ウエハー1枚あたりのチップ数とは ウエハーの面積とダイサイズで決まる「取れ数」の考え方
ウエハー1枚から取れるチップの数は、ウエハーとチップの面積、端で欠ける分で決まります。直径300mmのウエハーで814平方ミリのダイを並べると、近似の式では約63個になります(計算)。
- 取れ数の目安は「ウエハーの面積÷チップの面積」から、円の端で欠けるチップの分を引いて求めます。
- 直径300mmのウエハーの面積は約7万686平方ミリです(計算)。
- 814平方ミリのダイなら約63個、100平方ミリのダイなら約640個です(いずれも近似の式による計算)。
- インフィニオンは、300mmのウエハーからは200mmの2.3倍のチップが取れると説明しています。
ウエハー1枚あたりのチップ数は、1枚のウエハーの上に何個のチップ(ダイ)を並べられるかを表す数です。業界では「取れ数」とも呼びます。半導体の原価は、ウエハー1枚を処理する費用を、取れた良品の数で割って決まるため、取れ数は原価の出発点になります。
求め方
まず、ウエハーの面積をダイの面積で割ります。ただし、円いウエハーに四角いダイを並べると、端では欠けて使えないダイが出ます。この分を差し引くために、次の近似の式がよく使われます。
取れ数 ≒ π×(直径÷2)²÷ダイの面積 − π×直径÷√(2×ダイの面積)
前の項が面積で割った数、後ろの項が円の周りで欠けるダイの数の目安です。実際には、ダイの間の切りしろ、ウエハーの縁の使えない幅、検査用の回路の場所なども引くため、取れ数はこの式の値より少し減ります。
数字で比べる
直径300mmのウエハーの面積は約7万686平方ミリです(計算)。エヌビディアのGH100のダイは814平方ミリなので、面積だけで割ると約86.8個ですが、端で欠ける分を引くと約63個になります(計算)。端で失う分は約27%です(計算)。100平方ミリのダイなら約640個で、端の損は1割に満たない計算です(計算)。
| ダイの面積 | 300mmのウエハー | 200mmのウエハー | 300mm÷200mm |
|---|---|---|---|
| 100平方ミリ | 約640個 | 約270個 | 約2.4倍 |
| 429平方ミリ(High-NAの1回の露光の範囲) | 約133個 | 約52個 | 約2.6倍 |
| 814平方ミリ(GH100) | 約63個 | 約23個 | 約2.8倍 |
面積だけなら、300mmは200mmの2.25倍です(計算)。大きなウエハーほど端で欠ける割合が小さくなるため、取れ数の差は面積の差より大きくなります。独インフィニオンは2026年10月27日、300mmのGaNの工場の計画を発表した際、300mmのウエハーからは200mmの2.3倍のチップが取れると説明しました。
良品の率と原価
取れ数は、並べられる数の上限です。このうち欠陥のない良品の割合(歩留まり)を掛けた数が、実際に売れるチップの数になります。ダイが大きいほど欠陥に当たる確率が上がり、良品の率は下がります。取れ数の少なさと良品の率の低さが重なるため、大きなダイのチップは原価が高くなります。
世界の出荷を枚数に直すと
業界団体SEMIによると、2026年7〜9月の世界のシリコンウエハーの出荷面積は37億5,600万平方インチで、前年同期比13.4%増えました。300mmのウエハー1枚の面積は約109.6平方インチなので、すべて300mmと仮定すると約3,430万枚分にあたります(計算)。実際の出荷には200mm以下のウエハーも含まれます。
関連する用語
- ダイサイズ:1個のチップの面積。取れ数を決めるもう1つの数字。
- シリコンウエハー:チップを作る土台の円板。今の主流は直径300mm。
- 歩留まり:作ったチップのうち良品の割合。
インフィニオンは、300mmのGaNの量産を2027年末に始める予定です。
この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。
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