AMD verhoogt yields met Advanced Process Control

Steeds meer chipbakkers lopen tegen problemen aan bij het verkleinen van hun producten. De stap van 0,18 naar 0,13 micron verliep voor veel bedrijven verre van vlekkeloos, en men verwacht dat de problemen nog groter zullen zijn tijdens het invoeren van 90 nanometer technologie. Om leveringsproblemen en andere ellende te voorkomen is het erg belangrijk om de yields snel en efficiënt te kunnen verbeteren, en dat beweert AMD te kunnen doen met zijn Advanced Process Control technologie. Alle apparatuur in een productielijn (tien tot twaalf machine's) worden via een netwerk aan een centrale computer gekoppeld. Individuele wafers kunnen hiermee tijdens het procédé gevolgd worden, en de software kan de apparatuur voor iedere wafer fijnstellen om betere resultaten te behalen en foutjes te compenseren. Tevens worden statistieken bijgehouden zodat men niet twee keer achter elkaar dezelfde fout zal maken.

De techniek is al geïmplementeerd in Fab25, waar de overgang vier maanden duurde. Ook de helft van Fab30 is inmiddels uitgerust met APC-technologie. De hogere yields die deze vorm van automatisering moet opleveren zullen de kosten per processor verminderen, waardoor meer winst gemaakt kan worden. Hoewel de APC-technologie door AMD zelf is ontwikkeld, is het concept niet uniek. IBM en Texas Instruments gebruiken soortgelijke systemen, en andere bedrijven (waaronder Intel) hebben al volledig geautomatiseerde fabrieken staan, die technici ongetwijfeld kunnen voorzien van allerlei statistieken en informatie. AMD heeft echter verder gekeken dan de oplossingen die door de bouwers van fabricage-apparatuur worden aangeboden. Een deel van de inspiratie komt uit de olie-industrie:

Tool vendors market their own process control solutions, but AMD developed a system that it claims further improves upon anything offered by the capital equipment vendors. AMD actually went outside the semiconductor industry to find ways to improve upon the processes in its fabrication facilities. As a result, AMD can fine-tune its instruments and tools beyond the stated specifications claimed by the tool manufacturers.

AMD's APC technology adds consistency to manufacturing processes, bringing them to the same level seen by the oil industry in the petroleum refining process, Deininger said. APC is a real-time, closed-loop automation process by which a string of 10 to 12 tools are linked together over a network and hooked up to a computer. The end-result: better products and improved efficiency. The computer takes measurements on wafers in the middle of processing and can signal adjustments as they move through each step, Deininger said. "If some aspect of the wafer processing is slightly off, we make adjustments further down stream so wafers can be corrected," he added. APC also makes adjustments to the machines where flaws were originally detected so that the next batch of wafers does not suffer from the same flaws, Deininger said.

Een andere interessante ontwikkeling op het gebied van yield-verbetering is een nieuw stuk gereedschap van PDF Solutions. Het gaat om software die de zwakke punten in complexe chips kan aanwijzen voor ze geproduceerd worden. Volgens directeur Jim Jensen kan men met behulp van deze tool in theorie alle yield-problemen uit een ontwerp halen voor de productie van start gaat, iets wat bedrijven - vooral degenen zonder eigen fabriek - veel tijd en geld kan besparen. Lees meer over dit alles op e-Insite.

Reacties (30)

[Beaves]

Individuele wafers kunnen hiermee tijdens het procédé gevolgd worden, en de software kan de apparatuur voor iedere wafer fijngestellen om betere resultaten te behalen en foutjes te compenseren.

Ik kan het fout hebben, maar is het niet onmogelijk om een fout tijdens de fabricage van een waffer en de CPU's te herstellen?

Bij Aragorn in Eindhoven hangt een waffer die ze kado hebben gekregen van een of andere chipbouwer, tijdens de fabricage is het masker een paar honderste van een millimeter verschoven waardoor de gehele waffer de kliko in kon. Dat soort fouten zijn dus niet te herstellen volgens mij.

[/quote]
Tevens worden statistieken bijgehouden zodat men niet twee keer achter elkaar dezelfde fout zal maken.
[/quote]
Ik hoop voor AMD dat ze dit allang doen, want als ze daar nu pas mee beginnen lijkt me dat toch behoorlijk aan de late kant. Er is immers een bekend gezegde over een ezel en een steen...

[Verwijderd]

Ik kan het fout hebben, maar is het niet onmogelijk om een fout tijdens de fabricage van een waffer en de CPU's te herstellen

Als je je een beetje meer verdiept in technologie dan weet je dat het wel degelijk mogelijk is.

The computer takes measurements on wafers in the middle of processing and can signal adjustments as they move through each step, Deininger said. "If some aspect of the wafer processing is slightly off, we make adjustments further down stream so wafers can be corrected," he added

Trouwens intel en anderen hebben niet hetzelfde wat AMD nu ontwikkeld heeft. Deze techniek is in vele opzichten beter dan de concurrent ! Dat mag ook wel vermeld worden anders denkt iedereen dat AMD achter loopt op de rest, terwijl ze op dit gebied nu juist voor lopen. Process control zit in alle chip fabrieken, AMD's APC gaat een stapje verder.

Lees ook de bron zou ik zeggen.

[The Source]

Met een Focused Ion Beam kunnen ze inderdaad wat operaties uitvoeren op de chipjes, echter betwijfel ik of dit een oplossing is die tijdens het productieproces voor een hele waffer gebruikt wordt. Meestal wordt FIB gebruikt tijdens het pre productie proces om kleine bugs in een chip te 'patchen'.

[RobT]

Heb je zo'n FIB wel eens in actie gezien? Dat is echt niet iets wat je in een productieproces wilt inzetten: langzaam, niet gemakkelijk in te stellen etcetc, oh ja, en vreselijk duur.

Waar ze het hier dan wel over hebben kan ik met niet zo precies voorstellen, en inderdaad Beaves, een paar honderdste millimeter scheef is voor een wafer/chip is hetzelfde als voor een gewone kleurenfoto waar al het rood een centimeter verschoven is tov de rest. (Zoals oude kleurencopiers kopieen maakten in 4x.) Erg onbruikbaar.
En daar kan je in het productieproces inderdaad niks meer aan doen.

[SG]

Ik hoop voor AMD dat ze dit allang doen, want als ze daar nu pas mee beginnen lijkt me dat toch behoorlijk aan de late kant. Er is immers een bekend gezegde over een ezel en een steen...

Ik denk dat je iets heel belangrijks vergeet iNtel heeft 'n leger fabriekjes dus kunnen snel geleidelijk hun fabrieken opwaarderen
AMD heeft die luxe niet het is maar een fabriek en dan moet het per lijn maar wat als elke lijn puur een variant maakt dan moeten ze eerst een buffer voorraad produceren dan de lijn stop zetten voor een upgrade.

iNtel heeft daar geen last van gewoon fabriekplat aangezien deze opgevagen wordt door medere andere fabs.

Daarom loopt AMD ook o.a.achter

Want aMD heeft nu een probleempje
vroeger maakten ze 2 CPU typen
Spitfire/thunderbird
Morgan/Palomino
Palomino/TBredA
Pal/TbredA/Tbred-B
Pal/TbredA/T-bredB/ClawH/SledgeH
Tbred-B/Barton/ClawH/SledgeH

Mischien komt AMD lijnen te kort Oh toch niet ze hebben een fabrikage partner.
Maar vergeet vooral die overgang perioden niet dan zijn het 4 á 6 typen wat voor problemen kan zorgen.

[Ingmar]

Ik kan het fout hebben, maar is het niet onmogelijk om een fout tijdens de fabricage van een waffer en de CPU's te herstellen?

Bedoelen ze misschien niet dat tijdens het bakken van de chips op de wafer kleine ongerechtigheden in de wafer omzeilt kunnen worden? Je probeert uiteraard je wafers zo goed en zo constant mogelijk te produceren, maar variatie hou je altijd, wellicht kan deze tecnologie er voor zorgen dat je op een kwalitatief mindere wafer nog steeds redelijk cpu's kunt bakken.

Het lijkt me met deze technologie eigenlijk ook meer te gaan om fouten te voorkomen dan te herstellen.

[Verwijderd]

Dit is natuurlijk positief, maar opgemerkt moet worden dat IBM en Intel dit al gebruikten. AMD claimt dat hun methode verder is doorgevoerd maar ik denk dat dat wel meevalt. Hoe dan ook, betere chips zijn welkom dus

[CARman]

In het bericht wordt dus al opgemerkt dat ook Intel ( en nog wat anderen ) dit systeem ( of een andere vergelijkbaar systeem ) al gebruikt.

En ik vraag me dan af welke info jij hebt om de stellen dat het systeem dat AMD gebruikt niet ge-avanceerder is dan dat van anderen.

Anyway, AMD heeft zijn zaakjes tot voor kort al heel redelijk voor elkaar gehad, kwa yields. En als ze hiermee als chipbakker weer een leuke stap voorwaarts kunnen doen om de productieprijzen naar beneden te kunnen brengen, en weer es gewoon winst ( of in ieder geval minder verlies ) te gaan, maken is dat een goede ontwikkeling. Hopelijk komt deze ontwikkeling niet te laat voor AMD, en kunnen ze met de Hammers en goede yields weer een stukje markt terug veroveren.

[Dark_man]

Ja maar het kan natuurlijk altijd beter, en voor AMD heeft het meer voordelen aangezien ze financieel niet zo sterk zijn als IBM en Intel.

Ik vraag me echt af wat voor een technologie AMD kan gebruiken in zijn fabrieken als ze wat meer geld zouden hebben.

Ik bedoel ze hebben de kennis en de wil alleen niet zo veel geld om alle nieuwe technologien te gebruiken.

[Randal Peelen]

Je zegt dat betere chips altijd welkom zijn. Dit is natuurlijk wel zo maar het slaat niet op deze technologie, het is er immers om fouten te herstellen en voorkomen (al dan niet in het vervolg) en niet om betere chips dan voorheen te maken.

[gp500]

hoezo dat dit wel meevalt.
ze hebben een realtime systeem en je maakt uit het verhaal op dt intel enzo dat niet hebben.

AMD kan best een stuk innovatiefer zijn, kijk maar naar hun CPU's en andere producten.

[Aham brahmasmi]

Ik ben het helemaal eens met TigeriS. Er zijn hier teveel mensen die het artikel gewoon niet goed gelezen hebben. Sommige mensen suggereren hier bijvoorbeeld dat Intel & Co een systeem zoals dat van AMD al lang gebruiken. Er staat echter dat het Advanced Process Control systeem van AMD zich duidelijk onderscheid (het heeft bepaalde unieke voordelen) van andere systemen die grotere bedrijven in de chipindustrie al langer gebruiken. AMD heeft haar technologie _buiten_ de chipindustrie gevonden (in de olieindustrie om precies te zijn), wat op zich ook wel bijzonder is.

[Verwijderd]

Verklaard dit het overclock verschil tussen AMD en Intel misschien? Relatief zijn Intels beter te oc'en, misschien omdat Intel deze techniek al had? (de soort techniek bedoel ik dan). Lijkt mij opzich best logisch namelijk. Betere yields, betere procs, betere oc..

[Beaves]

Nee, de verschillen in kloksnelheden ligt aan het feit dat Intel en AMD sinds de P4 twee compleet verschillende richtingen zijn opgegaan ten aanzien van het design van CPU's.

Intel gaat voor hoge kloksnelheden en een lagere IPC, want om die hoge kloksnelheden te behalen moet je bepaalde concessies doen aan o.a. de lengte van de pipelines. Hoe langer die zijn hoe hoger de kloksnelheden maar hoe lager de IPC.

AMD gaat voor de IPC en daardoor gebruiken ze dus o.a. kortere pipelines en is de IPC dus beter.

Dat is de enige verklaring voor het verschil in kloksnelheden, dat Intel het 0,13 micron productieproces beter onder de knie heeft moet ook wel anders kunnen ze de hoge kloksnelheden niet halen.

edit:

Fewture: Idd zijn de yields bij Intel beter dan bij AMD, maar dat is niet de enige reden dat de P4 beter te o/c'en is, dat komt voor een groot gedeelte ook door het ontwerp.

xenobia12345: IPC staat voor Instructions Per Cycle. Dus hoeveel instructies een CPU kan uitvoeren tijdens een kloktik.

[thettes]

Maarja, het verschil in overclockbaarheid wordt denk ik niet verklaard door de yields (wel in kleine mate hoor) maar toch vooral door de core architectuur. De p4 is nog relatief jong, en de K7 core draait al vanaf 600 mhz mee (de slotA k7). De rek is er dus echt wel een beetje uit, de die-shrink naar 0,13 micron verhoogde de rekbaarheid nog iets, maar niet schrikbarend. in ghzen zal het maximum denk ik toch tegen de 2,3/2,4 liggen.

[Verwijderd]

Dat verschil in overklokbaarheid ligt maar aan 1 factor:
Hoe groot is de marge die de fabrikant kiest?
De fabrikant test iedere core om te zien hoe hij zich gedraagt, en aan de hand van die test wordt bepaald onder welke kloksnelheid ie verkocht wordt.
AMD heeft traditioneel kleinere marges dan Intel, omdat dat een handige manier is om kosten te drukken. De marges van AMD zijn zelfs steeds kleiner geworden, naarmate de koeltechnologie verbeterd is (zo zijn nu koperen koelers verplicht, terwijl Intel nog steeds aluminium gebruikt voor hun high-end P4s).

Verder liggen de verhoudingen van een hoger geklokte CPU anders, omdat de marge relatief is (een CPU van 1 GHz kan makkelijker 100 MHz overgeklokt worden dan een CPU van 100 MHz uiteraard).
Dus wat dat betreft heeft de P4 ook een klein voordeel.

In feite is de mate van overklokbaarheid dus een keuze van de fabrikant, en niets meer of minder.
Het is een gevolg van de marge die de fabrikant neemt qua betrouwbaarheid van een CPU op een bepaalde kloksnelheid. Bij Intel zijn die marges over het algemeen altijd groter geweest dan die van de klonenbakkers. Het is ook de voornaamste reden waarom die klonen voor minder verkocht konden worden. Kunstmatig worden zo de yields van een bepaalde kloksnelheid verhoogd.
(In feite verkopen zij wat bv Intel als een 1.0 GHz model zou bestempelen, als een 1.1 GHz, of 1.2 GHz, daar komt het grofweg op neer in de praktijk).

[xenobia12345]

IPC??? help me es Beaves.....

[Inferno]

IPC = Instructions Per Clock, oftewel de hoeveelheid werk die de processor kan verrichten per clockcycle.

AMD's CPU heeft een hoger aantal IPC, volgens mij vanwege de kortere paden in de CPU (Intel P4 heeft langere paden, vandaar dat de clocksnelheid hoger kan, ivm het anders moeten wachten van gates op elkaar).

IPC * clockspeed (in MHz) = snelheid (in MIPS)

Correct me if I'm wrong.

edit: ik zie dat Beaves ge-edit heeft

[Verwijderd]

Dat AMD ze niet onder de knie heeft mag toch ook wel eens duidelijk zijn.. Vandaar dat ik het opmerkte.

[SG]

Nee dat denk ik niet.
Het is meer dat iNtel met een hogere Yield begint door die equipment en sneller uitgeschaald is dus maximum yield haald...
Aangezien AMD hiervoor zonder die equipment het moest doen, begint AMD met lage yield en wordt die steeds beter na enkele steppings.

iNtel kon dus makkelijk 3 speedsteps releasen na een core switch AMD niet. Die zit dan langer in het Optimalisatie prosces wat niet geautomatiseerd was en dus ook langzamer gaat..

[Dennizz]

en hoe hoger de yields hoe goedkoper de procs door minder uitval dus meer winst, en dus meer R&D

edit:
nieuwe poging, mogelijk een groter bedrag om te kunnen investeren in R&D

[The Source]

Hoezo dat? Je laatste redenering dus meer winst, en dus meer R&D is een beetje fout. AMD is een onderneming die anticyclische budgetteringen toepast. Dus het bedrag dat voor R&D wordt uitgetrokken is geen (vast) percentage van de winst die gemaakt wordt. Als ze dat zouden doen dat zouden ze binnen de korste keren failliet zijn. Ga maar na... in een recessie hebben ze minder inkomsten, en daarbij meestal ook minder winst. Dus als ze in een recessie minder geld van die winst in R&D zouden kunnen stoppen betekent dat ze in een periode van economische opbloei helemaal geen nieuw product uit kunnen brengen omdat het budget in de voorgaande jaren te klein was. Dan zou een high-tech bedrijf zo over de kop gaan.

maar dit had je natuurlijk al lang bij je lessen economie gehad he

[Verwijderd]

Ik heb in de grafische afwerking industie gezeten, als de scanner van de productielijn merkte dat de de marges van teksten/foto's e.d. teveel naar links/rechts/boven beneden gingen lopen, werden die betreffende bladen realtime meer of minder naar links/rechts afgesneden e.d. om toch een consistente yield te hebben...

Bovendien konden we de produktielijnen op uitvalspercentages instellen, wat geeft het nou als de scanners constateren dat er twee foute boekjes op de duizend tussendoor lopen, slechts bij het voorkomen van 5 foute boekjes achter elkaar, of 20 op de duizend, stopt de pc automatisch de productielijn, blijkbaar is er dan structureel iets aan de hand waarvoor menselijke interventie middels een operator nodig is.

Nu is het met processors zo dat het net zoals met geklutste eieren moeilijk is om er weer een heel ei van te maken (focus ion beam werd al even genoemd), maar je moet het vooral zien in de preventieve sfeer...

Stel dat in een bepaalde productiestap een koperbaantje een tigste van een millimeter verschuift, en in de volgende productiestap zou deze met een ander koperbaantje verbonden moeten worden dan is het (afhankelijk van het design) in principe mogelijk om te zorgen deze middels een kleine verlenging / verschuiving toch aan te laten sluiten zonder de integriteit van het ontwerp aan te tasten

[Verwijderd]

hmm even offtopic en toch ook weer niet ! ik zie die wavers op de foto en die zijn altijd rond ?

waarom is dat ?? als ze vierkant zijn kan je toch veel meer chips eruit halen omdat je dan amper verlies hebt zoals je wel op de rand hebt als ie rond is
?

ik weet dit niet en wil dit eigenlijk wel heel graag weten

[F_Blofeld]

Eum Ik had meer de indruk dat voordat 'n nieuwe core massaal geproduceerd ging worden ze zeg maar 'n aantal wafers gingen proefdraaien totdat de hele lijn in staat was de perfecte wafer te produceren, waarna ze de kraan open zetten. Tijdens de massaproductie woren alleen wat kleine aanpassingen aan de afstelling gedaan ter compensatie van slijtage van de machines ed.

Hoofdzakelijk was 't idee toch voordat de lijn op volle toeren gaat lopen de machine heel snel te kunnen tunen?

thegreatGandalf: volgens mij is dat omdat die wafers zelf zo gemaakt moeten worden omdat hij anders bv niet 100% vlak is, homogeen van structuur ed.

-BF-

[rurouni45]

neeee , er wordt bedoeld dat men kan zien hoe en waarom het fout gegaan is om tegen de volgende x een oplossing te hebben die dit voorkomt

greetz

[Dark]

soort burn-proof voor chipwafers dus... handig als ik zie wat burnproof mij al aan schijven bespaard heeft moet het daar ook aardig schelen ...