芯片批次与批号及品控辨析
icHub总编按:本文原稿初发icHub,后在业界广为流传。原稿作者收集了大量原厂关于产品型号及批次和批号的图片,并做出细致的分析。但原稿没有具体区分批次date code和批号lot code,容易误导品控,本次修改稿进一步澄清并完善,以飨读者和广大元器件供应链的从业者。本文美其名曰“辨析”,实在是因为业界极少有类似专文,大量存在的都是本文的原稿转载,有以讹传讹之虞。故此抛砖引玉,切盼业界专家大佬指正。
在大规模生产环境下,尽管芯片制造商都遵循严格的质量管控标准,但在不同时间段或不同地点制造出来的产品仍存在因外部条件(人员、设备、原材料、环境等等)可能的变化而产生品质差异。为便于追溯产品生产情况,厂商通常会在制造完成的成品外包装上标注该产品的生产批次和批号,但不同厂商批次标注方式五花八门,让初入门者困惑。本文以一些国际知名芯片原厂的标识方法举例说明,详解批次的秘密,解除大家的烦恼。
一、芯片的批次date code、批号lot number、批次号lot code
英文中,code可以是字母与数字的组合标识,而number则一定是纯数字标识。芯片的批次与批号不同,批次在英文是date code或缩写D/C,标识了时间信息;批号在英文是lot code或lot number或缩写lot no#,标识了地点或产线信息;而有的原厂,采用lot code批次号,通过字母和数字结合,标识了比批号更丰富的信息。三者均为芯片制造商在产品批量交付芯片原厂前,对同一批产品分配的一个编码,其中批次标注生产时间,批号标注生产线,而批次号会包括封装等更丰富的信息。
批次、批号或批次号编码通常丝印或激光打标在芯片正面或正反两面。芯片在标注批次和批号后,还会标注产地,因为不同产地的关税不同,而且相同产地可能有不同的生产线生产同一款产品。
批次与批号结合,是原厂溯源一个芯片产品的品控关键,是芯片制造商对芯片原厂广泛提供的标准服务。比如,一个芯片的生产日期是2109,表示2021年第9周生产;对应的批号是AM123,表示芯片制造商具体的工厂及生产线。这样一来,如果产品出现品质或一致性问题,可及时召回同产线的其他批次产品,减少损失;还可以对照不同产线制造流程的差异,避免类似问题再次发生,优化和提高芯片产品的一致性。
下图提供了Marvell公司的芯片打标样式,批次date code在倒数第二行,通过YYWW年份周数四个数字标记;批号lot number在倒数第三行;整体批号+批次+封装代码Assembly location code构成批次号,确保了产品的溯源信息。
芯片的品质问题,是原厂、分销商、终端用户共同关注的重要问题。任何芯片供应链的从业者,如果不懂批次和批号,则不容易解决芯片的品控问题。
对原厂来说,一个产品如果出现不一致问题,通过批号结合批次,才能发现究竟是制造商问题,还是产品设计问题。比如,一个产品出现质量问题,归因于相同批号,则大多为制造商问题;如果质量问题的批号不同,则可以怀疑是设计问题。
对芯片分销商来说,大多关注批次,而不关注批号,因为批次不同,价格不同。比如相同产品,一年内的批次肯定比五年的批次价格好。而相同批次的产品,会出现批号不同,但不影响产品的价格,甚至会出现在相同的包装中。
对芯片的终端用户来说,产品出现品质问题,应该关注该产品的批次和批号以及产地。如果问题出现在不同批次,但批号相同,尤其是产地相同,在排除自己终端应用设计和制造的问题后,有理由提出原厂品质投诉,会得到原厂的积极响应;针对这种情况,终端一般都会在向供应商询价时,明确说“XX产地的不能用”。如果问题出现在不同批号,而原厂同一款产品在其他终端应用没问题,则可推敲有分销商的问题了。
简而言之,在芯片供应链中,大多关注批次,除非出现品控问题才会关注批号。不同的原厂,采用不同的批次和批号标注方式,但都大同小异。而对于外行来说,尤其是终端物流收货人员或分销商业务人员,却会看得眼花缭乱。下面我们一步步介绍过来,相信大家会如释重负。
二、正反面标识芯片批次和批号
下图为赛灵思公司(Xilinx)生产的FPGA产品打标样式。除公司Logo及产品系列名称和产品型号外,第二行最后四个数字标识批次D/C,第三行首尾两个字母夹中间7位数字共9个字符标识批次号lot code,但在此批次与批次号分开处理。
芯片的反面如果有管脚,就只能在正面打标全部信息。对于一些正面面积小的芯片,不得不采用缩写的方式。如下图为赛普拉斯(CYPRESS)的芯片打标样式,第1、2行为Logo+型号,第3行是批次和批号,第4行是产地,简单明了。
如果芯片的管脚在侧面,则芯片的正反两面均可打标产品信息,但通常会将重要的打标在正面,次重要的打标在反面。许多小芯片就采用这种方式,如下图为Atmel的产品打标样式,批次在正面,采用通常的YYWW标注;批号在背面,标明了产地和产线。
三、YYWW:四位数字标注芯片批次的生产年份和周数
YYWW是典型的芯片标注批次格式。如上述Xilinx、Cypress、Atmel等,以及下图的Infineon芯片打标,其第二行后四位数字“0525”,表示该产品是2005年第25周出产。
再比如下图为Altera公司的FPGA及CPLD产品批次说明,把整个11字符的编码称为date code,其中四位数字标记YY=年份、WW=工作周数,其他字符包含了批号信息如封装厂A、终测地点X、裸芯、晶圆切割等信息。
四位数字标识批次,方便终端的物流品控辨识,并对贸易商的业务管理很重要。但也有不少芯片,不是采用四位数字标注批次,不过大同小异,都是表达生产年份和周期数。
四、YWW:三位字符标注批次
以下是一些三位字符表达批次的做法。通常第一位数字标识年份末尾数字,再用两位数字标识工作星期数。下图是SPANSION公司批次编码说明,请注意他们用一个数字标记年份末尾,如6=2006;2个数字标记周数;用5个字符如AM123样式标注生产线。这样更是一个节约打标空间的办法。
下图为莱迪斯公司(Lattice)日期编码(含批次信息)的说明,也是一位字符表达生产年份和两位字符表达周期数,合计8个字符,统称Date Code或Lot ID。
美信公司(Maxim)产品打标说明如下图,也是三个字符YWW表示批次中的生产年份和周期数,如927表示2009年27周,“nxx”表达生产批次号lot code。
也有如下图Epson的晶体打标方式,用一个字母标识年份Y,把年份和批号放在一起,称为“year part lot No.”,如F或U表示2006年或者2016年。
五、YX:两位字符标识批次生产年周
芯片的批次标识受限于芯片可供打标的面积,对一些小的芯片,无法打标可供辨识的生产年份和工作周期数,只好采用缩写的办法,用两位字符标识。至今为止,笔者尚未见过一位字符标识批次的,但随着芯片面积越来越小,相信已经出现,希望哪位读者或工程师能补充本文的不足。
下图为TI的一些小芯片的打标信息,Lot-Trace Code里前两位是日期信息,其中9为年代码,7为月代码。
安森美(Onsemi)公司的产品也是一样,因为面积小,无法打标批次及批号全部信息,只好用二位字符标识年周。如下图,KD就表示2007年第4周,LD表示2007年第30周。对外人来说,简直就是密码!
惠普(HP)作为老牌科技公司,也是采用一些奇特的办法标识批次。如射频晶体管打标方式,因为面积实在太小,只好以5年为周期,用一个字符表示年月,比如D代表1999年1月、2004年1月、2009年1月等。这样的编码方式像密码一样,只能专业人士才能明白。
再比如下图为LTC(Linear Technology)的打标样式,第一行为公司Logo和批次D/C,第二行为产品信息,第三行为生产工厂代码“Q”及产线号LOT number3456,仅批次2A就常常会让人摸不着头脑,非常诘聱难懂。
六、被动器件的批次与批号标注
芯片制造商的批次和批号编码规则大量影响了被动器件制造商,构成一致的批次和批号编码规则。如下图为线艺Coilcraft的批次实例,将批次和批号打标在一起,出现在包装标签上,批次101314,为2014年10月13日生产;批号D26424,为生产线编号。
因为被动器件比较便宜,丝印容易涂抹,而激光打标昂贵,因此打标面积小的产品批次信息只能标识在包装标签上,产品表面无足够面积打标,对许多品控管理人员来说,最容易在这里出现假冒伪劣产品。在此,最好的办法就是确保合格供方的供货渠道,或者直接上机检测,除此以外没有更好的办法。
七、芯片的批次和批号管理是科学管理
芯片是人类文明的结晶。一个芯片产品有内在唯一性,通过厂家的logo和产品型号确定唯一的内在属性;也有外在唯一性,通过批次和批号确定唯一的外在属性。芯片的型号,及芯片的批次和批号编码方式,是科学与技术的完美结合。说大了是基督教的字母表文明和伊斯兰教的阿拉伯数字文明的组合,说小了是产品唯一性的确证。
下图为Pericom公司“full date code”说明,包含了工厂代码、裸片版本、生产年份和周数、晶圆厂代码等。在笔者见识过的各类原厂编码中,Pericom的批次号最科学。
芯片的历史也就是五十多年,芯片的型号与批次的编码在这短短五十多年经历了巨大变迁。下表右侧提供了西方国家2000年前芯片批次标识年份和月份的代码,左侧提供了2000年后及至今少数还在应用的芯片批次编码方式。仅仅通过这两个表,大家也可以看出来,即便如今盛行的YYWW批次标识,可能在我们有生之年,也会过时吧。
八、批次在元器件业务和物流分拣中的重要性
芯片产品的特殊性,产生了批次的特殊标识方式。我们行业少见其他产业通用的生产日期标注芯片的方式,尽管少量被动器件会采用,绝大多数都是时间段YYWW的标识,为什么?笔者猜测,这不仅是元器件的生产班次溯源,更多的是元器件生产所使用的原材料溯源,尤其是晶圆本身的产品一致性溯源。这是我们元器件分销更上游的品控问题了,呵呵。
批次是元器件报价的基础。虽然不同的芯片或不同的厂家采用两位或三位字符标注芯片批次,但行业在业务中通用YYWW四个字符标识批次。同样的芯片,如果客户询价标注“XX+”如20+,则表示只要2020年以后的都可以,排除2020年之前时段的产品;如果供货报价标注“2013”,则表示供货批次是2020年第13周生产,能满足客户需求。苛刻的终端客户,会要求所有产品都是最近18个月内出产的;但也有维修类的需求,芯片已经停产,批次不是问题,可能价格更高。
元器件报价出现批次标识“散新”或者“mixed”,业务人员要提高警惕,通常都是批次混杂在一起的。对质量要求高的客户,尽可能避而远之。任何报价,如果明确YYWW批次,可靠性相对高。
元器件的批次辨识,是元器件供应链服务的基础。任何芯片为主的元器件物流服务,必须落实批次管理。物流分拣的收发货和出入库,均产生业务人员对批次辨识的需求。一批芯片收货,采购单要求的是20+,则验收时必须查看芯片正反面的打标,不能简单看送货单,甚至不能简单看外包装的标签,因为供应商可能故意或无意产生错误。同样,一批芯片发货,销售单要求的是2109批次,则出库人员在下架时,必须查看芯片正反面的打标,确认正确批次才能下架,除非这个仓库的芯片仓储已经全面落实了批次管理。
因为客户的频繁需求,一些大的分销商会提供收费服务,确保供货在一个批次或时段之上。但许多供应商都没有类似的专门服务。专业的元器件物流在批次管理要做到全流程,就是收货、入库、出库、发货、品检的每一个环节,都实现批次打标;在收货验收时,严把批次质量关,准确定位批次数据;入库时不合并不同货源的相同产品,区分批次;出库和发货时,产品和订单标签均确保与包装内的产品一致。只有这样,才能为客户严把质量关,为供应商溯源提供扎实的基础。
浅见薄识,在芯片的复杂度面前,沧海一粟。望各位新老朋友添砖加瓦,丰富我们对芯片的认知。