Ilana ṣiṣe awọn eerun RAM fun awọn tabulẹti
RAM (Random Access Memory) jẹ́ ọ̀kan lára àwọn ohun pàtàkì jùlọ nínú tábìlẹ́ẹ̀tì. Láìsí RAM, tábìlẹ́ẹ̀tì kò lè ṣiṣẹ́ àwọn ohun èlò láìsí ìṣòro, yíyípadà láàárín àwọn iṣẹ́ kíákíá, tàbí kí ó máa ṣe àtúnṣe ìdáhùn nígbà tí ọ̀pọ̀ iṣẹ́ bá ń lọ ní àkókò kan náà. Láìka ìwọ̀n kékeré wọn sí àti pé wọ́n wà nínú ẹ̀rọ náà dáadáa, àwọn ërún RAM jẹ́ àbájáde iṣẹ́ ṣíṣe tí ó díjú gan-an, tí ó ní ọgọ́rọ̀ọ̀rún ìgbésẹ̀. Àpilẹ̀kọ yìí ṣàlàyé àwọn ìgbésẹ̀ pàtàkì nínú iṣẹ́ ṣíṣe àwọn ërún RAM tí a sábà máa ń lò nínú àwọn tábìlẹ́ẹ̀tì—nígbà gbogbo irú LPDDR (Low Power Double Data Rate), nítorí pé a ṣe wọ́n láti jẹ́ kí agbára ṣiṣẹ́ dáadáa.
1. Apẹrẹ ati awọn alaye ni pato ti ayaworan ile
Ilana naa bẹrẹ ni pipẹ ṣaaju ki chip ti ara kan to wa ni ipo. Awọn ẹgbẹ apẹẹrẹ ni awọn ile-iṣẹ semiconductor pinnu awọn aini ọja tabulẹti: agbara (fun apẹẹrẹ, 4GB, 8GB, 12GB), bandwidth, agbara lilo, ati ibamu pẹlu eto-lori-chip (SoC). Fun awọn tabulẹti ode oni, RAM gbọdọ ṣe iwọntunwọnsi iṣẹ ṣiṣe ati ṣiṣe batiri. Nitorinaa, awọn iṣedede bii LPDDR4X tabi LPDDR5/LPDDR5X ni a maa n lo nigbagbogbo.
Ní ìpele ìṣètò, àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ tún ń ṣe àgbékalẹ̀ àwọn sẹ́ẹ̀lì ìrántí, àwọn ibi ìpamọ́ ìrántí, àwọn ipa ọ̀nà dátà (àwọn ọkọ̀ akérò dátà), àti àwọn àyíká ìrànlọ́wọ́ bíi àwọn amplifiers sense, row/column decoders, àti refresh mechanisms. DRAM yàtọ̀ sí SRAM: DRAM ń tọ́jú àwọn bits nípa lílo àwọn capacitors kékeré tí a gbọ́dọ̀ máa tún ṣe lẹ́ẹ̀kọ̀ọ̀kan, nígbà tí SRAM yára ṣùgbọ́n ó gbowó púpọ̀ àti pé ó gba ààyè púpọ̀.
2. Apẹrẹ ati ijerisi iṣeto
Nígbà tí a bá ti ṣàlàyé àwòrán ilé náà, a ó yí àwòrán náà padà sí ìṣètò ara: àwòrán àgbékalẹ̀ tí ó kún fún àwọn transistor, capacitors, àwọn ìsopọ̀ irin, àti àwọn fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ tí a ó ṣe lórí wafer silicon. Ìpele yìí nílò sọ́fítíwè EDA (Electronic Design Automation) àti ìlànà ìfìdí múlẹ̀ kí a lè ṣe àwòrán náà kí ó sì ṣiṣẹ́ bí a ṣe fẹ́.
Ìdánilójú ní àwọn ìṣe àgbéyẹ̀wò àkókò, lílo agbára, agbára láti ṣe àtúnṣe ìyàtọ̀, àti ìdánwò ọgbọ́n láti yẹra fún àwọn àṣìṣe tó lè fa kí gbogbo àpò wafer náà má ṣiṣẹ́ dáadáa.
3. Ṣíṣe àwọn wafers silikoni (àwọn ohun èlò ìpìlẹ̀)
A máa ń fi àwọn ìṣù RAM ṣe àwọn ìṣùpọ̀ silicon tí ó mọ́ gan-an. A máa ń fi àwọn ìṣùpọ̀ kristali tí a gbìn nípa lílo ọ̀nà kan tí ó jọ Czochralski ṣe é. Lẹ́yìn náà, a máa ń gé àwọn ìṣùpọ̀ náà sí àwọn ìṣùpọ̀ tín-ín-rín, a sì máa ń yọ́ wọn mọ́ dáadáa, a sì máa ń fi kẹ́míkà wẹ̀ wọ́n.
Dídára wafer ló ń pinnu ìyọrísí (ìpíndọ́gba àwọn ërún tó ṣe àṣeyọrí). Nínú iṣẹ́ ṣíṣe semiconductor, àwọn èérún eruku kékeré pàápàá lè fa àbùkù lórí kú kan ṣoṣo (ẹ̀rún kan ṣoṣo) tàbí agbègbè tó tóbi jù nínú wafer náà pàápàá.
4. Ìlànà iwájú: ìṣẹ̀dá àwọn transistors àti àwọn sẹ́ẹ̀lì ìrántí
Ìpele tó tẹ̀lé ni kíkọ́ àwọn èròjà ẹ̀rọ itanna sínú wafer náà nípasẹ̀ àwọn ìlànà ìyípadà. Èyí ni kókó “àtàtà” semiconductor kan.
a. Ìfàsẹ́yìn àti ìforúkọsílẹ̀ ìpele tín-ín-rín
A fi fẹlẹfẹlẹ tinrin bii silikoni dioxide, silikoni nitride, tabi dielectric miiran bo wafer naa. Ipele yii le ṣiṣẹ bi insulator, aabo, tabi gẹgẹbi apakan ti eto transistor/capacitor.
b. Fọ́tòlítófíófì (fọ́tòlítófíófì)
Fọ́tòlítọ́gbí ni ìlànà “fífa” àwòrán àyíká kan. A fi fọ́tòsítọ́ọ̀tì (ohun èlò tí ó ní ìmọ́lẹ̀) bo wáfà náà, lẹ́yìn náà a fi ẹ̀rọ ìbòjú bò ó, a sì tan ìmọ́lẹ̀ sí i nípasẹ̀ ìbòjú lílò ẹ̀rọ ìwádìí. Àwọn agbègbè kan le tàbí kí wọ́n yọ́ (ó sinmi lórí irú resistance náà), èyí tí ó ń ṣẹ̀dá àwòrán náà. A tún ṣe ìlànà yìí ní ìgbà púpọ̀ fún ipele kọ̀ọ̀kan.
Nínú àwọn ẹ̀rọ ìṣelọ́pọ́ òde òní, lithography lè lo Deep Ultraviolet (DUV) tàbí Extreme Ultraviolet (EUV) láti ṣe àwọn ohun èlò tó kéré gan-an. Bí àwọn ohun èlò náà bá ṣe kéré tó, bẹ́ẹ̀ náà ni a ṣe lè kó àwọn sẹ́ẹ̀lì ìrántí pọ̀ sí i, agbára wọn á pọ̀ sí i, agbára wọn á sì dínkù—bó tilẹ̀ jẹ́ pé ìṣòro iṣẹ́ náà á pọ̀ sí i.
c. Ìfọ́
Nígbà tí a bá ti ṣe àpẹẹrẹ náà tán, a máa ń yọ ohun èlò ní àwọn agbègbè kan kúrò nípasẹ̀ ìfọṣọ gbígbẹ (plasma) tàbí ìfọṣọ gbígbẹ (kemikali) láti ṣe ìṣètò tí a fẹ́.
d. Ìfilọ́lẹ̀ oògùn àti ìfúnpọ̀ ion
Kí transistor kan tó lè ṣiṣẹ́, àwọn agbègbè silicon gbọ́dọ̀ jẹ́ “aláìmọ́”—àwọn àìmọ́ bíi boron tàbí phosphorus tí a fi kún láti ṣẹ̀dá àwọn agbègbè p-type àti n-type. Èyí ni a ṣe nípa fífi ion sínú rẹ̀, lẹ́yìn náà ni a ó ṣe é láti mú kí kristal náà tún un ṣe kí ó sì mú kí àwọn dopants náà ṣiṣẹ́.
e. Ṣíṣẹ̀dá àwọn ẹ̀rọ DRAM capacitors
Kókó pàtàkì sí DRAM ni kapasito ibi ipamọ agbara. Nítorí pé àwọn kapasito nílò láti tóbi tó láti fi pamọ́ gbigba agbara tí a lè kà dáadáa, ṣùgbọ́n agbègbè ërún náà ní ààlà, àwọn apẹrẹ kapasito ni a ṣe ní àwọn àwòrán onípele mẹ́ta (3D), bíi trench tàbí stacked capacitors, ní ìbámu pẹ̀lú ìmọ̀ ẹ̀rọ náà. Àwọn ohun èlò dielectric gíga ni a sábà máa ń lò láti mú kí capacitance pọ̀ sí i láìsí pé a mú kí ìwọ̀n ara pọ̀ sí i.
Sẹ́ẹ̀lì DRAM sábà máa ń ní transistor kan àti capacitor kan (1T1C). Dídára ìṣètò yìí ló ń pinnu ìdúróṣinṣin, iyàrá, àti ìtúnṣe.
5. Ìlànà ẹ̀yìn: àwọn ìpele irin àti àwọn ìsopọ̀
Nígbà tí a bá ti ṣẹ̀dá àwọn transistor àti àwọn sẹ́ẹ̀lì ìrántí, ìṣẹ́ náà nílò “ọ̀nà” láti gbé àwọn àmì àti agbára. Èyí ni a ṣe nípasẹ̀ ìlànà ìpadà-sí-ìlà (BEOL): ìtòjọ ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìpele ìsopọ̀ irin.
Ohun èlò irin náà sábà máa ń jẹ́ bàbà pẹ̀lú ìdènà ìtànkálẹ̀ láti dènà bàbà náà láti ba àwọn ìpele mìíràn jẹ́. A máa ń fi ìpele ìdáàbòbò (dielectric) sí àárín àwọn irin náà láti dín agbára ìdènà parasitic àti ìjáde àmì kù. Nínú àwọn ìpele òde òní, iye àwọn ìpele irin lè pọ̀, ọ̀kọ̀ọ̀kan wọn ní àpẹẹrẹ àrà ọ̀tọ̀ láti so mílíọ̀nù mọ́ àwọn ohun èlò bílíọ̀nù.
6. Àyẹ̀wò, ìmọ̀ ìṣirò àti ìṣàkóso dídára ní gbogbo ìpele
Jálẹ̀ gbogbo ilana naa, a maa n ṣe ayẹwo awọn wafers nigbagbogbo nipa lilo awọn irinse metrology: awọn microscope elekitironi, awọn wiwọn sisanra fiimu, idanwo abawọn, ati itupalẹ overlapping (iṣedeede ti awọn ilana ti o wa laarin awọn fẹlẹfẹlẹ). Nitori pe wafer kan ṣoṣo ni ọgọọgọrun si ẹgbẹẹgbẹrun awọn iku, awọn aṣiṣe kekere le ni ipa pataki lori awọn idiyele.
Àwọn ilé iṣẹ́ Semiconductor máa ń ṣe ìtọ́jú yàrá mímọ́ pẹ̀lú àwọn ìlànà tó le koko, nítorí pé àwọn èròjà kékeré lè ba iṣẹ́ ṣíṣe jẹ́. Àwọn olùṣiṣẹ́ máa ń wọ aṣọ pàtàkì, a sì máa ń ṣe àkóso afẹ́fẹ́ láti dín ìbàjẹ́ kù.
7. Ìṣètò Wafer: ìdánwò àkọ́kọ́ ní ìpele Wafer
Lẹ́yìn tí gbogbo àwọn ìpele bá ti parí, a kò tíì gé wafer náà. Ìgbésẹ̀ tó tẹ̀lé ni a ń pè ní wafer probing tàbí wafer sorting. Abẹ́rẹ́ probe máa ń fọwọ́ kan àwọn pádì ìdánwò lórí kúù kọ̀ọ̀kan láti ṣàyẹ̀wò àwọn iṣẹ́ ìpìlẹ̀: bóyá a lè kọ àwọn sẹ́ẹ̀lì ìrántí sí àti kà á láti inú wọn, bóyá àwọn agbègbè tí kò dára wà, àti àwọn ànímọ́ iná mànàmáná bíi jíjó àti lílo agbára.
A ṣe àkójọ àwọn àbájáde náà (àwòrán wafer) láti mọ àwọn kú tó dára àti èyí tó ní àbùkù. Ní àkókò yìí, ilé-iṣẹ́ náà tún ń ṣe àyẹ̀wò ìdàgbàsókè náà, wọ́n sì ń ṣe àtúnṣe sí ìlànà náà tí a bá rí àwọn àbùkù kan.
8. Gígé e sí wẹ́wẹ́: gígé ewébẹ̀ náà sí àwọn díìsì
A máa ń gé àwọn wáfárì tí a ti dán wò sí àwọn ìṣù kéékèèké (àwọn díì) nípa lílo saw diamond tàbí laser. Àwọn díì tí ó ní àbùkù ni a sábà máa ń dà nù. Àwọn tí ó bá yege ìdánwò náà yóò tẹ̀síwájú sí ìpele ìdìpọ̀.
9. Àpò: yíyí kúù náà padà sí ìṣẹ́po tí a ti ṣetán láti lò
Àkójọpọ̀ ju “ìdìpọ̀” lásán lọ; ó ń rí i dájú pé a lè so ërún náà pọ̀ mọ́ pátákó ìṣiṣẹ́, kí a dáàbò bò ó, kí a sì lè tú ooru jáde.
Fún tábìlẹ́ẹ̀tì RAM, àkójọpọ̀ tó wọ́pọ̀ jùlọ ni BGA (Ball Grid Array) tàbí irú èyí tó kéré jù bíi FBGA, tó sábà máa ń ní ìṣètò tó yẹ fún LPDDR. Ní ìpele yìí, a máa so díì náà mọ́ substrate, a máa so ó pọ̀ nípa lílo wire bonding tàbí flip-chip, lẹ́yìn náà a máa fi solder bolls kún un láti so ó pọ̀ mọ́ motherboard.
Nítorí pé àwọn tábìlẹ́ẹ̀tì náà tinrin tó bẹ́ẹ̀, ìwọ̀n àti gíga àpò ìkọ́kọ́ náà ṣe pàtàkì. Àwọn olùṣe àgbékalẹ̀ máa ń yan àwọn páálí tí wọ́n kéré sí i tí wọ́n sì ń pa agbára ìṣàfihàn mọ́, nítorí pé RAM ń ṣiṣẹ́ ní iyàrá gíga àti pé ó ní ìmọ̀lára ìdènà.
10. Idanwo ikẹhin, fifi nkan pamọ, ati isopọmọ si tabulẹti
A tún dán àwọn ërún tí a fi sínú àpótí wò ní ìdánwò ìkẹyìn. Ìdánwò náà ní iyára tó pọ̀ jùlọ, agbára lílo, ìdúróṣinṣin ní àwọn iwọ̀n otútù tó yàtọ̀ síra, àti ìgbẹ́kẹ̀lé. Láti ibẹ̀, a ń ṣe binning: a kó àwọn ërún jọ ní ìbámu pẹ̀lú iṣẹ́ wọn. Àwọn ërún tí ó lè ṣiṣẹ́ dáadáa ní àwọn ìpele gíga ni a gbé sí kilasi Ere, nígbà tí àwọn tí ó dúró ṣinṣin ní àwọn ìlànà ìpele boṣewa nìkan ni a gbé sí kilasi mìíràn.
Lẹ́yìn tí wọ́n bá ti ṣe àyẹ̀wò náà tán, wọ́n á fi ẹ̀rọ náà ránṣẹ́ sí ibi tí wọ́n ti ń kó ẹ̀rọ náà jọ. Ní àkókò ìṣọ̀kan, wọ́n á fi RAM náà sí ibi tí wọ́n ti ń lo tablet, wọ́n á sì dán an wò pẹ̀lú SoC, lẹ́yìn náà wọ́n á ṣe àyẹ̀wò ìdánilójú dídára ẹ̀rọ náà bíi ìdánwò wahala, ìdánwò ìṣàn, àti ìdánwò ìwọ̀n otútù.
Penutup
Ilana ṣiṣe awọn eerun RAM fun awọn tabulẹti jẹ apapọ ti apẹrẹ ti o muna, awọn ilana iṣelọpọ ti ko ni ibamu pẹlu nanometer, ati iṣakoso didara to muna ni gbogbo igbesẹ. Lati awọn kirisita silikoni mimọ si awọn package RAM LPDDR ti o munadoko agbara, ohun gbogbo ni a ṣẹda nipasẹ lẹsẹsẹ awọn ilana ilọsiwaju — lithography, deposition, etching, doping, capacitor formation, irin asopọ, idanwo wafer, gige, ati apoti ati idanwo ikẹhin. Lakoko ti RAM le dabi nọmba agbara lasan fun awọn olumulo tabulẹti, lẹhin rẹ ni imọ-ẹrọ iṣelọpọ ti n dagbasoke nigbagbogbo ti o jẹ ki awọn ẹrọ yiyara, ṣiṣe daradara diẹ sii, ati igbẹkẹle diẹ sii.
Tí o bá fẹ́, mo tún lè fi apá pàtàkì kan kún ìyàtọ̀ láàrín LPDDR4X àti LPDDR5, tàbí kí n lọ sí àwọn àlàyé ìmọ̀ ẹ̀rọ nípa ìṣètò sẹ́ẹ̀lì DRAM àti ìlànà lithography EUV.
