上期我们通过X光扫描和精密拆解,揭开了原厂耳机与“某强”顶配在结构设计、元器件布局上的巨大差异。但真正的技术差距,往往藏在肉眼不可见的微观世界。本期,我们将借助聚焦离子束(FIB)和透射电子显微镜(TEM)这两把“纳米级手术刀”,深入芯片内部,从晶体管结构到金属互联层,彻底剖析两者的工艺差距。
聚焦离子束(FIB)——芯片的“纳米级解剖”
原厂芯片:高精度FinFET工艺
先进制程工艺:通过FIB截面分析,确认FIB图像确认原厂芯片采用FinFET先进工艺,具备13层金属互联结构,其中最薄金属厚度控制在≤100nm。
FinFET结构通过增加栅极对沟道的接触面积,显著提升静电控制力,漏电流降低90%以上从而使得待机功耗减少10倍。
“某强”芯片:平面MOSFET工艺局限性
成熟制程工艺:FIB截面成像显示,“某强”采用平面型MosFET架构。尽管工艺微缩使沟道长度进一步缩短,但是由于栅极对沟道的控制能力不足,导致漏电流显著增加,从而导致不必要的电耗以及发热。
透射电子显微镜(TEM)——原子级工艺对决
原厂耳机EDX元素分析
某强耳机EDX元素分析
原厂芯片:FinFET工艺的先进架构
晶体管结构(TEM表征):
- FinFET架构:TEM图像清晰显示原厂芯片的FinFET的架构,原厂的栅极使用的是高介电常数(high-k)材料HfO2介质层。
- 低工作电压(VDD):得益于优化的沟道掺杂分布及高迁移率载流子传输,该芯片可在0.7V超低电压下稳定运行(竞品通常需1.2V),使整体功耗降低,续航提升30%。
- 有序微结构:TEM观测到高度规则的50-80nm重复单元,符合SRAM缓存单元或数字逻辑电路栅极的典型特征,推测为芯片核心运算区域(如CPU/GPU运算模块)。
“某强”芯片:平面MOSFET的传统架构
晶体管结构分析(TEM表征):
- 平面MOSFET工艺:TEM图像显示该芯片仍采用传统平面型MOSFET,栅极结构为多晶硅(poly-Si),并在接触孔(CT)底部及栅极顶部保留Ni-Si合金层以降低接触电阻。
- 制程节点判定:基于最小栅极尺寸测量,推断该芯片采用45nm工艺制程,该技术在国内供应链中已高度成熟,具备低成本、高良率优势。
两种技术路线的并存,反映了消费电子市场的多元化需求:
- 高端市场依赖先进制程迭代,以性能、能效和创新功能驱动溢价。
- 性价比市场依托成熟制程优化,通过供应链整合降低成本,覆盖大众用户。
在行业发展的关键阶段,厂商需持续在技术创新与成本控制之间寻求精妙平衡,以满足不同细分市场的多元化需求。
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