Die (Halbleitertechnik)

Datei:555-type Oscilator Integrated Circuit.jpg

Ein {{#invoke:Vorlage:lang|flat}} ([<templatestyles src="IPA/styles.css" />{{#if:|[}}daɪ{{#if:

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|all= 1= |opt= 2= Tondatei= |template=Vorlage:IPA |errNS= 0 |cat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:IPA |format=@@@ }}]) 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 ({{#invoke:Vorlage:lang|flat}}) 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.<ref>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 ({{#if: bJaBBwAAQBAJ | {{#if: {{#if: ||1}} {{#if: bJaBBwAAQBAJ ||1}} | <0|&pg={{#if:|RA{{{Band}}}-}}PA42|&pg=42}}{{#if:|&q=}}#v=onepage|{{#if:|&pg=|}}{{#if:|&q=}}}}{{#if:|q=%7B%7B%7BSuchbegriff%7D%7D%7D}}|{{#if:|q=%7B%7B%7BSuchbegriff%7D%7D%7D}}}} {{#if:|{{#invoke:WLink|getEscapedTitle|{{{Linktext}}}}}|eingeschränkte Vorschau}}{{#if:|| in der Google-Buchsuche}}{{#ifeq:|US|-USA}}{{#if: bJaBBwAAQBAJ |{{#invoke: Vorlage:GoogleBook|fine |id=bJaBBwAAQBAJ |errN=Parameter „BuchID“ hat falsche Länge |errC=Parameter „BuchID“ enthält ungültige Zeichen |errH=# in der „BuchID“ |errP=Parameterzuweisungen in der „BuchID“ |class=editoronly |cat={{#ifeq: 0 | 0 | Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Google Buch}} |template= Vorlage:Google Buch}} }} | Es darf nur genau einer der beiden Parameter „Suchbegriff“ oder „BuchID“ ausgefüllt werden. Bitte beachte die in der Vorlage:Google Buch befindliche Dokumentation und prüfe die verwendeten Parameter.{{#ifeq: 0 | 0 | }}}} | Es muss mindestens einer der beiden Parameter „Suchbegriff“ oder „BuchID“ ausgefüllt werden. Bitte beachte die in der Vorlage:Google Buch befindliche Dokumentation und prüfe die verwendeten Parameter.{{#ifeq: 0 | 0 | }}}}{{#invoke:TemplatePar|check |all= |opt= Suchbegriff= BuchID= Seite= Band= SeitenID= Hervorhebung= Linktext= Land= KeinText= |cat= {{#ifeq: 0 | 0 | Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Google Buch}} |template= Vorlage:Google Buch |format= @@@ }}{{#if:|{{#if:{{#invoke:WLink|isBracketedLink|{{{Linktext}}}}}| Linktext ungültig}}}}).</ref> 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

Datei:Wafer 2 Zoll bis 8 Zoll.jpg

Wafer von 2 Zoll bis 8 Zoll

Die Bezeichnung „{{#invoke:Vorlage:lang|flat}}“ rührt vom Küchenenglisch her: „{{#invoke:Vorlage:lang|flat}}“ 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 „{{#invoke:Vorlage:lang|flat}}“ = „Waffeln“ – und dann „zerhackt“ – daraus entstehen dann die „{{#invoke:Vorlage:lang|flat}}“ = „Würfel“. Da die Wafer sehr dünn sind, sind die „{{#invoke:Vorlage:lang|flat}}“ allerdings nicht würfelförmig, sondern entsprechen in ihrer Form sehr flachen Quadern.

„Bare Chip“ {{#invoke:Vorlage:Anker|f |errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Anker |errHide=1}}

Mit „{{#invoke:Vorlage:lang|flat}}“ oder „{{#invoke:Vorlage:lang|flat}}“ (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

Datei:AMD Opteron Six Cores.jpg

Die 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<ref name="camen1">{{#invoke:Vorlage:Literatur\|f}}</ref>				00000,000 024	Timer-IC, erste Version aus 1971
Intel 4004<ref>Guy De la Bédoyère: The First Computers. Evans Brothers, 2005, ISBN 0-237-52741-3, S. 36 ({{#if: DPAnH6_3-UAC	{{#if: {{#if:	1}} {{#if: DPAnH6_3-UAC	1}}	US\|com\|de}}/books?{{#if:DPAnH6_3-UAC\|id=DPAnH6_3-UAC{{#if:36\|{{#ifexpr:{{#invoke:Str\|find\|36\|PA}}<0\|&pg={{#if:\|RA{{{Band}}}-}}PA36\|&pg=36}}{{#if:\|&q=}}#v=onepage\|{{#if:\|&pg=\|}}{{#if:\|&q=}}}}{{#if:\|q=%7B%7B%7BSuchbegriff%7D%7D%7D}}\|{{#if:\|q=%7B%7B%7BSuchbegriff%7D%7D%7D}}}} {{#if:\|{{#invoke:WLink\|getEscapedTitle\|{{{Linktext}}}}}\|eingeschränkte Vorschau}}]{{#if:	US\|-USA}}{{#if: DPAnH6_3-UAC \|{{#invoke: Vorlage:GoogleBook\|fine \|id=DPAnH6_3-UAC \|errN=Parameter „BuchID“ hat falsche Länge \|errC=Parameter „BuchID“ enthält ungültige Zeichen \|errH=`#` in der „BuchID“ \|errP=Parameterzuweisungen in der „BuchID“ \|class=editoronly \|cat={{#ifeq: 0 \| 0 \| Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Google Buch}} \|template= Vorlage:Google Buch}} }}	Es darf nur genau einer der beiden Parameter „Suchbegriff“ oder „BuchID“ ausgefüllt werden. Bitte beachte die in der Vorlage:Google Buch befindliche Dokumentation und prüfe die verwendeten Parameter.{{#ifeq: 0 \| 0 \| }}}}	Es muss mindestens einer der beiden Parameter „Suchbegriff“ oder „BuchID“ ausgefüllt werden. Bitte beachte die in der Vorlage:Google Buch befindliche Dokumentation und prüfe die verwendeten Parameter.{{#ifeq: 0 \| 0 \| }}}}{{#invoke:TemplatePar\|check	all=	opt= Suchbegriff= BuchID= Seite= Band= SeitenID= Hervorhebung= Linktext= Land= KeinText=	0 \| Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Google Buch}}	template= Vorlage:Google Buch	format= @@@ }}{{#if:\|{{#if:{{#invoke:WLink\|isBracketedLink\|{{{Linktext}}}}}\| Linktext ungültig}}}}).</ref>\|\| 03 mm × 4 mm \|\| 012 \|\| 10-µm-PMOS \|\| 00000,002 3 \|\| Hauptprozessor, erster Mikroprozessor
Intel Itanium 2 (Tukwila)<ref>{{#if:\|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate\|Execute}}\|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}\| \|}}}}{{#if:Lambert Schaelicke, Eric DeLano\|Lambert Schaelicke, Eric DeLano: }}{{#if:\|{{#if:Intel Itanium Quad-Core Architecture for the Enterprise\|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|archivURL\|1={{#invoke:URLutil\|getNormalized\|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|TitelFormat\|titel=Intel Itanium Quad-Core Architecture for the Enterprise}}]{{#if:PDF\| (PDF)}}{{#if:\| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|Endpunkt\|titel={{{titelerg}}}}}}}}}\|{{#if:http://www.cgo.org/cgo2010/epic8/slides/schaelicke.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Intel Itanium Quad-Core Architecture for the Enterprise}}}}\|[{{#invoke:URLutil\|getNormalized\|1=http://www.cgo.org/cgo2010/epic8/slides/schaelicke.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|TitelFormat\|titel={{#invoke:WLink\|getEscapedTitle\|1=Intel Itanium Quad-Core Architecture for the Enterprise}}}}]}}{{#if:PDF\| (PDF{{#if:20105{{#if: 2015-07-12 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}	1}}}}	)	de	1}}}}Präsentationsfolien, Eighth Workshop on Explicitly Parallel Instruction Computing Architectures and Compiler Technology (EPIC-8)\| ;	{{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|Endpunkt\|titel={{{titelerg}}}}}}}}}}}{{#if:http://www.cgo.org/cgo2010/epic8/slides/schaelicke.pdf%7C{{#if:{{#invoke:URLutil%7CisResourceURL%7C1=http://www.cgo.org/cgo2010/epic8/slides/schaelicke.pdf}}	URL ungültig}}}}{{#if:Intel Itanium Quad-Core Architecture for the Enterprise\|{{#if:{{#invoke:WLink\|isValidLinktext\|1=Intel Itanium Quad-Core Architecture for the Enterprise\|lines=0}}	Linktext ungültig}}}}{{#if: \| In: {{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|TitelFormat\|titel={{{werk}}}}}}}{{#if: \| {{{hrsg}}}{{#if: 20105\|,\|{{#if: 2015-07-12 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|;\|,}}}}}}}}{{#if: 2010\| {{#if:{{#invoke:DateTime\|format\|2010\|noerror=1}}	format\|2010\|T._Monat JJJJ}}	failure\|1=Fehler bei Vorlage:Internetquelle, `datum=2010`\|class=Zitationswartung}} }}{{#if: 5\|,\|{{#if: 2015-07-12 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|;\|,}}}}}}}}{{#if: 5\| S. 5{{#if: \|,\|{{#if: 2015-07-12 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|;\|,}}}}}}}}{{#if: {{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\| {{#if:52010\|{{#if:\|archiviert\|ehemals}}\|{{#if:\|Archiviert\|Ehemals}}}} {{#if:\|vom\|im}} Vorlage:Referrer{{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\| (nicht mehr online verfügbar)}}{{#if: \| am {{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate\|Execute}}\|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}\|{{{archiv-datum}}}{{#if:48798	;}}}}{{#if: 2015-07-12\| {{#if:52010{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|abgerufen\|Abgerufen}} {{#switch: {{#invoke:Str\|len\| {{#invoke:DateTime\|format\| 2015-07-12 \|ISO\|noerror=1}} }}	4=im Jahr	7=im	10=am	failure\|1=Fehler bei Vorlage:Internetquelle, `abruf=2015-07-12`\|class=Zitationswartung}} }} {{#invoke:DateTime\|format\|2015-07-12\|T._Monat JJJJ}}	failure\|1=Vorlage:Internetquelle \| `abruf=`2026-MM-TT ist Pflichtparameter}} }}{{#if:{{#ifeq:de\|de	1}}}}Präsentationsfolien, Eighth Workshop on Explicitly Parallel Instruction Computing Architectures and Compiler Technology (EPIC-8)\|{{#if:20105{{#if: 2015-07-12 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}	1}}}}	(	\| (}} }}{{#ifeq:{{#if:de\|de\|de}}\|de\|\| {{#invoke:Multilingual\|format\|{{{sprache}}}\|slang=!\|split=[%s,]+\|shift=m\|separator=, }}}}{{#if: Präsentationsfolien, Eighth Workshop on Explicitly Parallel Instruction Computing Architectures and Compiler Technology (EPIC-8)\|{{#ifeq:{{#if:de\|de\|de}}\|de\|\|, }}Präsentationsfolien, Eighth Workshop on Explicitly Parallel Instruction Computing Architectures and Compiler Technology (EPIC-8)}})}}{{#if: 20105{{#if: 2015-07-12 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|\|1}} }}Präsentationsfolien, Eighth Workshop on Explicitly Parallel Instruction Computing Architectures and Compiler Technology (EPIC-8)\|{{#if: \|: {{ #if:	„{{ #ifeq: {{#if:{{#if: {{#invoke:templutl\|faculty\|}}\|de-ch\|de}}\|{{#if: {{#invoke:templutl\|faculty\|}}\|de-ch\|de}}\|de}} \| de	Vorlage:Str trim	flat}} }}“	faculty\|}}\|de-ch\|de}}\|{{#if: {{#invoke:templutl\|faculty\|}}\|de-ch\|de}}\|de}} \| de	„Vorlage:Str trim“	quote	1={{#if:	flat}}	flat}} }}	faculty\|}}\|de-CH\|de}}	3=1}} }} }}{{#if:	: }}{{#if: \| , deutsch: „“ }})	{{#if:	, deutsch: „“ }})	(deutsch: „“) }} }} }}{{#if: {{{zitat}}}	{{#if:	{{#if: {{{zitat}}}	Vorlage:": `Text=` und `1=` gleichzeitig, bzw. 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AMD Phenom II X6		346	45 nm	00750	Mehrkern-Hauptprozessor
Nvidia Fermi GF110<ref name="GK104" />		520	40 nm	03 000	Grafikprozessor
AMD Cayman (RV970)<ref name="GK104" />		389	40 nm	02 640	Grafikprozessor
Intel Core i7-980X		248	32 nm	01 170	Mehrkern-Hauptprozessor
AMD FX		315	32 nm	01 200	Mehrkern-Hauptprozessor
Nvidia Kepler GK110 B		533	28 nm	07 100	Grafikprozessor
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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 „{{#invoke:Vorlage:lang|flat}}“ umschreiben: Die CPU hat den Cache „{{#invoke:Vorlage:lang|flat}}“, 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. {{#invoke:Vorlage:lang|flat}}).

Als {{#invoke:Vorlage:lang|flat}} (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. {{#invoke:Vorlage:lang|flat}}) ausgeschlossen.

Das Verhältnis von brauchbaren zur Gesamtzahl aller auf einem Wafer vorhandenen Dies wird als Ausbeute (engl. {{#invoke:Vorlage:lang|flat}}) 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

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