下線（tape-out）是什麼？晶片設計交出去之後，發生什麼事

下線（英文 tape-out，也寫 tapeout）是晶片設計做完、檢查過，把最後的設計檔交出去做光罩的那一刻。光罩是印電路用的「底片」；有了它，晶圓廠才能把電路一層一層做到晶圓上。下線之後還想改設計，就得重做光罩：又貴、又要多等好幾個月。所以對設計晶片的人來說，下線是整個專案最要緊的一天。也有人叫它「流片」。

「下線」在日常也有別的意思，例如上網的人登出，或新車做好、從生產線開下來。這篇講的是晶片設計的下線。

為什麼叫 tape-out？

常見的說法是：早年最後的設計檔存在紙帶上，後來是一捲一捲的磁帶，交出去，名字就留了下來。也有人說，更早以前，光罩的放大圖是用黑色膠帶在透明片上一條一條貼出來的。兩種說法都有人講；現在早就是用電腦傳檔案了，名字沒改。

下線排在晶片的一生的哪裡？

一顆晶片大致這樣走：設計 → 下線 → 做光罩 → 投片，在晶圓廠做好幾個月 → 封裝、測試 → 出貨。下線就是設計和製造交接的那一條線：在這之前，晶片只存在電腦裡；在這之後，它才開始變成真的東西。

設計怎麼一步一步走到下線，見「晶片是怎麼設計出來的？」；設計公司怎麼跟晶圓廠談、怎麼交接，見「IC 設計公司怎麼跟晶圓廠合作？」。

下線前後，一步一步發生什麼事？

第 1 步：最後的檢查與簽核

• 做什麼：用設計晶片的專門軟體（EDA 是什麼？）把整份設計再查一遍：圖形有沒有違反晶圓廠的規則、畫出來的跟原本的電路是不是同一個、訊號來不來得及跑到。功能也要驗證過（晶片驗證是什麼？）。全部過了，負責的人確認放行，這一關叫簽核（sign-off）。
• 為什麼：下線之後，設計就定了，不能再隨手改。
• 不這樣會怎樣：漏掉一個錯，要等好幾個月晶片回來才發現，只能重做光罩。

第 2 步：交出設計檔

• 做什麼：把每一層的圖形整理成檔案交出去。每一層的圖形疊在一起的那一整套，叫版圖；之後每一層至少要做一片光罩。
• 為什麼：光罩是照這份檔案做的；之後晶圓上印出來的每一層圖案，都從它來。
• 不這樣會怎樣：少交一層，或交錯版本，做出來的光罩就跟檢查過的設計不一樣。

第 3 步：把圖形改成「印得出來」的樣子

• 做什麼：最細的那些層，圖先用電腦改過，叫 OPC（光學鄰近修正）。
• 為什麼：晶片上的線比曝光用的光的波長還細，照原樣印，角會變圓、線端會縮短。
• 不這樣會怎樣：印出來跟設計對不上，該接的接不上。見「OPC 是什麼？」。

第 4 步：做光罩

• 做什麼：光罩廠照修正好的圖，一片一片寫出光罩，再檢查、修補。每一層至少一片，一整套常有幾十片。
• 為什麼：晶圓上的圖案，是曝光機讓光穿過光罩、縮小之後印上去的。
• 不這樣會怎樣：光罩上留著一個缺陷，就會印在每一片晶圓上。見「光罩是什麼？」。

第 5 步：投片

• 做什麼：光罩到了，晶圓廠把第一批晶圓放上生產線，叫投片。新晶片最早的幾批是試產。
• 為什麼：下線交出去的是設計；投片之後，晶圓才真的開始做。先做出來，才知道設計和工廠的作法合不合。
• 不這樣會怎樣：不先試產就大量生產，萬一設計有錯，整批都白做。下線和投片差在哪，見「投片是什麼？」。

第 6 步：等幾個月，晶片回來

• 做什麼：晶圓一站一站走過幾百道步驟；做完之後，多半還要切開、封裝，第一批晶片才回到設計的人手上。
• 為什麼：晶片是一層一層做的，每一站都要排隊等機台；業界常說，光是在晶圓廠就平均三個月左右（一片晶圓要做多久？）。
• 想催快會怎樣：就算每一站都優先、少排一點隊，幾百道步驟一道也省不掉；所以下線那一天，差不多就決定了第一顆晶片什麼時候到。

第 7 步：測試，有錯就再下線一次

• 做什麼：把晶片接上測試機和電路板，一項一項看它是不是照規格動（晶片怎麼測試？）。
• 為什麼：電腦裡模擬得再多，也不完全等於真的做出來的晶片。
• 不這樣會怎樣：問題會留到使用的人手上才被發現。測出錯，就改設計、再下線一次，叫改版；一般的說法是，很多晶片要改過好幾版。

為什麼下線是大事？

因為光罩一做好，上面的圖就不能改了；要改，只能重做。重做一次，兩樣東西一起賠進去：

• 錢：一整套光罩幾十片，每一片都要畫得極細，一個缺陷都不能留，很貴（晶片為什麼這麼貴？）。
• 時間：等新的光罩做好，晶圓也要從第一站重新走，又是好幾個月。

所以下線之前，設計團隊寧可多查幾遍；下線那一天，也常是團隊會慶祝一下的日子。也因為光罩貴，學校做研究，或只需要少量晶片的設計，常跟別的設計拼在同一套光罩上，一起下線、做在同一批晶圓上，分攤費用，叫多專案晶圓（MPW）。

小錯也要整套重來嗎？

不一定。晶片最底下是電晶體，上面是一層一層的導線（晶片裡的導線怎麼做？）。做電晶體的那幾層，圖案最細，光罩也最貴。

所以很多設計在下線前，會先在晶片各處放一些還沒用上的備用小電路。下線後發現小錯，就只改電晶體上面那些導線怎麼連，把備用的電路接進來：底下的光罩照樣用，只重做有改到的那幾片導線層光罩，比整套重來便宜。不過這樣能補的錯有限，改得太多，還是得整套重做。

在 fab24hr 裡

遊戲裡沒有設計晶片的位子；主線「晶片的一生」從下線之後開始。第一次玩主線，會先看到序章「下線」：時間往前倒半年，一家做助聽器的小公司第一次自己設計的晶片「螢火」，設計做完、檢查過，交給晶圓廠，做成一套光罩。圖鑑「晶片的一生」那一頁的晶片履歷，第一格也是「下線」；走完終章，最後那張卡片上的時間線，同樣從「下線」開始。

第 1 章「12 片怎麼分」是投片前一天，你是研發線的研發整合工程師，要決定第一批 12 片怎麼分。第 3 章「壞的形狀」在投片後一兩個月，下一版光罩下週定案：你要決定要不要在晶片裡留兩格自己的測試鍵，可是晶片的面積是客戶的。

遊戲裡的公司、晶片和人物都是虛構的；下線是什麼、前後有哪些步驟，照公開的一般資料寫，每家公司的做法不一樣。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話，白話解釋」查。