Varför en rektangulär die på rund wafer

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Stockholm
Registrerad
Aug 2006

Varför en rektangulär die på rund wafer

Hej,
Jag undrar om någon vet varför en die som görs från en wafer är rektangulär då wafern är rund. Vore det inte bättre materialutnyttjande att använda en hexagonal form?

Asus P8H67-I Deluxe | Intel i5 2500K@-0.185 VCore with Scythe Kozuti | 8GB DDR3 1333Mhz | inside OrigenAE M10
MSI K8N SLI | Athlon 64 X2 3800+@2,5GHz | TwinMOS PC3200 DDR 2GB | XFX GeForce 7600GS

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Falun
Registrerad
Dec 2003
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Bellimar
Hej,
Jag undrar om någon vet varför en die som görs från en wafer är rektangulär då wafern är rund. Vore det inte bättre materialutnyttjande att använda en hexagonal form?

Finns lite om det här:

http://www.tinyscreenfuls.com/2006/12/why-are-silicon-wafers-...

Jag skulle vilja tillägga att även om man gör dem hexagonala eller rektangulära så kommer det fortfarande vara spillrester för att processorerna varierar i storlek och fabrikerna köper in standardiserade wafers.

Med tanke på vad som nämns i länken jag postade så är nog dessa illustrationer lite felaktiga:
http://www.sweclockers.com/articles_show.php?id=6188&page=2

...fast det är ju helt acceptabelt för att förstå principen, vilket säkert var sweclockers syfte.

ηλί, ηλί, λαμά σαβαχθανί!?

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Stockholm
Registrerad
Aug 2006
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Leedow
Finns lite om det här:

http://www.tinyscreenfuls.com/2006/12/why-are-silicon-wafers-...

Jag skulle vilja tillägga att även om man gör dem hexagonala eller rektangulära så kommer det fortfarande vara spillrester för att processorerna varierar i storlek och fabrikerna köper in standardiserade wafers.

Med tanke på vad som nämns i länken jag postade så är nog dessa illustrationer lite felaktiga:
http://www.sweclockers.com/articles_show.php?id=6188&page=2

...fast det är ju helt acceptabelt för att förstå principen, vilket säkert var sweclockers syfte.

De där länkarna förklarar väl snarare varför wafern är rund vilket jag förstår mycket väl.

Självklart blir det spill även för hexagonala former, men mängden blir mindre och med tanke på hur mycket man investerar i att krympa tillverkningstekniken så vore det ju önskvärt att försöka optimera matrialutnyttjandet per wafer.

Svaret kan ligga i det du skrev om att storleken på varje die varierar, då kanske det är lättare att anpassa om man använder rektangulära former.

Asus P8H67-I Deluxe | Intel i5 2500K@-0.185 VCore with Scythe Kozuti | 8GB DDR3 1333Mhz | inside OrigenAE M10
MSI K8N SLI | Athlon 64 X2 3800+@2,5GHz | TwinMOS PC3200 DDR 2GB | XFX GeForce 7600GS

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Falun
Registrerad
Dec 2003
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Bellimar
De där länkarna förklarar väl snarare varför wafern är rund vilket jag förstår mycket väl.

Självklart blir det spill även för hexagonala former, men mängden blir mindre och med tanke på hur mycket man investerar i att krympa tillverkningstekniken så vore det ju önskvärt att försöka optimera matrialutnyttjandet per wafer.

Svaret kan ligga i det du skrev om att storleken på varje die varierar, då kanske det är lättare att anpassa om man använder rektangulära former.

Ok, jag hänger inte med i vad du skriver.

Du vet varför wafern är rund men undrar varför den inte kan vara hexagonal?
Jag menar, om du vet varför den är rund så har du förklaringen till varför den inte kan vara hexagonal.

Med länkarna så menade jag mest kommentarerna där denna lät rimlig/intressant:

Thomas (March 10, 2009 at 5:12 pm) skriver:

Citat:

I’m currently taking a grad course over Silicon fabrication, so according to the textbook…

THE reason isn’t exactly what was discussed above, actually some answers weren’t exactly correct, but I am not trying to turn this into an insult-fest. The point of this discussion is to help out our fellow curious man. Ego-clashing should be done over a board game or game of basketball. Anyways

The reason of the circular, cylindrical shape, is a by-product occurrence of the process with which Silicon wafers are grown.

Industry regularly uses a Silicon Growth Method that is named “The Czochralski Growth Method.” This method grows Silicon crystal by solidifying a Crystal-Liquid into a solid.

A Silicon molecule or more is attached to a mechanical device, which is then dipped into a pool of liquid Silicon-crystal Melt. To start the growth, the Mechanical Device rotates one direction in the pool of Crystal Liquid.

The Liquid melt is rotated the OPPOSITE direction of the mechanical device. Little-by-little, the crystal starts to grow from this smaller piece. As the crystal grows, the two rotations keep happening, while the mechanical device is very slowly lifted out of the pool of Crystal Liquid.

So, that’s why wafers are circular. When they grow Silicon crystal, it starts as a liquid, and rotates its way out as it becomes a solid.

ηλί, ηλί, λαμά σαβαχθανί!?

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Västra Götaland
Registrerad
Jul 2008
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Leedow
Ok, jag hänger inte med i vad du skriver.

Du vet varför wafern är rund men undrar varför den inte kan vara hexagonal?
Jag menar, om du vet varför den är rund så har du förklaringen till varför den inte kan vara hexagonal.

Thomas (March 10, 2009 at 5:12 pm) skriver:

Han är medveten om att wafern är rund, det han frågar efter är varför kretsarna görs rektangulära, då t.ex. en hexagonal cpu är lättare att tätpacka på en cirkel och skulle leda till mindre spill på wafern.

Quad-quad core med kvävekylning och kokvattenreaktor.

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Långtbortistan
Registrerad
Mar 2007

Om vi antar att vi utnyttjar absolut maximal inskriven fyrkant i den runda wafern med radien r får vi en yta = r^2. Spillet blir då Pi*r^2-r^2=r^2(Pi-1) ~= 32% spill.

Kan du på något sätt beräkna spillet från en platta med hexagonala kretsar? Hur packar man dem tätast? Även om man låter dem gå så nära kanten på wafern som möjligt får man ju en hel del spill mellan kretsarna.

Det finns bara två sorters hårddiskar: de som har gått sönder och de som skall gå sönder.

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Stockholm
Registrerad
Aug 2006
Citat:

Ursprungligen inskrivet av zarkov
Om vi antar att vi utnyttjar absolut maximal inskriven fyrkant i den runda wafern med radien r får vi en yta = r^2. Spillet blir då Pi*r^2-r^2=r^2(Pi-1) ~= 32% spill.

Kan du på något sätt beräkna spillet från en platta med hexagonala kretsar? Hur packar man dem tätast? Även om man låter dem gå så nära kanten på wafern som möjligt får man ju en hel del spill mellan kretsarna.

Arean av en hexagon beräknas enligt wikipedia
Area av hexagon

Spillet blir då således Pi*r^2-2,598076211r^2 = r^2(pi-2,598076211) ~= 17,3% spill. Alltså är det nästan en halvering av mängden spill.

Edit: Självklart förutsätter detta att alla kretsar görs exakt lika stora.

Asus P8H67-I Deluxe | Intel i5 2500K@-0.185 VCore with Scythe Kozuti | 8GB DDR3 1333Mhz | inside OrigenAE M10
MSI K8N SLI | Athlon 64 X2 3800+@2,5GHz | TwinMOS PC3200 DDR 2GB | XFX GeForce 7600GS

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Scania-Earth-Milky way
Registrerad
Nov 2001
Citat:

Ursprungligen inskrivet av zarkov
Om vi antar att vi utnyttjar absolut maximal inskriven fyrkant i den runda wafern med radien r får vi en yta = r^2. Spillet blir då Pi*r^2-r^2=r^2(Pi-1) ~= 32% spill.

Kan du på något sätt beräkna spillet från en platta med hexagonala kretsar? Hur packar man dem tätast? Även om man låter dem gå så nära kanten på wafern som möjligt får man ju en hel del spill mellan kretsarna.

Korrekt matematik men ej tillämplig för att räkna ut spillet. Spillet beror på hur stora kretsar som tillverkas. Tex GF100 ligger nära gränsen på vad TSMC kan producera, och spillet kan ses på denna sidan.
Mindre kretsar följer yttermåtten bättre, och då minskar även spillet.

edit: Vet inte om samma teknik används idag, men förr delades wafern i de individuella kretsarna på samma sätt som glasskivor skärs till. Ristas med diamant och knäcks. Fyrkantig form är då att enklast.

Vägra fx 3of4 Pi 1M 1.84 s Memory remapping
Minnen har ingen egen hastighet. Märkningen anger bara vilken hastighet minnena uppges klara

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Stockholm
Registrerad
Aug 2006
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Hardware guy
Korrekt matematik men ej tillämplig för att räkna ut spillet. Spillet beror på hur stora kretsar som tillverkas. Tex GF100 ligger nära gränsen på vad TSMC kan producera, och spillet kan ses på denna sidan.
Mindre kretsar följer yttermåtten bättre, och då minskar även spillet.

edit: Vet inte om samma teknik används idag, men förr delades wafern i de individuella kretsarna på samma sätt som glasskivor skärs till. Ristas med diamant och knäcks. Fyrkantig form är då att enklast.

Nu talar vi om två olika sorters spill. Det ena är rent geometriskt, att kretsen inte får plats på wafern (vilket tråden handlar om), medan det andra som tas upp i tråden du länkar till är att kretsen inte fungerar när den är tillverkad.

Jag kan köpa att det är enklare att dela kretsarna på samma sätt som glasskivor. Det skulle helt klart förklara varför man håller sig till en rektangulär form.

Edit: Självklart följer mindre kretsar yttermåtten bättre, men om man jämför en rektangel med en hexagon av samma storlek, så följer hexagonen bättre och den använda matematiken är tillämplig.

Asus P8H67-I Deluxe | Intel i5 2500K@-0.185 VCore with Scythe Kozuti | 8GB DDR3 1333Mhz | inside OrigenAE M10
MSI K8N SLI | Athlon 64 X2 3800+@2,5GHz | TwinMOS PC3200 DDR 2GB | XFX GeForce 7600GS

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Falun
Registrerad
Dec 2003
Citat:

Ursprungligen inskrivet av aniron
Han är medveten om att wafern är rund, det han frågar efter är varför kretsarna görs rektangulära, då t.ex. en hexagonal cpu är lättare att tätpacka på en cirkel och skulle leda till mindre spill på wafern.

Haha, snacka om att snacka i nattmössan...
Tack för förklaringen.

ηλί, ηλί, λαμά σαβαχθανί!?

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Scania-Earth-Milky way
Registrerad
Nov 2001
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Bellimar
Nu talar vi om två olika sorters spill. Det ena är rent geometriskt, att kretsen inte får plats på wafern (vilket tråden handlar om), medan det andra som tas upp i tråden du länkar till är att kretsen inte fungerar när den är tillverkad.

Det jag vände mig emot var zarkovs antagande att man endast använder utrymmet inom en kvadrat inskriven i cirkeln, och att resten skulle vara spill. Bilden i artikeln visar att så inte är fallet. Den visar även på att stora kretsar ger stort spill

300 mm wafer ger 70685 mm^2 yta. BSN får in 94 kretsar om 570 mm^2 i sin visuella illustration, totalt 53580 mm^2. 53580/70685=0,758.
Ungefär 24% spill får ses som worst case scenario, vilket är långt ifrån 32% konstant spill som zarkov antydde.

Vägra fx 3of4 Pi 1M 1.84 s Memory remapping
Minnen har ingen egen hastighet. Märkningen anger bara vilken hastighet minnena uppges klara

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Stockholm
Registrerad
Aug 2006
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Hardware guy
Det jag vände mig emot var zarkovs antagande att man endast använder utrymmet inom en kvadrat inskriven i cirkeln, och att resten skulle vara spill. Bilden i artikeln visar att så inte är fallet. Den visar även på att stora kretsar ger stort spill

300 mm wafer ger 70685 mm^2 yta. BSN får in 94 kretsar om 570 mm^2 i sin visuella illustration, totalt 53580 mm^2. 53580/70685=0,758.
Ungefär 24% spill får ses som worst case scenario, vilket är långt ifrån 32% konstant spill som zarkov antydde.

Jo, jag håller med om att det verkliga spillet inte är 32%, eftersom det minskar med antalet rektanglar som inskrivs i cirkeln. Dock bör det fungera som ett jämförelsemått mellan olika geometriska former inskrivna i samma cirkel. Det vill säga att man antagligen skulle få plats med fler än 94 kretsar om de hade hexagonal form, och jag antar att spillet på 24% skulle följa samma förhållande som vi såg tidigare och därmed ungefär halveras med hexagonala former av samma storlek som de 94 rektangulära formerna. Jag har dock inte tagit mig tiden att räkna fram om det verkligen förhåller sig så, men vi bör kunna vara överrens om att spillet minskar med hexagonala former.

Jag tror dock att jag fått svar på min ursprungliga frågeställning.

Asus P8H67-I Deluxe | Intel i5 2500K@-0.185 VCore with Scythe Kozuti | 8GB DDR3 1333Mhz | inside OrigenAE M10
MSI K8N SLI | Athlon 64 X2 3800+@2,5GHz | TwinMOS PC3200 DDR 2GB | XFX GeForce 7600GS