FullMask-MPW概述

Full Mask和MPW都是集成电路的一种流片(将设计结果交出去进行生产制造)方式。Full Mask是"全掩膜"的意思，即制造流程中的全部掩膜都为某个设计服务;而MPW 全称为Multi Project Wafer，直译为多项目晶圆，即多个项目共享某个晶圆，也即同一次制造流程可以承担多个IC设计的制造任务。

在IC设计和生产流程中，Fabless设计者一般会将集成电路设计的最终结果以GDSII格式记录的电路版图数据交给Foundry，这个动作叫做Tape Out，俗称流片(投片)。代工厂根据集成电路版图对半导体晶圆进行加工，加工的过程非常复杂，包括通过氧化、化学刻蚀、离子注入掺杂、金属淀积等方法制造出晶体管和互连线，除此之外，可以简单地理解为整个过程就是把版图(包括形状、尺寸、层次)复制到一块半导体薄片中，其原理类似于胶片照相机的成像和冲洗过程，其中用到大量的各种形状的遮光罩，这些光罩决定了在半导体平面上各个层次的图形形状，在集成电路制造中被称为Mask，俗称"光罩"或"掩膜"。

单次生产某个芯片的成本可以简单地以所使用到的Mask的数量来表征，用到的Mask越多说明芯片规模越大、越复杂，成本也就越高。相应地，Full Mask就是指整个晶圆制造过程中的全部Mask都是为某个芯片所用，显然这次投片的成本是很高的。只有在设计完全有把握成功并且准备大批量生产、商用的时候，才会采用Full Mask方式，因为批量生产可以降低成本。

但是芯片设计往往是难度很大的，特别是对应新的研究课题，可能要经历多次投片才能进入商用。而为了跟上摩尔定律，Foundry升级换代所需的设备和技术研发的投资不断增大，基于盈利的考虑，Foundry更倾向于对产量大的集成电路设计提供生产加工服务。同时，由于Foundry对先进生产线的投资巨大，必然会将其成本转嫁到客户的投片费用上，对集成电路设计者来说，到Foundry生产线上制造芯片的费用也在不断上涨，如今投一次片的费用动辄就几百万至上千万元。如果设计中存在问题，那么制造出来的所有芯片可能全部报废，损失是巨大的。对很多Fabless来说，其设计通常难于实现一次投片就获得成功批量商用，因此需要有小批量的样片生产需求，另外还有院校、科研机构和独立设计者，并不需要将芯片规模商用，只需要生产少量芯片来验证其设计结果。因此产生了MPW。

MPW为Multi Project Wafer的缩写，直译为多项目晶圆;其主要思想是将多个使用相同工艺的集成电路设计放在同一晶圆片上流片，制造完成后，每个设计可以得到数十片芯片样品，这一数量对于原型(Prototype)设计阶段的实验、测试已经足够。而该次制造费用就由所有参加MPW的项目按照芯片面积分摊，成本仅为单独进行原型制造成本的5%-10%，极大地降低了产品开发风险。MPW有一定的流程，通常由Foundry或者第三方服务机构来进行组织，各种工艺在某一年之中的MPW时间点是预先设定好的，因此对参与者来说，在设计和开发方面有一定的进度压力。但是相比之下，MPW带来的好处是显而易见的，采用多项目晶圆降低了集成电路的生产成本，为设计人员提供了实践机会，并促进了集成电路设计成果转化，对IC设计人才的培训，中小设计公司的发展，以及新产品的开发研制都有相当大的促进作用。