DRAM 및 기타 대규모 중복 프로세스의 수율


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저는 현재 수백만 개의 구성 요소가 있고 단일 오류로 전체 시스템을 손상시킬 수있는 DRAM과 같은 매우 복잡하지만 매우 취약한 시스템을 안정적으로 생산하는 데 사용되는 전략에 전기 공학 문헌을 결합하고 있습니다. .

사용되는 일반적인 전략은 훨씬 더 큰 시스템을 제조 한 다음 설정 가능한 퓨즈를 사용하여 손상된 행 / 열을 선택적으로 비활성화하는 것입니다. 필자는 2008 년 현재 DRAM 모듈이 라인 기능을 발휘하지 못하고 1GB DDR3 모듈의 경우 모든 수리 기술이 적용되어 전체 수율이 ~ 0 %에서 약 70 %로 증가했음을 읽었습니다. .

그러나 그것은 단지 하나의 데이터 포인트입니다. 내가 궁금해하는 것은 현장에서 광고되는 것입니까? SoA와 비교하여 수율 개선에 대해 논의 할만한 적절한 소스가 있습니까? 나는이 원리와 같은 소스를 가지고 있는데 [2], 첫 번째 원리 추론에서 나온 수확량을 논의하는 것은 괜찮지 만, 1991 년입니다. 그리고 지금 상황이 더 나아질 것이라고 상상 / 희망합니다.

또한 중복 행 / 열의 사용이 오늘날에도 계속 사용되고 있습니까? 이 이중화 기술에 필요한 추가 보드 공간은 얼마입니까?

또한 TFT 디스플레이와 같은 다른 병렬 시스템도 살펴 보았습니다. 한 동료는 한 시점에서 깨진 디스플레이를 제조 한 다음 공정을 수용 가능한 수율로 개선하는 것보다 수리하는 것이 더 저렴하다고 언급했다. 그러나 아직 이것에 대한 적절한 소스를 찾지 못했습니다.

심판

[1] : Gutmann, Ronald J, et al. 웨이퍼 레벨 3 차원 IC 공정 기술. 뉴욕 : Springer, 2008. [2] : Horiguchi, Masahi, et al. "고밀도 DRAM을위한 유연한 중복 기술." 솔리드 스테이트 회로, IEEE 저널 26.1 (1991) : 12-17.


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행과 열 중복은 오늘날에도 여전히 사용됩니다. 블록 레벨 리던던시는 Itanium 2 L3 캐시에 사용되었습니다 (Stefan Rusu et al., "Itanium 2 프로세서 6M : 더 높은 주파수 및 더 큰 L3 캐시", 2004 참조). 수율에 대한 또 다른 고려 사항은 속도 / 전력 / 작동 온도와 "용량"모두에 비닝입니다 (예 : 칩 멀티 프로세서는 다양한 코어 수로 판매 할 수 있으며 결함이 많은 DRAM도 이론적으로 절반 용량으로 판매 될 수 있음) 부품).
Paul A. Clayton

매혹적인 감사합니다. 캐시 디자인을 살펴보면, 각각 2 개의 하위 뱅크가있는 140 개의 하위 배열이 있으며, 8 개의 96x256 배열 블록이 있습니다. 각 블록에는 32 비트가 있습니다. 즉, 48x10 ^ 6 비트의 스토리지를 생성하려면 총 140 * 2 * 8 * 96 * 256 * 32 = 1.762x10 ^ 9 비트가 필요합니다. 이 올바른지?
Mephistopheles

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32 비트는 96x256 블록의 일부입니다 (캐시 라인 당 12 개의 캐시 방식 * 8 * 4 * 32 비트). 일부 비트는 ECC에 사용되므로 캐시에는 6MiB의 데이터가 있습니다. (ECC를 사용하면 비닝시 수율에 또 다른 주름이 생깁니다. ECC 요구 사항은 응용 프로그램에 따라 다르며 초과 ECC를 사용하여 저전력 부품에 대한 데이터 손실없이 낮은 전압 (또는 DRAM의 재생률)을 지원하고 제조시 수정을 제공 할 수 있습니다 마케팅 요소가 일반적으로 이러한 유연성을 허용하지 않기 때문에 이는 이론적 인 고려 사항입니다.)
Paul A. Clayton

다시 감사합니다. 이것은 제조 공정의 전체 비용에 대한 추정치를 얻는 것입니다. 즉,이 6MiB에 도달하기 위해 얼마나 많은 추가 보드 공간 (소비되는 물리적 자원의 대표자)이 필요합니까? L3 캐시가 차지하는 영역에서 이것을 추정하고 다시 연락 드리겠습니다.
Mephistopheles

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비트 셀 영역을 사용한다고해서 행 디코드 및 기타 오버 헤드가 발생하지는 않습니다. 여분의 라우팅 오버 헤드를 무시하고 140 개의 서브 어레이 중 4 개가 스페어 (3 % 미만의 오버 헤드)임을 인식함으로써 중복의 영역 오버 헤드를 간단히 추정 할 수 있습니다. 또한 3MiB L3 캐시 버전이 판매되었으므로 6MiB 버전의 수율이 낮아질 수 있습니다. (I는 것이라고 생각 SRAM 셀에 대한 최소 크기의 트랜지스터보다 크게하여, 낮은 누설도 약간 유효 불량률을 줄일 수있다.) (136 개) 사용하는 서브 어레이가 ECC 8 (6 + %의 오버 헤드)을 나타낸다.
Paul A. Clayton

답변:


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어떤 업체는 것 이제까지 그들이 어떤 이유에하지 않는 한 수율 데이터를 공개하지 않습니다. 영업 비밀로 간주됩니다. 따라서 귀하의 질문에 직접 대답하기 위해, 그것은 업계에서 광고되지 않습니다.

그러나 라인 처리량과 라인 끝 수율을 향상시키는 작업을 수행하는 엔지니어가 많이 있습니다. 이것은 종종 비닝 (binning) 및 블록 리던던시 (block redundancy)와 같은 기술을 사용하여 라인 기능의 손실을 판매 할 수있을 정도로 충분히 만듭니다. 오늘날 블록 중복성은 확실히 사용됩니다. 분석하기가 매우 쉽습니다.

(부품 당 불량 블록) / (부품 당 블록) * (부품 당 고장 블록) / (부품 당 블록)

그러면 두 병렬 블록이 모두 실패 할 가능성이 있습니다. 일반적으로 90 %가 최소 허용 수율이기 때문에 70 %의 낮은 수율로 끝날 것입니다.


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귀하의 답변에 감사 드리지만 @ Paul-a-clayton 은이 정보를 제공했으며 의견에 실제 간행물 (특히 Itanium 2)을 인용 할 수도있었습니다. 또한이 문서에서는 블록 중복성을 논의하지만 "이러한 하위 어레이 사용은 내결함성에 대한 언급없이 코어 평면도를 제한하지 않고 다이 면적 활용을 최적화합니다"라고 말합니다. 오류 해결을위한 도구로 블록 리던던시를 제안하는 논문이 있다면 대단히 감사하겠습니다.
Mephistopheles
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