mini|Die des NE555 mit Bonddrähten Ein ([], für „Würfel“, „Plättchen“, dt. Plural i. A. „Dies“;Laut Google: "Halbleiterdice" - 6 Treffer; "Halbleiterdies" - 339 Treffer; Stand: 03/2018 englischer Plural: [] oder [] und die []) ist in der Halbleiter- und Mikrosystemtechnik die Bezeichnung eines einzelnen, ungehäusten Stücks eines Halbleiter-Wafers. Ein solches Die wird üblicherweise durch Sägen oder Brechen des fertig bearbeiteten Wafers in rechteckige Teile () gewonnen. In der Regel befindet sich auf einem Die ein Bauteil, z. B. ein Transistor, Leuchtdiode, oder eine komplexe Baugruppe, z. B. integrierter Schaltkreis, ein Mikrosystem. Um möglichst lange von der Parallelfertigung auf dem Wafer zu profitieren, findet das Zerteilen im normalen Produktionsprozess zuletzt statt, direkt vor dem Einbau in ein Gehäuse bzw. dem Aufbringen auf einen Schaltungsträger (vgl. Direktmontage). Solche Dies werden dann „Chip“ bzw. „Nacktchip“ genannt.Yvonne Attiyate, Raymond Shah: Wörterbuch der Mikroelektronik und Mikrorechnertechnik mit Erläuterungen / Dictionary of Microelectronics and Microcomputer Technology with Definitions. Springer, 2013, ISBN 978-3-662-13444-3, S. 42 (). Auch wenn ein Wafer (geplantermaßen) vor der Fertigstellung des Bauteils bzw. der Baugruppe zerteilt wird (sogar noch unstrukturiert ist), werden die Teilstücke als Dies bezeichnet.

Etymologie mini|Wafer von 2 Zoll bis 8 Zoll mit entwickelten integrierten Schaltungen (ICs), als Dies erkennbar. Die Bezeichnung „“ rührt vom Küchenenglisch her: „“ bedeutet – etwa in Bezug auf eine Gurke – wörtlich „erst in Scheiben schneiden und dann würfeln“ bzw. „kleinschneiden“. Dementsprechend beginnt man bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen mit einem – gurkenähnlichen – Siliziumbarren, dieser wird dann „in Scheiben geschnitten“ – daraus entstehen die „“ = „Waffeln“ – und dann „zerhackt“ – daraus entstehen dann die „“ = „Würfel“. Da die Wafer sehr dünn sind, sind die „“ allerdings nicht würfelförmig, sondern entsprechen in ihrer Form sehr flachen Quadern.

„Bare Chip“ Mit „“ oder „“ (deutsch „Nacktchip“) werden integrierte elektronische Bauelemente bezeichnet, die nicht herkömmlich in einem Plastik- oder Keramikgehäuse verbaut, sondern ohne Gehäuse weiterverarbeitet werden. Sie werden direkt auf einer Leiterplatte oder einem keramischen Substrat aufgebracht und mittels Drahtbonden elektrisch mit umliegenden Bauelementen verbunden.

Anwendung mini|Sicht auf die mikroelektronische Schaltung eines AMD-Opteron-Sechs-Kern-Mikroprozessors Im Zuge der fortschreitenden Integration werden immer mehr Baugruppen, die zuvor als einzelne Chips nebeneinander auf einer Platine angebracht wurden, auf einem gemeinsamen Chip vereint. Mittlerweile werden auf einem Die mit etwa einem Quadratzentimeter Fläche mehrere hundert Millionen Transistoren für CPUs, GPUs oder RAM untergebracht.

+ Beispiele aus der Industrie Produkt Die-Maße Die-Fläche (mm²) Technologieknoten Transistor­zahl (Mio.) Kommentar/Bauteil NE555       0,000 024 Timer-IC, erste Version aus 1971 Intel 4004Guy De la Bédoyère: The First Computers. Evans Brothers, 2005, ISBN 0-237-52741-3, S. 36 (). 3 mm × 4 mm 12 10-µm-PMOS 0,002 3 Hauptprozessor, erster Mikroprozessor Intel Itanium 2 (Tukwila) 21,5 mm × 32,5 mm 698,75 65-nm-Bulk-CMOS 221 Mehrkern-Hauptprozessor AMD Phenom II X6 346 45 nm 750 Mehrkern-Hauptprozessor Nvidia Fermi GF110 520 40 nm 3 000 Grafikprozessor AMD Cayman (RV970) 389 2 640 Intel Core i7-980X 248 32 nm 1 170 Mehrkern-Hauptprozessor AMD FX 315 1 200 Nvidia Kepler GK110 B 533 28 nm 7 100 Grafikprozessor AMD Tahiti (R1000) 365 4 310 Nvidia Pascal GP100 610 16-nm-FinFET 15 300NVIDIA Volta GV100-Chip 815 12-nm-FinFET 21 100

Digitale und analoge Signalschaltungen können immer öfter mit leistungselektronischen Elementen auf einem Chip untergebracht werden (z. B. BiCMOS-Technologie).

Eine Kombination von zwei sich ergänzenden Baugruppen, wie etwa CPU und Cache, auf demselben Chip lässt sich mit dem Begriff „“ umschreiben: Die CPU hat den Cache „“, was höhere Taktraten und Busbreiten ermöglicht und damit den Datenaustausch deutlich beschleunigt.

Verarbeitung Mit der Weiterverarbeitung der Dies – Gehäusung und Integration in die schaltungstechnische Umgebung – beschäftigt sich die Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT, engl. ).

Als (KGD) bezeichnet man ein entsprechend den Vorgaben getestetes und als gut befundenes Halbleiterplättchen, das je nach Produkt ein einzelnes Bauelement, zum Beispiel einen Transistor, oder auch eine komplexe Schaltung wie einen Mikroprozessor enthalten kann. Gute bzw. defekte Dies können hierzu noch im Wafer-Verbund durch elektrische Nadeltester ermittelt werden. Defekte Bauteile wurden früher durch einen Farbpunkt gekennzeichnet (geinkt) und werden vom nachfolgenden Prozess des Kontaktierens und Einhausens (Zyklus II, engl. ) ausgeschlossen.

Das Verhältnis von brauchbaren zur Gesamtzahl aller auf einem Wafer vorhandenen Dies wird als Ausbeute (engl. ) bezeichnet und ist eine wichtige Kennzahl zur Beurteilung des Fertigungsprozesses und der Wirtschaftlichkeit einer Produktionslinie.

Literatur

Graham Neil: Time is right for bare die. In: European Semiconductor, 27, Nr. 11, 2005, S. 11–12.

Weblinks

Einzelnachweise

Kategorie:Mikroelektronik