1. Yield trong sản xuất bán dẫn là gì?

Trong sản xuất bán dẫn, yield (tỷ lệ sản phẩm tốt) là một trong những chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu quả sản xuất. Yield đo lường phần trăm chip hoạt động đúng chức năng được tạo ra từ một wafer so với tổng số chip lý thuyết. Chẳng hạn, nếu một wafer có thể tạo ra 1.000 die và 950 die vượt qua toàn bộ bài kiểm tra, thì yield được tính là 95%. Con số này phản ánh trực tiếp chất lượng quy trình sản xuất cũng như mức độ kiểm soát lỗi trong nhà máy.

2. Tầm quan trọng của Yield

Yield quan trọng bởi nó tác động trực tiếp đến chi phí và lợi nhuận. Khi yield cao, chi phí phân bổ trên mỗi con chip giảm, giúp hạ giá thành sản xuất. Ngược lại, yield thấp khiến giá vốn tăng mạnh, ảnh hưởng tiêu cực đến biên lợi nhuận gộp (GM). Hơn nữa, yield còn giúp phát hiện sớm các vấn đề trong quy trình công nghệ hoặc trong khâu kiểm thử. Trên thực tế, nhiều dự án sản xuất chip có thể chuyển từ thua lỗ sang có lãi chỉ nhờ cải thiện yield, ngay cả khi thiết kế sản phẩm không thay đổi.

3. Các loại Yield phổ biến

Một số loại Yield thường gặp trong quy trình bao gồm:

• Wafer Sort Yield: tỷ lệ die tốt sau khi kiểm tra ở mức wafer.
• Assembly Yield: tỷ lệ chip tốt sau khi hoàn tất công đoạn đóng gói.
• Final Test Yield: tỷ lệ chip vượt qua bài kiểm tra cuối cùng trước khi giao đến khách hàng.

4. Các biện pháp cải thiện Yield

Để cải thiện yield, các công ty bán dẫn thường áp dụng nhiều biện pháp đồng bộ. Một trong số đó là theo dõi dữ liệu yield chi tiết theo từng lô, từng wafer và từng bước công nghệ, nhằm phát hiện chính xác giai đoạn gây lỗi. Việc phân tích mối liên hệ giữa các lỗi kiểm thử với biến động trong quy trình cũng rất quan trọng để loại bỏ các nguyên nhân hệ thống. Ngoài ra, việc áp dụng SPC (Statistical Process Control) giúp phát hiện sự sai lệch sớm, trong khi phân tích dự đoán (predictive analytics) hỗ trợ dự báo và ngăn chặn rủi ro trước khi ảnh hưởng đến sản xuất quy mô lớn.

5. Ví dụ thực tế về tác động của Yield

Một ví dụ điển hình cho thấy sức mạnh của yield là chỉ với một điều chỉnh nhỏ trong tần suất vệ sinh probe card ở công đoạn wafer sort, một dây chuyền sản xuất đã cải thiện yield thêm 2%. Con số tưởng như nhỏ này giúp tiết kiệm hơn 500.000 USD mỗi tháng. Điều này chứng minh rằng những cải tiến trong kiểm soát quy trình có thể mang lại giá trị kinh tế khổng lồ.

Câu chuyện của Samsung càng nhấn mạnh tầm quan trọng của yield. Trong mảng bộ nhớ DRAM và NAND, yield cao giúp hãng tối ưu chi phí sản xuất và duy trì lợi thế cạnh tranh trước SK hynix và Micron. Tuy nhiên, cuộc đua sản xuất chip tiên tiến với công nghệ 3nm GAA lại là một câu chuyện khác. Samsung từng đặt mục tiêu yield sản xuất ở tiến trình 3 nm GAA vào khoảng 70%, nhưng thực tế lại hoàn toàn khác. Thế hệ đầu tiên (SF3E-3GAE) mới chỉ đạt mức yield từ 50-60%, còn thế hệ thứ hai lại gặp thách thức nghiêm trọng hơn khi chỉ đạt khoảng 20%. Một số nguồn tin thậm chí cho biết Samsung hiện vẫn đang “kẹt” ở mức yield chỉ quanh 50% sau ba năm kể từ khi bắt đầu sản xuất hàng loạt.

Mức yield thấp đã khiến Samsung gặp nhiều bất lợi: mất nhiều hợp đồng lớn, trong đó Qualcomm và Google đều chuyển sang TSMC vì yield ổn định hơn (TSMC thậm chí được cho là có yield trên 90%). Điều này khiến Samsung Foundry liên tục chịu tổn thất nặng nề, vừa về doanh thu vừa về niềm tin từ thị trường. Hãng đã chuyển hướng tập trung hơn vào tiến trình 2 nm, nhưng vẫn phải đương đầu với cả vấn đề kỹ thuật lẫn cạnh tranh.

6. Kết luận

Yield không chỉ là một chỉ số kỹ thuật mà còn là yếu tố quan trọng quyết định lợi nhuận, vị thế cạnh tranh và khả năng duy trì sự hợp tác với khách hàng trong ngành công nghiệp bán dẫn hiện nay.

#yield #sanxuatbandan #chip #congnghe #samsung #tsmc #chatluongsanxuat #kinhtebandan