深入英特尔 ― Fab 68 大连工厂：从启动到成为英特尔最佳工厂之路

英特尔—Fab68大连工厂:从启动到成为英特尔最佳工厂之路MEIS002PengBai英特尔副总裁，技术与制造部WeidongChenFab68良率/工艺整合高级总监2主要内容•摩尔定律：晶体管发展趋势•系统单芯片集成•英特尔®微架构在中国•生产管理的复杂性和“完全复制(CopyExactly!)”的理念•英特尔大连工厂：实现卓越的制造能力，达到世界一流的良率本课程演示文稿（PDF）发布在技术课程目录网站:intel.com/go/idfsessionsBJ该网址同时打印于会议指南中专题讲座日程页的上方3主要内容•摩尔定律：晶体管发展趋势•系统单芯片集成•英特尔®微架构在中国•生产管理的复杂性和“完全复制(CopyExactly!)”的理念•英特尔大连工厂：实现卓越的制造能力，达到世界一流的良率4摩尔定律-19655晶体管尺寸30年的发展Contact(1978)10个32纳米SRAM储存单元(2008)1微米资料来源：马博，英特尔，ISSCC’096R.Dennard，IEEEJSSC，1974年传统的CMOS微缩技术：2000年之前传统的CMOS微缩技术专注于“尺寸缩小”7应变硅高介电常数/金属栅极铜/低介电常数介质新型材料三栅极（3D结构）新型CMOS微缩技术：2000年之后现代CMOS微缩技术在达到尺寸缩小的同时，也必须注重材料和结构方面的创新8CMOS发展速度有增无减实现CMOS的持续发展依赖于不断的创新130nm200190nm200365nm200545nm200722nm201132nm20099主要内容•摩尔定律：晶体管发展趋势•系统单芯片集成•英特尔®微架构在中国•生产管理的复杂性和“完全复制(CopyExactly!)”的理念•英特尔大连工厂：实现卓越的制造能力，达到世界一流的良率10SoC性能功耗比示意图SoC技术提供了出色的性能功耗比，可满足各类SoC产品细分市场的需求笔记本超级本（UltrabookTM)平板电脑掌上电脑服务器台式机速度功耗11计算和通信平台的系统单芯片(SoC)集成上网本数字电视嵌入式器件掌上电子设备服务器/台式机笔记本电脑CPUSoCRFSoC卫星地面设备广播60GHz蓝牙®技术摩尔定律的推进使我们能够将更多的晶体管电路或功能集成到一个芯片（SoC）智能手机12CPU内存显卡视频加速器I/O蓝牙®技术/GPSI/OI/O局域网Wi-Fi笔记本电脑上网本智能手机数字电视嵌入式器件掌上电子设备主板单芯片SoC计算平台的SoC集成实现了低系统功耗、小尺寸、低成本、新产品、新使用模式以及全新的外形…CPU只占据SoC芯片的一小部分13主要内容•摩尔定律：晶体管发展趋势•系统单芯片集成•英特尔®微架构在中国•生产管理的复杂性和“完全复制(CopyExactly!)”的理念•英特尔大连工厂：实现卓越的制造能力，达到世界一流的良率14计算机系统主要组成部件++BOM：电脑主板接口独立组件内存存储I/O设备显示设备增值ASIC中国(Fab68)制造15英特尔晶体管发展与创新.13微米或更小90纳米/65纳米45纳米/32纳米传统工艺应变硅高介电/金属栅极+应变硅SiliconSubstrateOxideSourceDrainGate22纳米高介电/金属栅极+应变硅三栅极资料来源：英特尔，C.-H.Jan，P.Baietal，IEDMTechDig.(2010)英特尔：M.Bohr/K.Mistry，英特尔APAC新闻稿（2011年5月）英特尔Fab68现在的生产技术16CPU工艺65纳米45纳米32纳米22纳米14纳米CPU架构英特尔®酷睿™2双核处理器英特尔®酷睿处理器(Nehalem)第二代和第三代英特尔酷睿处理器（SandyBridge和IvyBridge）新一代微架构(Haswell)英特尔®芯片组965系列3系列4系列5系列5系列6系列7系列芯片组架构北桥平台控制器中枢(PCH)多芯片封装(MCP)芯片组工艺90纳米65纳米32纳米英特尔®微架构在中国英特尔大连工厂生产的芯片产品（红框中）用以支持英特尔®微架构英特尔大连Fab68工厂负责为多代基于英特尔®微架构的平台提供芯片组产品，对于英特尔公司的发展具有重要的战略意义17主要内容•摩尔定律：晶体管发展趋势•系统单芯片集成•英特尔®微架构在中国•生产管理的复杂性和“完全复制(CopyExactly!)”的理念•英特尔大连工厂：实现卓越的制造能力，达到世界一流的良率18半导体生产管理的复杂性•半导体制造流程的特点–工艺流程复杂，不同步骤之间相互影响–高昂的技术开发和制造成本–随着工艺技术的更新换代，复杂性和成本大量增加•完全复制!–应对技术转移中的各种挑战–生产过程中每一步的工艺参数和结果都要求一致（设备/工艺流程/产品）–完全复制研发工厂的工艺能够最大限度地减少技术转移的成本–在保持相等的良率且保证没有质量问题的情况下，用最快的速度实现向新工艺流程的技术转移充分利用完全复制(CE!)战略以应对现代化半导体技术转移中的各项挑战资料来源：完全复制!理念完全复制!(CE!)战略，作为英特尔技术转移和升级的标准方法，引导F68成功启动和量产资料来源：实际输入工艺条件厂房厂务化学原料气体无尘室设备产品良率可靠性工艺关键尺寸视觉观察分析电子显微镜电性能机台设备/流程蚀刻/镀膜速率缺陷颗粒薄膜厚度薄膜成份20主要内容•摩尔定律：晶体管发展趋势•系统单芯片集成•英特尔®微架构在中国•生产管理的复杂性和“完全复制(CopyExactly!)”的理念•英特尔大连工厂：实现卓越的制造能力，达到世界一流的良率21Fab68经历的挑战和取得成功的主要因素•主要挑战–全新的工厂和组织机构–重复利用的机台设备–多种文化背景的启动团队•成功的主要因素–贯彻执行完全复制（CE!）方法–有效管理启动计划–在整个工厂组织内建立并贯彻执行质量管理体系–营造结构化解决问题的企业文化和建立行之有效的质量事故管理流程贯彻英特尔工厂的启动方法、建立优良的品质文化和士气高昂的员工团队，是Fab68成功启动的关键因素22Fab68技术的转移和质量认证•比原计划提前5+周完成技术转移和质量认证•在生产初期便超过良率目标–前6个批次的平均良率高于其他工厂分布中的前99%，其中两个批次打破其他工厂以往的记录–前50个批次实现了一流的良率正态分布前6个批次VFAverageVFP99良率23成功启动并持续提高卓越的良率芯片良率F68良率其他英特尔工厂在F68技术转移时的平均良率获得认证后保持一流的良品率…并一直居于领先地位24•出色的质量事故控制•不断改进，提高标准，追求完美Fab68怎样实现一流的良率一种良率损失日期改进-A改进-B25Fab68怎样实现超一流的良率•极其稳定的制造流程•一流的缺陷管理缺陷密度日期阶段A阶段BCPD中值（工艺能力）Fab68Fab68Fab68其他英特尔工厂在F68技术转移时能达到的最好缺陷水平■Fab68■Fab-A■Fab-B■Fab6826质量体系•工厂内各级均设有稳定牢固的质量体系–工厂级质量督导会–部门级质量讨论会–流程控制系统（PCS)•不断提高工厂出货率–积极防范设备故障/人为失误–减少厂务问题导致的损失（跳电断电等）•在极短时间内实现一流的质量水平质量体系和企业文化的建立为成功启动和实现一流的良率打下坚实的基础月份出货率出货率趋势（季度）发现及解决的潜在质量问题的比率其他英特尔工厂在F68技术转移时能达到的最好出货率Fab6827•摩尔定律仍然保持着旺盛的生命力，英特尔晶体管技术和系统单芯片（SoC）适用于多种产品和应用，能针对特定细分市场提供最佳技术、产品和生态系统组合。英特尔领先的制造技术确保了高效的商业模式。•英特尔大连Fab68工厂在英特尔制造网络中占据着重要的战略地位，负责为基于多代英特尔®微架构的平台生产芯片组产品。•Fab68充分贯彻了英特尔“完全复制(CE!)”的理念,实现了卓越的制造能力和世界一流的良率及出货率。总结材料和结构方面的创新让摩尔定律依然有效，领先的制造技术确保了高效的商业模式。。28LegalDisclaimerINFORMATIONINTHISDOCUMENTISPROVIDEDINCONNECTIONWITHINTELPRODUCTS.NOLICENSE,EXPRESSORIMPLIED,BYESTOPPELOROTHERWISE,TOANYINTELLECTUALPROPERTYRIGHTSISGRANTEDBYTHISDOCUMENT.EXCEPTASPROVIDEDININTEL'STERMSANDCONDITIONSOFSALEFORSUCHPRODUCTS,INTELASSUMESNOLIABILITYWHATSOEVERANDINTELDISCLAIMSANYEXPRESSORIMPLIEDWARRANTY,RELATINGTOSALEAND/ORUSEOFINTELPRODUCTSINCLUDINGLIABILITYORWARRANTIESRELATINGTOFITNESSFORAPARTICULARPURPOSE,MERCHANTABILITY,ORINFRINGEMENTOFANYPATENT,COPYRIGHTOROTHERINTELLECTUALPROPERTYRIGHT.•AMissionCriticalApplicationisanyapplicationinwhichfailureoftheIntelProductcouldresult,directlyorindirectly,inpersonalinjuryordeath.SHOULDYOUPURCHASEORUSEINTEL'SPRODUCTSFORANYSUCHMISSIONCRITICALAPPLICATION,YOUSHALLINDEMNIFYANDHOLDINTELANDITSSUBSIDIARIES,SUBCONTRACTORSANDAFFILIATES,ANDTHEDIRECTORS,OFFICERS,ANDEMPLOYEESOFEACH,HARMLESSAGAINSTALLCLAIMSCOSTS,DAMAGES,ANDEXPENSESANDREASONABLEATTORNEYS'FEESARISINGOUTOF,DIRECTLYORINDIRECTLY,ANYCLAIMOFPRODUCTLIABILITY,PERSONALINJURY,ORDEATHARISINGINANYWAYOUTOFSUCHMISSIONCRITICALAPPLICATION,WHETHERORNOTINTELORITSSUBCONTRACTORWASNEGLIGENTINTHEDESIGN,MANUFACTURE,ORWARNINGOFTHEINTELPRODUCTORANYOFITSPARTS.•Intelmaymakechangestospecificationsandproductdescriptionsatanytime,withoutnotice.Designersmustnotrelyontheabsenceorcharacteristicsofanyfeaturesorinstructionsmarkedreservedorundefined.Intelreservestheseforfuturedefinitionandshallhavenoresponsibilitywhatsoeverforconflictsorincompatibilitiesarisingfromfuturechangestothem.Theinformationhereissubjecttochangewi