Bir Wafer'ın 3 Ayı

Aşama 1: TSMC 28 nm CMOS substrate (4 hafta).

Müşteri (SIDRA): tape-out dosyası (GDS-II format) → TSMC → wafer üretim.

• 200 mm wafer, 38 die layout.
• 28 nm prosesle CMOS taban: transistörler, M1-M2 metal.
• Multi-Project Wafer (MPW): SIDRA wafer’ı diğer müşterilerle paylaşır → ucuz.

Çıktı: “bare-CMOS” wafer, partikül-clean.

Maliyet: $1000-5000/wafer (MPW shared).

Aşama 2: UNAM BEOL (3 hafta).

Wafer UNAM atölyesine gelir (uçak kargo, özel kasada). Atölyede:

Hafta 5:

• Wafer giriş test + temizlik.
• M3 metal layer.
• Memristör BEOL: ALD HfO₂ (2 µm aktif alan).

Hafta 6:

• DUV litografi (memristör pattern).
• ICP-RIE etch.
• CMP planarizasyon.

Hafta 7:

• M4 metal (BL).
• M5-M20 üst metal katmanlar.
• Pad opening.

Çıktı: tam SIDRA Y1 wafer (substrate + BEOL).

Aşama 3: Wafer test (1 hafta).

Probe card ile her die test (Modül 6.9):

• DC test.
• Crossbar reference.
• Memori test.

Failed die işaretlenir. Yield: %75 → 28 iyi die / wafer.

ASELSAN’ın test laboratuvarı kullanılabilir (Türkiye’de).

Aşama 4: Dicing (2 gün).

Wafer kesilir → tek tek die. Diamond saw veya laser. UNAM yapabilir.

Aşama 5: Paketleme (2 hafta).

Die’lar Tayvan Amkor/ASE’ye gider. FC-BGA (Modül 5.13):

• Wafer bumping.
• Flip-chip die-to-substrate.
• Underfill.
• Heat spreader.

Yield: %95 → 26-27 paketli çip / wafer.

Aşama 6: Final test (1 hafta).

Her paketli çip system test:

• PCIe enumeration.
• Tam crossbar test.
• Termal stres.
• AI benchmark (MNIST).

Yield: %95 → 25 sevkiyat-hazır çip / wafer.

Sevkiyat: kasa + dokümantasyon + sertifika.

Süre-kritik adımlar:

Adım	Süre	Bottleneck
TSMC	4 hafta	Tedarikçi schedule (3-6 ay queue)
UNAM ALD	2 saat × 3 katman	Reactor sayısı
Litografi	1 saat × 4 maske	DUV yavaş tek wafer
Etch	1 saat × 4 katman	RIE chamber
CMP	1 saat × 5 katman	CMP istasyon
Test	30 sn × 38 die = 20 dk	Probe card hızı
Paketleme	2 hafta	Tayvan lojistik

Tek wafer toplam: 3 ay. Paralel work in progress (WIP) çoklu wafer aynı anda → günlük çıktı 1-2 wafer.

Hızlandırma:

• ALD reactor 2× → ALD süresi yarıya.
• Yerli paketleme (Türkiye’de mini-fab) → 2 hafta lojistik kazanır.
• Yerli TSMC alternatifi (yok şu an) → 4 hafta yerine in-house.

Y10 mini-fab tüm akışı 6 haftaya indirir (2× hız).

WIP yönetimi:

Atölye sürekli çalışır. Her hafta 5 wafer girer (TSMC’den), 5 wafer çıkar (sevkiyata). 12 hafta ileri görüş.

Pipeline: 60 wafer her an in-progress. Her wafer farklı aşamada.

Üretim planlama:

class WaferPlanner:
    def schedule(self, target_chips):
        wafers_needed = target_chips / 25  # final yield
        # TSMC sipariş
        order_tsmc(wafers_needed, lead_time_weeks=4+queue_weeks)
        # UNAM kapasite reserve
        reserve_workshop(wafers_needed, weeks=3)
        # Paketleme sipariş
        order_amkor(wafers_needed, lead_time_weeks=2)

Maliyet özet:

Per chip:

• TSMC wafer share: $40 (1000/25).
• UNAM BEOL: $20.
• Test: $10.
• Paketleme: $30.
• Lojistik: $5.
• Margin: $50.
• Müşteriye fiyat: ~$155-250.