研發整合工程師在做什麼？新晶片的第一批怎麼帶

研發整合工程師，是新產品在研發線上的負責人：第一批晶圓怎麼分、做出來的晶片對不對、什麼時候可以交給量產廠，都要由他來回答。它是製程整合工程師（PIE）的一種，職稱各家不同，也可能寫成「製程整合研發工程師」，英文常說 R&D process integration engineer。量產廠那一邊的整合，顧的是在量產廠裡大量生產的貨（見「製程整合工程師（PIE）在做什麼？」）；研發這一邊顧的，是新晶片第一次做出來的那幾批。

研發這一邊的整合，跟量產廠差在哪？

最大的差別是：研發這一邊，每件事都是第一次做。研發線是新製程、新產品先做出來的地方：機台種類齊全，但同一種的台數不多；每次只做幾片，條件可以大幅改。量產廠要的，是一直做出大量、一模一樣的東西。

可以想成餐廳開新菜。研發線像試菜的廚房，一次做一兩盤，鹽多一點、火小一點，試到對為止；量產廠像中央廚房，照著定好的食譜，每天做出一樣的味道。研發整合工程師，就是帶著新菜從試菜走到菜單上的人。

新產品第一次做出來的那幾批，叫試產。研發線和量產廠還有哪些不一樣，可以讀「研發線和量產廠差在哪？」。

第一批只有幾片，為什麼還要「分」？

因為第一批要回答很多問題，晶圓卻不多。常用的辦法是分片實驗：同一批晶圓分成幾組，每一組只改一個條件，其他都一樣；另外留一組什麼都不改，當對照組。做完一比，就看得出那個條件的影響。

像烤餅乾：同一團麵分三盤，一盤多烤兩分鐘、一盤少烤兩分鐘、一盤照食譜，一比就知道烤多久的影響。

片數少，每一片都要算：

• 一組只放一片，那片剛好出事，就分不出是條件的關係，還是那一片運氣不好。
• 有人想先拿一片跑在前面試新步驟，有人想留一片切開看斷面；切過的那一片就不能再用了。
• 條件一多，一次只改一樣太慢；這時可以用統計上的「實驗設計」，把幾個條件一起排，用比較少的片子看出每一個的效果。

所以分片表常常要開會才定得下來，負責人決定給誰、少了哪一格。

「角落」是什麼？為什麼要故意把晶圓做偏？

同一張設計圖，工廠做出來一定有一點偏差：有的電晶體快一點，有的慢一點。設計的人要知道，晶片在最偏的時候還能不能動。所以分片時，會故意把幾片做偏，這幾種偏法叫角落（英文 corner）。

晶片裡有兩種電晶體，N 型和 P 型。中間值叫 TT；兩種都偏快是 FF，都偏慢是 SS；一快一慢是 SF、FS。兩種一起偏快或偏慢，多半只影響晶片跑多快；一快一慢比較麻煩，兩種電晶體步調對不上，有些電路可能直接出錯。

像做一張椅子，最輕和最重的人都要坐過，不能只讓體重平均的人試坐。哪一個角落最要緊，看產品而定：例如靠一顆小電池撐很久的產品，最怕待機時的漏電，而偏快的電晶體最漏，FF 那一角就不能省。

做出來之後，先看什麼？

電性多半要等晶圓整片做完才量得到，離投片常常已經好幾週。結果回來，先看兩樣：

• WAT：用探針量晶圓上專門留給量測的小結構，叫測試鍵，大多放在晶片和晶片之間的切割道上。量的是電晶體在多少電壓開始導通、電阻多大、漏電多少。這叫 WAT，常是最早發現整批做偏的地方之一。
• 晶圓圖：接著用針測把每一顆晶片都測一次，照位置畫成晶圓圖。壞的排成什麼形狀，常常就是線索：排成邊緣一圈，要查晶圓邊緣跟中間做得哪裡不一樣；每一個曝光的格子都壞在同一個位置，問題常跟著光罩走；一道弧線，常是刮傷留下的；散得沒有規律，比較像隨機落下的微粒。WAT 和針測差在哪，可以讀「晶片怎麼測試？」。

有一個習慣很重要：先懷疑量測，再懷疑製程。量測用的探針卡針尖髒了，數字也會偏，看起來就像製程出了問題。

研發這一邊還多一件事：找到的問題，都要變成下一批的條件。哪一組要再跑一次、下一版光罩要不要多留幾個測試鍵，常在這時候決定；光罩定了就不好改。

交給量產廠之前，要對哪些清單？

新製程做穩了、新產品的良率到了目標，就要整套交給量產廠。交出去之前，有一場技轉審查：條件、機台設定、作業指導書、訓練、可靠度，一項一項對。

像房子交屋前的點交：鑰匙幾把、水電錶幾度、哪裡還要修，都寫清楚。清單上寫「好了」的，要拿得出東西；還沒好的，要說得出還差多少。常見的幾項：

1. 標準製程：每一站用哪一種機台、什麼條件，寫成量產照著做的那一份，叫 POR。鎖定之後，要改任何一個數字都要走變更程序；業界也有公開的標準，管改製程時怎麼通知客戶。
2. 作業指導書與訓練：量產廠照著做的人，不一定來研發線學過，所以每一步都要寫到別人看得懂。
3. 可靠度：常見的一項是 HTOL，讓晶片在高溫、加電壓下連續跑 1000 小時，大約六個星期，看會不會提早壞。常見的標準是三批、每批 77 顆，一顆都不能壞。

可靠度還沒跑完，客戶卻趕著要貨，就會遇到要不要風險投片的問題：先在量產廠投片，過了，客戶早一點拿到貨；沒過，那幾批可能整批報廢（見「投片是什麼？」）。研發整合工程師常要把兩邊的代價講清楚，再給出自己的建議。

每家公司都這樣分嗎？

不一定。職稱和分工每家公司不一樣：有的公司研發和量產各有一群整合工程師，有的由同一群人從頭帶到尾；名字也可能叫技術開發、新產品導入。上面寫的是常見的做法。

在 fab24hr 裡

在 fab24hr，按「進廠」、選「打工人的一天」，在「今天你是」卡片上點「研發線」、左右滑到研發整合工程師。四個班是客戶的助聽器晶片「螢火」不同的日子：早班在投片前一天，分片會議上 12 片晶圓三個人要，你來分；深夜班在投片後第六天，剛洗完的 12 片，下一站的爐管當機了，Q-time 剩 90 分鐘；午班在一兩個月後，WAT 一項不合格、三張晶圓圖，還要決定下一版光罩留不留自己的測試鍵；晚班在大約四個月後，技轉審查前一晚對清單，客戶想提早兩週。

主線「晶片的一生」第 1 章「12 片怎麼分」、第 3 章「壞的形狀」、第 4 章「提早兩週」，主角就是研發整合工程師；第 2 章「一站一站」，同一個人跟著那 12 片走過七個製程區。遊戲裡的公司、產品、人物、批號、機台和數字都是虛構的；研發整合工程師在做什麼，照公開的一般資料寫，實際的分工每家公司不一樣。