Kurnal

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HI36A0 分析

R (1)

這應該是能找到最詳細的麒麟 9000 解讀了(第三方)
雖然說 Techinsights 好像也有該芯片的解析

image
這是預估的

但是私以為價格過於昂貴,以及對 Dieshot 迷戀
遂寫之
以下是正文

2022 年 12 月初
購買了幾片 Hi36A0 的工程樣品
帶 SMIC 自封裝閃存
以及展示用基板
IMG_1401(20230412-201755)
還有一片HimFOP(Hi Mechanical sample Fan Out Package)
IMG_4209(20230619-225601)
開出來後是純粹的矽
IMG_4211(20230619-225618)

IMG_4210(20230619-225616)
這就是後話了
## 正文
Hi36A0 就是麒麟 9000,Kirin9000
正式發布時間為 2020 年 10 月 22 號
20 年 42 周發布。
根據目前已知的自己查詢到的資料來說,
CS-ES-HVM 總時間為 1938TW-2038TW,
2021 年後由 ? 封裝,HVM 時間則不明

其中,1938TW 是咸魚看到的,存在,啊,及證明了其生產周期,奈何錢財不夠
沒有進行一個購買
圖片鴿子
手頭的存在的只有 1952TW 以及 2037TW

芯片解析#

12 月初,購買了幾片 Hi36A0 的工程樣品,帶自封裝閃存

IMG_1402(20230412-201800)

為 pop 封裝,遂上風槍吹下 bga
得到 hi36a0 的 die
mmexport1681301795531

## 絲印編號解析
絲印編號為
HISILICON-HI36A0-GFCV010-HR1381952-1952TW 01 01

該絲印解讀則為
海思麒麟 - 芯片代號 - 版本號 - 生產廠商 / 設備產線 / 時間 - 封裝時間

HISILICON:海思麒麟
Hi36A0:上代 990 則為 HI3690,為代數編碼
GF CV010: CV010 則是芯片步進說明該芯片為研發樣片(Engineering Sample)中的預生產片, 正式版的 GDS 版本(正常上機)一般為 GF CV100,更改 GDS 版本則說明該芯片設計版圖更改,例如HI3690V100/HI3690V200,則為990 4G/990 5G,內部絲印與外部版本絲印相同

HR1381952 拆分則為
HR: Fab,推測為 TSMC Fab18
(H 為 Fab 代號, R 應該是產線代號
以下為估測命名
(H,Y,G,C,D)(D,P,R)
H FAB18
Y FAB15
G FAB14
CD(SMIC/SN1)
138: 產線 / 機台 / 批次 / 芯片方位圖?
1952:19 年 52 周曝光

1952TW:19 年 52 周台灣生產,

Decap 數據#

這是你在表面上能看到的數據,需要更深的研究,那麼就只能 Decap
剛好我有認識的開蓋公司聯絡,遂開之
那麼得到了幾張圖

Hi36a0

金屬層 电子显微镜摄影

WIN_20230213_20_48_42_Pro
金屬層 金相显微镜摄影

WIN_20230213_20_52_27_Pro

Decap 後用電子顯微鏡拍攝
可以很明顯的看到 Diemark
HI36A0 GFCV010則是HI36A0 V100 ES版本,

Diemark 解析
華為內部芯片設計的時候一般是雙版本進行 CS 迭代,CS1,CS2,例如 HI3690V100 則為 CS1,Hi3690V200 則為 cs2,

IMG_4219

麒麟 9000 研發代號叫巴爾的摩Baltimore),
版本號 V100 則說明為 CS1 方案
說明 該芯片的 Top Mark :_GFCV010_則為Baltimore CS1 V100ES
遂開其他 Die
微信圖片_20230704001602
該產品則為Baltimore CS1 V100CS
IMG_4218(20230619-230625)

如圖所示,該機型為華為工程機,工程機邊框刻蝕的為AN00E-V4-B2
為原定的Mate40Epro

解析
AN00 : 手機版本
E : 阉割 (有Q,T/M,E: Q T/M (忘了是哪兒個版本) 是 MTK,E 阉割
V4 : V 版本 mark4,後面版本則為是 VN

對準系統分析#

圖片 1

該圖則為(不確定廠商)機台的自對準標識(TTL?TSA?TIS?)也許是Athenaadvanced technology using high order enhancement of alignment

屏幕截圖 2023-06-08 002058

規律裂紋白色圓圈則為Bump 點,則為預留焊點引出Fan Out

WIN_20230213_20_50_22_Pro

重要的是這一張圖,這張圖TL5115H(TLS1SSH?)右邊,有一些規律條紋,由旋轉 45 度的等間距線條組成
那麼很顯然,這很清楚的告訴了我們,這就ASMLSmashSmart Alignmnet Sensor Hybrid)技術,該對準標識寬度為 38um(可拓展),長度則為 160um)該技術的優點是僅需掃描一次就可獲得該 Wafer-Mask 的 X/Y 軸向位置偏差分辨率,
該設備顯著的提升了機台對準速度 / 效率,雖說先進工藝好像要用 orion 罷了。
這就能判斷出該 tsmc 使用的對準昔系統為 smash,該產品在 euv 上使用

SEM 報告#

這些是初步的 Decap 所觀察到的,我們業餘愛好者僅限於如此。
那麼下一步就是 SEM 了?
SEM 鴿

Dieshot 解析#

那麼既然進行酸洗了
那麼完全可以進行一個 Dieshot 的繪畫
雖說市面上已經擁有了 Kirin 9000 的 Dieshot 以及初步的 Layout
但是既然幹了就得幹好,我們粗略的繪畫加以精細輔助

Hi36a0 25%

也沒什麼好說的,就這樣吧

產能計算#

根據 TSMC公開的情報
進行一個產線估算

單台 3400B 機台最高曝光 155 次/h
一天就是 3720 次曝光

已知 N5 EUV 在 Kirin9000 中大概在 90 Mask wafer 中需要 12-15 片 EUV Wafer(雖說 N5 是 81Mask(一般來說為(69 193i mask+11-13)EUV Mask 轉化成 EUV 也就是本來 DUV5 片 Mask 的情況下,EUV 一次即可,但是問題在於這只是最佳情況下,實際使用並不會如此)

公式為 (3720/(12~15)
得出單台 3400Bi 滿載運行 日產大約 310~248Wafer

又:
剛開始 4 月 月產 30K
後面 6-8 月份提升到 50K
(更新:問了問內鬼,大概是 20k(2 月)-25k (3 月)-30k(4 月)-35k(5 月)40k(6 月)45k(7 月)50k(8 月),反正估算而已

公式為 產能 /(台 x 天)=100% 稼動率情況,x 實際稼動率

月產 30kWafer 的情況下:

稼動率 50%
3 0000/(248x30)=4.0322580 台
50% 稼動率 = 8.064516 條 3400B 可以使用
3 0000/(310x30)=3.22580 台
50% 稼動率 = 6.45161290 條 3400B 可以使用

月產 50kWafer 的情況下

稼動率 50%
5 0000/(248x30)=6.720
50% 稼動率 =13.440860 台
5 0000/(310x30)=5.3763440
50% 稼動率 =10.7526881 台

稼動率 60%
5 0000/(248x30)=6.720
60% 稼動率 =11.200 台
5 0000/(310x30)=5.3763440
60% 稼動率 =8.960 台
後面月產提升到 50K,也就是新增了 3-5 台 3400B

那麼這5k wafer的差額呢?
也就是
5000/(248X30)=0.6720
50%=1.3440860 台
5000/(310X30)=0. 53763440
50%=1.07526881 台
也就是每月產新增 5k 產能即該月新增 1-1.5 台 HVM 的 3400B 產線

也就是能說明,
在 2020 年,4 月(左右) 大概有 6~8 台 3400B HVM 產線(30k)。
在 2020 年,6-8 月份(左右)新增了 3~5 台 3400B HVM 產線(45k)
在 2020 年,2-9 月每個月平均增加 1-2 台 3400B HVM 產線(5k-7.5k)

這些消息國內互聯網上沒有消息,因為這是數據機密,我是按照自己的數據推算出來的。
TIPS
為什麼只算了 euv:因為一片 Wafer 生產流程中不一定所有的 Mask 都是先進工藝,一般只有 Resistors,Metal/Via 的 0-3 層使用先進工藝,其餘的一般都為 ArF 193(甚至部分的 KrF 248 或 Hg i Line 365)

為什麼沒有計算 LELE:因為 LE 一次一片 Mask 算在 EUV Mask 裡面了,15 片

良率計算#

以下算法皆為
劃道寬度為 0.08mm
邊緣去除 0mm
Poisson 模型

目前在 TSMC 的工程研發階段,有兩種TEST Die
A:256Mib SRAM+Logic+IO 塊(17.92,mm2)按照 4x4.48 計算
B: 512Mib SRAM(9.891mm2) 按照 3x3.297 計算

已知平均良率 80%峰值良率 90%(忘了哪兒看的了)

計算公式

求 TSET D0

A 的 D0 為
1.25(80.27%) 立為 A1 80% Yield
0.6(89.89%) 立為 A2 90% Yield

B 的 D0 為
2.3(80.00%) 立為 B1 80% Yield
1.1(89.78%) 立為 B2 90% Yield

那麼按照 Kir9000 Diesize 10x10.6 計算
能切 596 個 die
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帶入 D0

A1:
D0=1.25
Yield=30.7% 183/596
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A2:
D0=0.6
Yield=54.75% 326/596
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B1:
D0=2.3
Yield=14.01% 84/596
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B2:
D0=1.1
Yield=34.86% 208/596
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用理論最高 Yield 數字
峰值為 D0=1.1
Yield=34.86% 208/596
平均為=1.25
Yield=30.7% 183/596
是不是很高,那是因為沒有談論 DTCO.... 如果帶入 dtco 計算複雜度很高,就不帶入了,提示一下

那麼 數據也就是在 2020 年 05 月 大概的良率是 40% 上下,2020 年 9 月 15 停的時候大概是 45% 左右

2020 05:D0=0.95 Yield=39.72% 237/596
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2020 0915:
D0=0.81 Yield=45% 268/596

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很顯然得出,D0=1.25-1.1 在 2019 11 月

也就是在 20 年 5 月進行了一個猛烈的良率爬坡,或者提升了稼動率

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那麼帶上產能分析

該產品產能 Die=
Wafer 可切割 die 數量 x Yield x(機台曝光次數 / Wafer 所需 mask)x 稼動率 x 設備數量 x 生產時間小時 x 生產份額比例

總產能 = 設備數量 X 生產時間 / Wafer 所需 Mask x 稼動率 x K1 (例如液滴發射器)

也就是
該產品產能 Die 數量 =
總產能 / 分配產能 x MPW x Yield

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總產能 = DPW* Yield * (曝光每小時 / 曝光次數) * 稼動率 * 機台數量 * 生產時間 * 分配產能 * K1 工藝因子:(DTCOx 液滴發射器長時間工作效率)
結果如下
2020 02:596x35%x(155/15)x50%x4x696x40%x85%x80%=816136.6528
2020 03:596x37%x(155/15)x50%x6x744x40%x85%x80%=1383411.93216
2020 04:596x38%x(155/15)x50%x7x720x40%x85%x80%=1604130.6624
2020 05:596x39.72%x(155/15)x50%x8x744x40%x85%x80%=1980148.53657
2020 06:596x45%x(155/15)x50%x9x720x40%x85%x80%=2442379.392
2020 07:596x45%x(155/15)x60%x11x744x40%x85%x80%=3701561.65632
2020 08:596x45%x(155/15)x60%x13x744x40%x85%x80%=4374572.86656
2020 09:596x45%x(155/15)x60%x13x360x40%x85%x80%=2116728.8064
HI36A0 總產能為:18419070.51 片,也就是 1841.9070 萬片 Hi36A0 包含了其變種 Hi36a0L/E

以上全部數據皆為猜測,若與實際相同為運氣好,作者為 Kurnal,转载请说明

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