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良率怎么算?芯片厂天天挂嘴边的百分比,公式和算法一次讲清

良率怎么算?芯片厂里天天挂嘴边的那个百分比,公式和算法一次讲清

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在芯片厂,良率是唯一一个所有部门都在看、但十个部门有十种算法的数字。

工艺说今天良率 92%,品质说 88%,厂长报表上是 85%。三个数都没错,但口径不一样。搞清楚良率怎么算,先搞清楚你站在哪个环节说话。

一、最基础的公式:片良率

片良率 = 良品晶圆数 ÷ 投片晶圆数 × 100%

投 100 片,出货 88 片,片良率 88%。这是厂长看的数。

但它有个隐藏问题:一片晶圆上是几十万个 die(颗粒),片的良率高不代表颗颗都好。 所以还要往下看一层。

二、往下钻一层:die 良率

die 良率 = 良品 die 数 ÷ 总 die 数 × 100%

一片 12 寸晶圆切 3 万颗 die,测试后 27000 颗通过,die 良率 90%。PL 测试后每颗 die 会标 PASS/FAIL,画在晶圆图上就是 Wafer Map——边缘挂一圈通常是边缘效应,中间随机散点是颗粒缺陷,连成一条线的坏点十有八九是某台设备的 scan issue。

这是良率分析里最值钱的动作:从坏点的分布形状反推问题设备。我有一次看到连续三片晶圆的坏点都集中在固定 X 坐标上,追下去是那个位置的 probe card 卡了一粒碎屑,换卡当班恢复,良率回来 3 个点。

三、整线累乘:累积良率

芯片几百道工序,每一道都有自己的合格率:

累积良率 = Y1 × Y2 × Y3 × … × Yn

500 道工序、每道良率 99.9%,听起来很高?0.999 的 500 次方 ≈ 60.6%。这就是为什么良率工程抓的都是「九」后面那一位——单道工序掉 0.5 个点,全线可能掉一半。

反过来这也是良率损失分解的价值:别盯着总良率焦虑,把损失按工序层、站点拆开,看钱漏在哪一格。我们用的分解口径是「层损失 = 该层进出站片数差 ÷ 进站片数」,每天自动跑一遍报表,哪层掉的多一目了然。

四、常被搞混的三个「率」

  • 良率(Yield):产品本身的合格比例
  • 直通率(FPY, First Pass Yield):一次通过、不返工的比例。返工后合格的算良率、不算直通率
  • 产出率(Output Rate):出货数 ÷ 投入数,含物料损耗口径

审厂最常被问的是直通率,因为它暴露「靠返工把良率做上去」的问题。良率 95%、直通率只有 82%,等于每 5 片就有 1 片在产线上白跑一圈。

五、想提升良率,先回答三个问题

  1. 损失在哪一层?(按层按站分解,不许拍脑袋)
  2. 坏点是什么形状?(Wafer Map 分布 → 定位设备/物料嫌疑)
  3. 是批次性的还是散点的?(连号晶圆同时掉 → 查共同机台和批次物料)

三个问题答不出来,任何「良率改善专项」都是在玄学打转。

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按这套口径做了一张《良率损失自动分解表》,导入进出站数据自动按层拆账,配套 20 个良率分析小工具(含 Wafer Map 渲染),有需要的留言。

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