MPW Shuttle Service 完整指南

01什麼是 MPW (Multi-Project Wafer)？

MPW (Multi-Project Wafer，多項目晶圓)，有時也稱為 MPW shuttle 或 tapeout shuttle 服務，是一種 semiconductor 製造方式——將來自不同客戶的多個獨立 IC design 放置在同一片 wafer 上進行製造。這種成本共擔模式使得新創公司、高校和預算有限的公司都能夠進行客製 IC 開發。

MPW 工作原理

在 MPW tapeout 中，foundry 將來自 10-50+ 個不同客戶的設計組合到一個光罩上。每個設計只佔用其所需的 silicon 面積，光罩和製造成本按比例在所有參與者之間分攤。

MPW 與全光罩生產的區別

全光罩（獨立 wafer）製造可以完全控制，但需要購買整套光罩和 wafer 批次。MPW shuttle service 讓您分擔這些固定成本，將費用從數百萬美元降低到 $10,000-$50,000（取決於製程節點）。

產業標準實踐

MPW shuttle 自 1980 年代以來一直是產業標準。TSMC、GlobalFoundries、SMIC、UMC 等主要 foundry 都提供 MPW 專案，使全球創新者都能使用先進製程技術。

02成本與風險特徵

MPW shuttle service 提供成本共擔的 foundry silicon 原型驗證通道。MPW 模式的結構性特徵：

• •
  光罩成本共擔模式

  NRE 分攤至同一光罩上的多個設計。參與設計按所用 silicon 面積付費，而非承擔完整光罩套費用。

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  量產製程節點可用性

  MPW 專案覆蓋成熟節點（180nm–65nm）、主流節點（55nm–28nm）及先進節點（22nm–7nm），可透過 TSMC、SMIC、GlobalFoundries、UMC 取得。

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  批量投入前的 silicon 驗證

  製造出的 die 支援電氣特性量測、時序驗證和類比性能表徵，優先於全光罩投入進行。

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  固定 shuttle 節奏

  多數 foundry MPW 專案按季度或雙月固定排班。參與前須在資料凍結截止日期前完成註冊。

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  Die 數量限制

  標準 MPW 槽位產出 10–100 顆已知良品 die，由購買面積和製程良率決定。批量生產需獨立 wafer tapeout。

• •
  製造 silicon 中的 IP 模組驗證

  標準單元庫、記憶體巨集和類比 IP 可在實際 silicon 中完成特性分析，然後再整合到生產級 SoC 設計中。

03MPW Shuttle 流程

MPW 製造從設計提交到 die 交付遵循以下關鍵步驟。

1. 01
   設計準備

   完成 GDSII/OASIS 版圖檔案，確保通過目標製程的所有 DRC/LVS 檢查。準備 I/O pad 框架並遵循 foundry 的設計規則。
2. 02
   Shuttle 選擇

   根據設計需求選擇 foundry 和製程節點。查看 MPW shuttle 日曆了解即將到來的 tapeout 截止日期，選擇適合您時間安排的班次。
3. 03
   報價與註冊

   提交 die 尺寸和所需數量。根據您選擇的節點和面積取得 MPW 報價。完成註冊和付款以確保您的席位。
4. 04
   GDS 提交

   在 tapeout 截止日期前提交最終 GDSII 檔案。Foundry 或 shuttle 組織者進行最終驗證，並將您的設計整合到共享光罩中。
5. 05
   Wafer 製造

   您的設計與其他 MPW 參與者一起進入 foundry 生產線。標準 wafer 製造週期為 8-16 週，具體取決於製程複雜度和 foundry 排產。
6. 06
   切割與交付

   製造完成後，wafer 被切割以分離各個 die。您的 die 將被封裝（如有要求）並交付給您進行測試和特性分析。

04MPW 成本參考

按製程節點的參考價格區間。實際定價取決於 die 尺寸、foundry、die 數量和封裝形式。如需確認報價，請聯繫 foundry 專案或 shuttle 協調方。

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  主要成本變數: Die 尺寸（mm²）、製程節點、die 數量、封裝類型（裸 die vs. 封裝件）。
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  面積優化: 版圖壓縮可直接降低成本。部分專案支援多變體之間共享 pad 環。
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  類比/混合訊號節點選擇: 成熟節點（180nm–90nm）對大多數類比前端效能已足夠，NRE 顯著低於先進節點。

05製程節點參考

MPW 專案覆蓋多個 CMOS 製程世代。節點選擇由設計需求決定，而非單純考慮成本。

• •
  成熟節點：180nm – 90nm

  類比、高壓、電源管理、感測器 AFE 及混合訊號應用。NRE 較低。Foundry 支援來自 SMIC、UMC、Tower、華虹宏力。

• •
  主流節點：65nm – 40nm

  混合訊號 SoC、無線連接、MCU 及消費電子數位設計。PDK 生態系統完善。可透過 TSMC、SMIC、GlobalFoundries 取得。

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  先進節點：28nm – 16nm

  高密度數位、應用處理器、AI 推理。需要完整 DFM 合規。TSMC 和 GlobalFoundries 為主要 shuttle 專案提供方。

• •
  特殊製程

  BCD（功率電子）、RF CMOS / 毫米波、SiGe BiCMOS（高頻）、SOI（抗輻射）。可用性因 foundry 和季度而異。

06MPW Shuttle 常見問題

關於 MPW shuttle service 和 MPW 製造的常見問題解答。

什麼是 MPW (Multi-Project Wafer)？

MPW (Multi-Project Wafer，多項目晶圓) 是一種 semiconductor 製造服務，將來自不同客戶的多個不同 IC design 放置在同一片 silicon wafer 上。這種共享製造方式顯著降低了每個設計的成本，因為光罩成本、wafer 加工成本和其他固定費用在所有參與者之間分攤。MPW 也常被稱為「shuttle 服務」或「原型 tapeout」。

MPW shuttle service 的成本是多少？

MPW 成本因製程節點和 die 尺寸而差異很大。成熟節點 (180nm-65nm) 小中型設計約 $10,000-$50,000。主流節點 (55nm-28nm) 通常在 $30,000-$150,000 之間。先進節點 (16nm 及以下) 可能從 $100,000 到超過 $500,000。使用我們的線上計算器取得針對您需求的估價。

MPW shuttle 製造需要多長時間？

典型的 MPW 週期從 GDS 提交到 die 交付為 8-16 週。包括光罩組裝、wafer 製造、測試、切割和封裝（如有要求）的時間。先進節點由於加工步驟更複雜通常需要更長時間。請查看 shuttle 日曆了解具體運行時間表。

MPW 和全光罩生產有什麼區別？

在 MPW 中，您與其他設計共享 wafer 空間，取得有限數量的 die（通常 10-100 個 die）。在全光罩生產中，您擁有整個光罩並取得完整的 wafer 批次（25+ 片 wafer，數千個 die）。MPW 適合原型驗證和小批量；全光罩適合批量生產。MPW 成本通常是全光罩的 1/10 到 1/100。

MPW 有哪些可用的製程節點？

MPW shuttle service 涵蓋廣泛的節點：從用於特殊應用的傳統 350nm/250nm，到用於類比/混合訊號的成熟 180nm-65nm，用於均衡效能的主流 55nm-28nm，以及用於高效能數位設計的先進 22nm-7nm。TSMC、SMIC、GlobalFoundries 和 UMC 等主要 foundry 都提供定期 MPW shuttle。

MPW tapeout 可以取得封裝 die 嗎？

是的，大多數 MPW 服務提供封裝選項。您可以收到裸 die（未封裝）進行自行組裝，或要求標準封裝如 QFN、QFP、BGA 或客製封裝。封裝會增加成本和時間，但如果您需要在標準 PCB 上測試 die 或交付給最終客戶則是必要的。

一次 MPW tapeout 能取得多少顆 die？

Die 數量取決於您購買的面積和良率。通常客戶從一次 MPW shuttle 中取得 10-100 顆已知良品 die。如果需要更多 die，可以在同一次運行中購買額外面積，或考慮獨立 wafer tapeout 以取得更高數量。

MPW 適合商業產品嗎？

MPW 主要設計用於原型驗證，但也可以用於小批量商業生產（每年數百到數千顆 die）。對於更高產量，轉向全光罩生產更為經濟。許多公司使用 MPW 進行初始產品發佈和客戶樣品，然後再擴大到批量生產。

• 22nm – 180nm 製程節點
• 混合訊號與數位後端
• MPW 與獨立光罩專案
• ICC 協調與 foundry 提交
• 多角點 signoff
• NDA 保密合作

Discuss Tapeout Scope

如果您正在規劃 tapeout，並面臨類似的設計或時程限制，我們可以協助檢視 design scope，並將 backend execution 與 tapeout 時程對齊。

1. [1]
   TSMC Multi-Project Wafer (MPW) Service

   Taiwan Semiconductor Manufacturing Company
2. [2]
   Europractice IC Service

   IMEC - Europractice
3. [3]
   MOSIS Integrated Circuit Fabrication Service

   USC Information Sciences Institute
4. [4]
   Semiconductor Industry Association Reports

   SIA