Chip Aufbau

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ASIC-DieAufbau eines Chips

Auf den folgenden Seiten soll ein detaillierter Aufbau eines Chips n√§her dargestellt werden. Ein Einblick in die Struktur eines Chips und seiner einzelnen Elemente und deren Funktionen ist eine wesentliche Voraussetzung f√ľr das Verst√§ndnis der Entwicklungs- und Implementationsphasen eines ASICs und den vielen Dingen, die dabei beachtet werden m√ľssen. Besonders w√§hrend der Implementierung dreht sich alles um diese Details, das ASIC mit den zu Verf√ľgung stehenden M√∂glichkeiten der Technologie, den Methoden des angewendeten Design Flows und der benutzten Werkzeuge entsprechend seiner Spezifikationen aufzubauen und auf dem Chip zu integrieren. Wenn auch nur eines dieser Details - aus welchen Gr√ľnden auch immer - untersch√§tzt, √ľbersehen oder nicht korrekt implementiert wurde, kann es schlimmstenfalls dazu f√ľhren, da√ü der komplette Chip vollkommen unbrauchbar ist und tausende von Euro und viel Zeit in den Sand gesetzt wurden. H√§ufig wird die Versp√§tung  der Markteinf√ľhrung eines Produktes, in das der Chip integriert ist, noch viel kritischer bewertet als der pure Verlust von Geld.

Ein einzelner Chip (Die) - wie oben auf dem Bild skizziert - wird nach der Produktion und dem Test des Wafers aus der Waferscheibe herausgebrochen, nachdem er zuvor entlang seiner Bruchkanten (Scribe Lines) angeritzt worden ist. Die Kantenl√§ngen typischer ASICs bewegen sich je nach der verwendeten ASIC-Technologie im unteren Gr√∂√üenbereich von 3 mm bis 5 mm und im oberen Bereich bis hoch zu 15 mm. Jedoch sind Chips mit k√ľrzeren als auch l√§ngeren Kantenabmessungen bis 20 mm und dar√ľber hinaus m√∂glich. Begrenzender (Kostenfaktor bei den wirklich ‚Äúgro√üen‚ÄĚ Chips in der Produktion ist der so genannte Yield, der das Verh√§ltnis der funktionierenden und nicht funktionierenden Dies auf einem Wafer darstellt.

 

Die Struktur der folgenden Seiten soll sich logisch nach dem Aufbau eines Chips richten, und zwar von au√üen bei dem Package beginnend weiter √ľber den IO-Bereich nach innen zum Chip-Core und dessen Aufbau:

Informationen √ľber die Produktion von ASICs auf einem Wafer folgen anschlie√üend. Auch wenn die Seiten rund um den Aufbau eines Chips recht umfangreich erscheinen, so k√∂nnen diese doch nur das wesentliche und wichtige ansprechen. Es gibt weitaus mehr Details, die es bei der Implementation von ASICs zu beachten gibt. Und mit kleineren Strukturen in neuen Technologien tauchen jedes mal neue Probleme auf, die nur durch weitere neue Regeln in den Griff zu bekommen sind. Auch wenn hier nicht auf alles in vollem Umfang eingegangen wird, hoffe ich dennoch einen guten Einstieg in den allgemeinen Aufbau eines Chips zu geben.

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