Fréquemment, nous abordons le sujet du chip binning dans nos publications. Certaines personnes pensent que cette pratique est une façon peu scrupuleuse de vendre des puces imparfaites à des prix élevés. Cependant, le chip binning dépasse largement cette idée reçue. Il constitue une stratégie cruciale pour les fabricants de puces, leur permettant de différencier leurs produits et d’offrir à la fois des articles haut de gamme et des options plus abordables.
La fabrication de puces : un processus de précision
Pour mieux comprendre ce sujet, il est important de saisir les bases de la fabrication d’une puce. Lorsqu’une entreprise souhaite produire une puce, elle commence par créer un masque, qui est en fait le design de la puce. Un système sur puce (SoC) moderne inclut divers éléments tels que des cœurs de processeur (CPU), des cœurs graphiques (GPU), ainsi que d’autres composants nécessaires comme des gestionnaires pour l’USB et la mémoire. Ce masque est utilisé pour produire la puce, généralement de forme rectangulaire, sur un disque de silicium appelé wafer. Ce terme, qui signifie gaufrette en anglais, fait référence à l’apparence du disque.
Dans le domaine, on mesure le yield ou rendement, qui représente le nombre de puces fonctionnelles obtenues à partir d’un seul wafer. Bien que les détails précis soient souvent gardés secrets par les fabricants, on considère qu’un rendement de 60 % est le minimum acceptable pour une production de masse, et qu’un rendement plus élevé est économiquement préférable. Prenons un exemple : un wafer coûtant 20 000 $ peut permettre de produire environ 750 puces de 90 mm², ce qui revient à un coût de 26 $ par puce (hors coûts de recherche et développement). Si le rendement n’est que de 60 %, environ 450 puces sont récupérables, faisant grimper le coût unitaire à 44 $, car le prix du wafer reste inchangé.
Pour minimiser les pertes, les fabricants travaillent à optimiser leurs puces, ce qui peut inclure plusieurs révisions d’un même composant. Ils pratiquent également le chip binning, qui est le cœur de notre discussion. Le principe est relativement simple : les imperfections peuvent être isolées à certains transistors défectueux ou à une partie spécifique de la puce. Si, par exemple, votre design de puce inclut cinq cœurs GPU et qu’un est défectueux, il est possible de vendre la puce comme un modèle à quatre cœurs.
Cette méthode n’est pas une solution miracle. Elle exige que les défauts soient localisés dans des zones qui peuvent être désactivées (comme un cœur CPU ou GPU), mais elle permet d’augmenter artificiellement le rendement. Dans notre exemple, si 10 % des puces peuvent être récupérées par ce procédé, le rendement augmente à 70 %, ce qui donne 525 puces utilisables et réduit le coût à 38 $ par unité. Le chip binning n’est pas sans compromis, mais il aide à réduire les pertes.