澳洲達爾文大學環境與生命科學博士Christopher Tracy正在進行澳大利亞綠樹蛙遙測工作，他將約兩公分長的傳輸晶片用外科手術放進青蛙的腹腔，不過大約幾個星期以前，他跟研究夥伴發現傳輸晶片都掉落在野外，但並沒有青蛙被吃掉或是因為其他外力而使晶片被取出的跡象。於是她們找到還感應得到的青蛙，卻發現體內的晶片已經跑到膀胱裡頭去了。這就奇怪了，於是研究小組再把小珠子放進五隻青蛙的腹腔，23天以內，全部都排了出來。接著他們拿澳洲人最頭痛的外來物種甘蔗蟾蜍來試驗，也發現五隻蟾蜍裡頭有四隻腹腔內的小珠子被移轉到膀胱，剩下一隻則透過膀胱排了出來。科學家認為這可能是青蛙蟾蜍等皮膚薄，進食又不咀嚼的兩棲生物，為了排出身體裡頭的異物而發展出來的能力。Tracy將這個發現發表在英國皇家學會期刊生物學快報(Royal Society journal Biology Letters)，告誡其他青蛙研究者：要是使用遙測技術監測青蛙，發現晶片不在體內，可不代表青蛙已經死了。
當晶片結構內部有問題，想要進行切片觀察，但方式有好幾種，該如何針對樣品的屬性，選擇正確分析手法呢？
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IC 設計後，在進行後續的產品功能性測試、可靠度測試（Reliability Test）或故障分析除錯（Failure Analysis & Debug）前，必須對待測試的樣品先做樣品製備（Sample preparation），透過 IC 切片方式，進行斷面／橫截面觀察（Cross-section）。此步驟在確認晶片內的金屬接線、晶片各層之間結構（Structure）、錫球接合（Solder Joint）、封裝打線（Wire Bonding）和元件（Device）異常等各種可疑缺陷（Defect），扮演相當關鍵性重要角色。
然而觀察截面的方式有好多種，有傳統機械研磨（Grinding）方式，透過機械手法拋光（Polish）至所需觀察的該層位置；或是透過離子束（Ion Beam）方式來進行切削（Milling）；那麼，每一種分析手法到底有那些優勢呢？又該如何選擇哪一種切片手法，才能符合工程師想要觀察的樣品型態呢？本文將帶來四大分析手法，從針對尺寸極小的目標觀測區（如奈米等級的先進製程缺陷），或是大面積結構觀察（如微米等級的矽穿孔 TSV），幫大家快速找到適合的分析手法，進行斷面／橫截面觀察更得心應手！
傳統機械研磨最大優勢，是可以達到大面積的觀察範圍（<15cm 皆可），跨越整顆晶粒（Die），甚至是封裝品（Package），當需要檢視全面性結構的堆疊或是尺寸量測等等，就適合使用 Grinding 手法（如下圖）。這個手法可透過機械切割、冷埋、研磨、拋光四步驟置備樣品到所需觀察的位置。
不過傳統研磨也有兩項弱點，除了有機械應力容易產生結構損壞，如變形、刮痕外，此項操作也非常需要依靠操作人員的執行經驗，經驗不足者，恐導致研磨過頭而誤傷到目標觀測區，影響後續分析。
相較於傳統機械研磨（Grinding），Cross-section Polisher（簡稱 CP）的優點在於，是利用離子束做最後的精細切削（Fine milling），可以減低多餘的人為損傷，避免傳統研磨機械應力產生的結構損壞。除了切片外，CP 還有另一延伸應用，就是針對樣品進行表面微蝕刻，能夠解決研磨後造成的金屬延展或變形問題。因此，若是想觀察金屬堆疊型之結構、介金屬化合物 Intermetallic Compound（IMC），CP 是非常適合的分析手法。
CP 的手法，是先利用研磨（Grinding）將樣品磨至目標區前，再使用氬離子 Ar+，切削至目標觀測區，此做法不僅能有效縮短分析時間，後續再搭配掃描式電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，簡稱 SEM）進行拍攝，將能夠呈現較為清晰的層次邊界。
案例一的待測樣品為 BGA 封裝形式，目標是針對特定的錫球（Solder bump）進行分析。透過 CP，可在 1 小時內完成 1mm 範圍的面積切片。後續搭配 SEM 分析，即可清楚呈現錫球表面材料的分布情況。
下圖是案例中的 SEM 影像，圖（a）是 CP 後的樣品截面，可將整顆 bump 完整呈現。圖（b）是用傳統機械研磨（Grinding）完成之 BGA，雖然可以看到 bump 的介金屬化合物（IMC），但因研磨延展無法完整呈現。而圖（c）是用 CP 完成之 BGA，bump 下方的IMC對比清晰，可清楚看到材料對比的差異。
常見的 PCB 板疊孔結構中，若盲孔（Blind Via Hole，簡稱 BVH）與銅層（Cu layer）之間的結合力較弱時，在製程後期的熱處理過程中，容易導致盲孔與銅層拉扯出裂縫（Crack），造成阻值不穩定等異常情形。一般常見是透過傳統機械研磨（Grinding）來檢測此類問題，但這種處理方式往往會造成銅延展變形而影響判斷。我們可以使用 CP 針對 BVH 結構進行 CP milling，有效解決問題，並且處理範圍可達 10mm 以上之寬度。
在 3D-IC 半導體製程技術中，如果擔心研磨（Grinding）在去層（Delayer or Deprocess）過程傷到目標區，或是擔心樣品研磨時均勻性不佳，會影響到觀察重點，這時就可考慮用電漿聚焦離子束顯微鏡（Plasma FIB，簡稱 PFIB）分析手法！
PFIB 結合了電漿離子蝕刻加工與 SEM 觀察功能，適用於分析範圍在 50-500 µm 的距離內，可進行截面分析與去層觀察，並針對特定區域能邊切邊觀察，有效避免因盲目切削而誤傷到目標區的狀況，確保異常結構或特定觀察結構的完整性。（閱讀更多：先進製程晶片局部去層找 Defect 可用何種工具）
結合鎵離子束與 SEM 的雙束聚焦離子顯微鏡（Dual Beam FIB，簡稱 DB-FIB），可針對樣品中的微細結構進行奈米尺度的定位及觀察，適用於分析範圍在 50µm 以下的結構或異常區域。同時，DB-FIB 還能進行能量散佈 X-ray 能譜儀（Energy Dispersive X-ray Spectroscopy，簡稱 EDX）分析及電子背向散射（Electron Backscatter Diffraction，簡稱 EBSD），以獲得目標區域的成分與晶體結構相關資訊。
此外，當觀察的異常區域或結構過於微小，用 SEM 無法得到足夠資訊時，DB-FIB 也可以執行穿透式電子顯微鏡（Transmission Electron Microscope，簡稱 TEM）的試片製備，後續可供 TEM 進行更高解析度的分析。
若想更認識各種工具的應用，歡迎來信索取宜特精心製作的四大切片分析工具圖表marketing_tw@istgroup.com，希望透過本文能幫助讀者，對IC截面分析手法有更多了解，例如 CP 設備新增了 Milling 功能，使其用途更加多元；而 PFIB 增加了去層功能，為先進製程的異常分析開啟了全新的可能性！
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奇幻故事中常見的魔法石可以輸出源源不絕的能量，其實在現實生活中的 20 世紀末期，人類真的發明了魔法石！
想像一下，手機開啟視訊，可以看到遠方的景色和親友，這不就像遙視、千里眼嗎？或者問 AI 上網查資料，就像內建大賢者。連開手電筒都像是探索地底迷宮的照明法術一樣！這些譬喻讓我們意識到，許多看似理所當然的科技實際上就像魔法一樣神奇。
晶片進行的是邏輯運算，就像我們做的數學計算一樣。它裡面有許多微小的電子元件，類似於樂高積木一樣，用來進行各種運算。過去的電子元件是大型真空管，後來發明了電晶體，但仍需大量使用。直到有人提出了積體電路的概念，將許多電晶體整合在一起，這才開啟了晶片時代。
從真空管到奈米晶片，科技的進步無所不在。現代的魔法石就是這些晶片，它代表著工程師的智慧和創造力。科技或許是一種新型的魔法，由無數工程師代代相傳，用理性和創意塑造出來。所以，現代的魔法並非來自大自然或神秘的力量，而是來自人類的智慧和努力。
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在當今快節奏的數位時代，對於處理器性能的需求已經不再僅僅停留在日常應用上。從遊戲到學術，從設計到內容創作，各行各業都需要更快速、更高效的運算能力，而人工智慧（AI）的蓬勃發展更是推動了這一需求的急劇增長。在這樣的背景下，Intel 推出了一款極具潛力的處理器—— Intel® Core™ Ultra，該處理器不僅滿足了對於高性能的追求，更為使用者提供了運行 AI 模型的全新體驗。
現在的晶片已不是單純的 CPU 或是 GPU，而是混合在一起。為了延續摩爾定律，也就是讓相同面積的晶片每過 18 個月，效能就提升一倍的目標，整個半導體產業正朝兩個不同方向努力。
其中之一是追求更先進的技術，發展出更小奈米的製程節點，做出體積更小的電晶體。常見的方法包含：引進極紫外光 ( EUV ) 曝光機，來刻出更小的電晶體。又或是從材料結構下手，發展不同構造的電晶體，例如鰭式場效電晶體 ( FinFET )、環繞式閘極 ( GAAFET ) 電晶體及互補式場效電晶體 ( CFET )，讓電晶體可以更小、更快。這種持續挑戰物理極限的方式稱為深度摩爾定律——More Moore。
另一種則是將含有數億個電晶體的密集晶片重新排列。就像人口密集的都會區都逐漸轉向「垂直城市」的發展模式。對晶片來說，雖然每個電晶體的大小還是一樣大，但是重新排列以後，不僅單位面積上可以堆疊更多的半導體電路，還能縮短這些區塊間資訊傳遞的時間，提升晶片的效能。這種透過晶片設計提高效能的方法，則稱為超越摩爾定律——More than Moore。
而 Intel® Core™ Ultra 處理器便是具備兩者優點的結晶。
在超越摩爾定律方面，Intel® Core™ Ultra 處理器以其獨特的 Tile 架構而聞名，將 CPU、GPU、以及 AI 加速器（NPU）等不同單元分開，使得這些單元可以根據需求靈活啟用、停用，從而提高了能源效率。這一設計使得處理器可以更好地應對多任務處理，從日常應用到專業任務，都能夠以更高效的方式運行。
CPU Tile 採用了 Intel 最新的 4 奈米製程和 EUV 曝光技術，將鰭式電晶體 FinFET 中的像是魚鰭般阻擋漏電流的鰭片構造減少至三片，降低延遲與功耗，使效能提升了 20%，讓使用者可以更加流暢地執行各種應用程序，提高工作效率。
2017 年，Intel 開發出了新的封裝技術 EMIB 嵌入式多晶片互聯橋，這種封裝技術在各個 Tile 的裸晶之間，搭建了一座「矽橋 ( Silicon Bridge ) 」，達成晶片的橫向連接。
而 Foveros 3D 封裝技術是基於 EMIB 更進一步改良的封裝技術，它能將處理器、記憶體、IO 單元上下堆疊，垂直方向利用導線串聯，橫向則使用 EMIB 連接，提供高頻寬低延遲的數據傳輸。這種創新的封裝技術不僅使得處理器的整體尺寸更小，更提高了散熱效能，使得處理器可以長期高效運行。
除了傳統的 CPU 和 GPU 之外，Intel® Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元，專門用於在本機端高效運行 AI 模型。這使得使用者可以在不連接雲端的情況下，依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法，保護了數據隱私，同時節省了連接雲端算力的成本。
MSI 最新推出的筆電 Stealth 16 AI Studio ，搭載了最新的 Intel Core™ Ultra 9 處理器，是一款極具魅力的產品。不僅適合遊戲娛樂，其外觀設計結合了落質感外型與卓越效能，使得使用者在使用時能感受到高品質的工藝。鎂鋁合金質感的沉穩機身設計，僅重 1.99kg，厚度僅有 19.95mm，輕薄便攜，適合需要每天通勤的上班族，與在咖啡廳尋找靈感的創作者。
除了外觀設計之外， Stealth 16 AI Studio 也擁有出色的散熱性能。搭載了 Cooler Boost 5 強效散熱技術，能夠有效排除廢熱，保持長時間穩定高效能表現。良好的散熱表現不僅能夠確保處理器的效能得到充分發揮，還能幫助使用者在長時間使用下的保持舒適性和穩定性。
Stealth 16 AI Studio 的 Intel Core™ Ultra 處理器，其性能更是一大亮點。除了傳統的 CPU 和 GPU 之外，Intel Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元，專門針對在本機端高效運行 AI 模型的需求。內建專為加速AI應用而設計的 NPU，更提供強大的效能表現，有助於提升效率並保持長時間的續航力。讓使用者可以在不連接雲端的情況下，依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法，保護了數據隱私，同時也節省了連接雲端算力的成本。
軟體方面，Intel 與眾多軟體開發商合作，針對 Intel 架構做了特別最佳化。與 Adobe 等軟體的合作使得使用者在處理影像、圖像等多媒體內容時，能夠以更高效的方式運行 AI 算法，大幅提高創作效率。獨家微星AI 智慧引擎能針對使用情境並自動調整硬體設定，以實現最佳效能表現。再加上獨家 AI Artist，更進一步提升使用者體驗，直接輕鬆生成豐富圖像，實現了更便捷的內容創作。
此外 Intel 也與眾多軟體開發商合作，針對 Intel 架構做了特別最佳化，讓 Intel® Core™ Ultra處理器將AI加速能力充分發揮。例如，與 Adobe 等軟體使得使用者可以在處理影像、圖像等多媒體內容時，能夠以更高效的方式運行 AI 算法，大幅提高創作效率。為各行專業人士提供了更加多元、便捷的工具，成為工作中的一大助力。
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