研發線和量產廠差在哪？

研發線（也叫試產線，英文常說 pilot line）是新製程、新產品先做出來的地方；量產廠是把已經做穩的東西，每天大量、一模一樣地做出來的地方。研發線一次只做幾片，一批常拆開試不同的條件，問的是「做不做得出來、壞了是為什麼」；量產廠問的是「每一片都一樣嗎、做得夠多、夠準時嗎」。

研發線是什麼？

一片晶圓要走幾百道步驟，才會變成晶片。這一整串步驟，加上每一步用什麼機台、什麼條件，叫做「製程」（每一區在做什麼，見「晶圓廠七個製程區各在做什麼？」）。

新的一代製程，或要改幾道步驟的新產品，沒有人知道照新條件做會發生什麼事。總要有個地方先試，這就是研發線。它的機台種類齊全，從第一站到最後一站都走得完；但同一種機台常常只有一兩台，壞了沒有備用的。新產品第一次做出來的那幾批叫試產，常常就在這裡做。

電晶體每縮小一代，新的作法也都要先在研發線試出來（見「摩爾定律是什麼？」）。

為什麼不直接在量產廠試？

因為量產廠的機台，每天都排滿了要交給客戶的晶圓。有論文研究過：研發的晶圓放進量產線，如果讓它優先走，要出貨的晶圓就會被拖慢，每天做完的量跟著變少。反過來，研發的晶圓也常被擠到後面，結果遲遲回不來。

所以很多地方另外有一條研發線。也有研發和量產共用大部分機台的做法，比較省錢，但兩邊會搶機台。公開的說法常用「少量多樣」形容試產線：每一種只做一點點，種類卻很多。

研發線上每天在做什麼？

研發線像一間開發新菜的試菜廚房：一次只做幾份，這一份鹽多一點、那一份火大一點，每一份都要嚐。

• 一批拆開做：同一批晶圓分成幾組，每一組只改一個條件，留一組什麼都不改，拿來比，這叫分片實驗。做完一比，就知道那個條件的影響。
• 條件常在變：同一台機台，早上跑的是這個產品的新溫度，下午可能是另一個產品的新材料。
• 量得很多：每一組都要量，常常還把晶圓切開，用顯微鏡看斷面。量得多，才知道差別是從哪一步來的。
• 只走需要的那幾站：要驗證的如果只是其中一段，常常只做那幾站，做出專門的測試結構，叫短流程。站少，結果回來得快。

研發線最在意的是「學得多快」：結果回來得越快，下一輪就越早開始。它也比量產廠能接受大得多的變化。做壞了也有收穫：知道它為什麼壞。

量產廠追的是什麼？

量產廠像每天要出幾千份便當的中央廚房：食譜定了就照做，每一份都要一樣，連換一種醬油都要先試過。

• 大量、重複：一批常常是一整盒晶圓，最多 25 片；同一個步驟有好幾台機台輪流做，一台壞了，還有別台。
• 看的數字不一樣：良率（做出來的晶片，好的佔幾成）、產能（每天能做完多少）、交期（能不能準時交給客戶），還有成本。
• 條件鎖住：每一站用哪一種機台、什麼條件，寫在一份叫 POR 的標準製程裡。要改一個數字，得先證明改了沒事，有時還要重做可靠度測試。業界的公開標準也規定，供應商的產品或製程有重大改變，要事先通知客戶。

	研發線	量產廠
一次做多少	幾片，一批常拆成好幾組	一盒最多 25 片，每天很多盒
同一種機台	常常只有一兩台	好幾台，壞一台還有別台
條件	常在改，就是要試	鎖在 POR 裡，改之前要先驗證
最常問的問題	做得出來嗎？為什麼壞？	每一片都一樣嗎？夠多、夠準時嗎？

新製程怎麼交給量產廠？

研發線做穩了，良率到了目標，可靠度測試也過了，就要把整套東西交給量產廠，這叫技術移轉，常簡稱技轉。交的不只是一份條件，常見的有：

1. 標準製程：每一站的機台和條件，寫成 POR。
2. 規格：每一站量到多少算對，做完之後量電性，數字要落在哪裡。
3. 文件：作業指導書，機台怎麼操作、零件怎麼換，一步一步寫清楚，換一個人照著做也做得出來。
4. 訓練：量產廠的人先到研發線學，看實際怎麼做。
5. 可靠度資料：證明晶片用很久，也不會提早壞。

交出去之前，要過技轉審查，一項一項對。

最難的，常常是機台。同一份條件換一台機台做，結果可能不一樣：零件磨損的程度、機台本身的狀態，每一台都差一點。量產廠一種機台有好幾台，每一台都要調到做出一樣的結果，這叫機台匹配（tool matching）。有的做法是讓量產廠的機台和設定，盡量跟研發線一模一樣；也有人認為量產不必每一步都照原樣，要緊的是做出來的東西一樣。

交出去之後，量產剛開始的良率，通常還要再往上爬一段（見「新聞說的「良率」是什麼？」）。有時可靠度測試還沒跑完，客戶等不及，就先在量產廠投片，叫風險投片，可以讀「投片是什麼？」。

在研發線工作的人做什麼？

• 研發製程工程師：各顧一區，例如蝕刻、黃光或爐管。新步驟要用的條件，是他在那一區的機台上試出來的：試幾組、量結果、看切片，定下一組，最後寫進 POR 的那一格。
• 研發整合工程師：不只顧一區，而是顧整條流程和新產品的第一批貨：實驗怎麼分、做出來能不能交給量產廠。可以讀「研發整合工程師在做什麼？」；量產廠裡顧整條流程的人，見「製程整合工程師（PIE）在做什麼？」。
• 研發線也有設備工程師和技術員。

職稱和分工，每家公司不一樣；上面寫的是常見的分法。

在 fab24hr 裡

fab24hr 的研發線有 8 個位子：研發整合工程師，加上黃光、蝕刻、薄膜、CMP、爐管、植入、清洗七區的研發製程工程師。按「進廠」、選「打工人的一天」，在「今天你是」卡片上點「研發線」，左右滑到那個工作；研發製程工程師，在名字下面再點一區。蝕刻那一區的早班，新步驟只有 ETCH-R1 一台做得了，它偏偏當機了；晚班，明天就要把標準製程交給量產廠，POR 還剩最後一格要你簽。爐管那一區的晚班，量產廠的爐管跑了一爐研發線的條件，數字一樣，厚度卻對不上。主線「晶片的一生」第 1 到 5 章也在研發線：從投片前一天決定第一批 12 片怎麼分，到技轉審查前一晚的八項清單。遊戲裡的公司、產品、人物、機台編號和時間表都是虛構的；研發線和量產廠差在哪、技轉要交什麼，照公開的一般資料寫，實際的做法每家公司不一樣。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話，白話解釋」查。