Die (Halbleitertechnik)

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Die (engl. [daɪ] „Würfel, Plättchen“, Plural: dice [daɪs]) ist in der Halbleitertechnik die Bezeichnung eines einzelnen ungehäusten Halbleiterchips. Ein Die wird üblicherweise durch Sägen eines fertig verarbeiteten Wafers gewonnen.

Als Known Good Die (KGD) bezeichnet man ein entsprechend den Vorgaben getestetes und als gut befundenes Halbleiterplättchen, welches je nach Produkt ein einzelnes Bauelement, z. B. einen Transistor, oder auch eine komplexe Schaltung wie einen Mikroprozessor enthalten kann.

Das Verhältnis von brauchbaren zur Gesamtzahl aller auf einem Wafer vorhandenen Dice wird als Die Yield (Yield: Ausbeute) bezeichnet und ist eine wichtige Kennzahl zur Beurteilung des Fertigungsprozesses und der Wirtschaftlichkeit einer Produktionslinie.

Im Zuge der fortschreitenden Integration werden immer mehr Baugruppen, die zuvor als einzelne Chips nebeneinander auf einer Platine angebracht wurden, in einem „größeren“ Chip vereint. Mit größer ist dabei die Anzahl der Schaltungen auf dem Die gemeint, da die absolute Größe durch fortschreitende Verfeinerung des Fertigungsprozesses abnehmen kann. So werden mittlerweile auf Dice mit ca. einem Quadratzentimeter Fläche mehrere zehn Millionen Transistoren für CPUs oder Speicherbausteine untergebracht.

Eine Kombination von zwei sich ergänzenden Baugruppen, wie z. B. CPU und Cache auf einem Chip lässt sich mit dem Begriff „on-Die“ umschreiben: Die CPU hat den Cache „on-Die“, also direkt auf dem gleichen Chip, was den Datenaustausch deutlich beschleunigt.

Mit der Weiterverarbeitung der Dies - Gehäusung und Integration in die schaltungstechnische Umgebung - beschäftigt sich die Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT, engl. Packaging).

[Bearbeiten] Etymologie

Die Bezeichnung „die“ rührt vom Küchenenglisch her: „slice and dice“ bedeutet – z. B. eine Gurke – „erst in Scheiben schneiden und dann hacken“. Dementsprechend beginnt man bei der Herstellung von ICs mit einem – gurkenähnlichen – Siliziumbarren, dieser wird dann „in Scheiben geschnitten“ – daraus entstehen die „wafer“ = „Waffeln“ – und dann „zerhackt“ – daraus entstehen dann die „dice“ = „Würfel“. Da die Wafer sehr dünn sind, sehen die „dice“ allerdings nicht würfelförmig aus, sondern entsprechen in ihrer Form sehr flachen Quadern.

Anmerkung: Im konstruktionstechnischen Zusammenhang steht der englische Begriff „die“ für ein Gesenk- oder Schmiedestück, d. h. ein Gegenstand mit einer ihm aufgeprägten Struktur.