些免費(fèi)服務(wù)提供的工藝并不算先進(jìn)，而且還是得由谷歌或者政府這樣的靠山提供成本支持。不然的話別說(shuō)免費(fèi)或增加排期了，哪怕維持這樣一個(gè)服務(wù)頻率對(duì)晶圓代工廠來(lái)說(shuō)都是一件吃力不討好的事。