UK MKB: Die Devices – levert kale die aan de wereld

Al haar producten hebben één ding gemeen: ze zijn 100% getest met kale matrijs, verkocht in kleine en middelgrote hoeveelheden.

"We zijn gespecialiseerd in het leveren van matrijzen", vertelde bedrijfseigenaar en verkoopdirecteur Ben White aan Electronics Weekly. "We zijn een nicheleverancier voor klanten in de lucht- en ruimtevaart, defensie, de geneeskunde en de industrie."

Het bedrijf heeft acht werknemers en twee identiteiten: Die Devices wordt genoemd als het de matrijs van andere bedrijven distribueert, en Silicon Supplies als het een fabelachtig chipbedrijf is dat zijn eigen matrijs maakt - hierover later meer.

Het gaat terug tot de jaren tachtig, toen White's vader Graham White de leverancier Mintech Semiconductors oprichtte - een bedrijf dat uiteindelijk werd verkocht en geleidelijk van zijn wortels weggroeide, volgens Ben White.

In 2011 richtten de twee Whites het huidige bedrijf op, en Ben White nam het over toen zijn vader vijf jaar geleden met pensioen ging.

In de jaren 80 werden volgens Ben White de kale die voornamelijk verkocht om hybride circuits te maken, voornamelijk voor militaire klanten. Nu zijn er een aantal markten die kale matrijs nodig hebben, waaronder olie en gas, industrie, ruimtevaart en medische apparatuur. Drivers zijn onder meer de noodzaak om bij hoge temperaturen te werken of blootgesteld te worden aan corrosieve omgevingen of straling, of de noodzaak van miniaturisatie.

Verbeteringen in Halfgeleider fabricage hebben het spel veranderd voor leveranciers van kale matrijzen, volgens White.

"In de jaren '1980 en '70, toen de opbrengst van het apparaat niet zo groot was, werd alles 100% getest op wafers," zei hij. “De opbrengst is nu zo hoog dat bedrijven zelden wafels onderzoeken. Ze snijden ze gewoon in stukken die niet zijn getest, verpakken de partij, testen en gooien degenen die falen weg. Ze nemen hoogstens monsters van sondes voordat ze verpakken.”

Als gevolg hiervan is het verkopen van kale of zelfs niet-geteste wafers een ongemak geworden voor de meeste chipmakers, omdat hun productiestromen niet eens een stap hebben waarbij wafers kunnen worden verwijderd. Slechts voor een paar markten, bijvoorbeeld telefoons, worden grote hoeveelheden kaal vervoerd.

"Bare die is een markt waar de reguliere fabrikanten niet in willen zitten, omdat het erg moeilijk voor ze is", zegt White. “Wij treden op als tussenpersonen.”

Een deel van de USP van Die Devices is te weten welke chipfabrikanten wafers gaan leveren, welke niet, maar misschien wel te overtuigen.

“Wij leveren matrijzen van merkfabrikanten: Texas Instruments, On Halfgeleider en ADI bijvoorbeeld”, zei White.

Omdat die niet meer op waferniveau worden getest, moet Die Devices daar beginnen en vervolgens de hele back-endketen verzorgen.

Op het hoofdkwartier van Norwich heeft het drie wafersondes - twee van zes inch en een van acht inch. "We zien niet vaak 12-inch wafels," zei hij. "Als we dat doen, vieren we ze."

Om zijn high-mix low-volume portfolio te ondersteunen, gebruikt het bedrijf een combinatie van geautomatiseerde en handmatige testprogramma's op waferniveau, gecombineerd met visuele inspectie en in blokjes snijden.

"We doen alle back-end om de vorm te krijgen die de klant aankan", zegt White. De stroom heeft "nog meer processen dan de normale back-end."

Er zijn maar een paar dingen die niet intern kunnen worden afgehandeld: "we besteden wat laboratoriumwerk uit - scanning tunneling microscopie en wat andere fysica", zei hij.

Het is niet altijd mogelijk om apparaten in matrijs- of wafelvorm te krijgen. "Zelfs wij kunnen geen wafels krijgen, en we kunnen meer krijgen dan de meeste", zei White. En dit is waar Silicon Supplies tussenkomt.

De halfgeleiderapparaten die het ontwerpt of uitbesteedt, hebben de neiging om in twee kampen te splitsen: trailing edge of leading edge.

Aan de achterrand is de matrijs mogelijk niet beschikbaar, niet beschikbaar in kleine hoeveelheden, of alleen beschikbaar met een herzien uitlijmpatroon voor moderne verpakkingen.

"Normaal gesproken hebben we het niet over high-end - dit zijn geen rocket science-onderdelen - maar er is meestal iets unieks en eigenzinnigs aan", zei White.

De 74C906 is een voorbeeld. Net als een 4000-serie CMOS IC, is het een hex open-drain buffer die 15V aankan. "Het is geen ingewikkeld onderdeel, zei White, "maar mensen hebben het nodig voor 15V."

Een andere is de LM3046 npn Transistor reeks. "Dit werkt op ongeveer 1 GHz en is erg niche", zegt White. Toen ze hoorden dat het weer beschikbaar was, wilden fans van analoge synthesizer hem hebben. "We moesten zelfs wat inpakken."

Ondanks dat het in miljarden wordt gemaakt, wordt de 1N4148 niet verkocht als een matrijs, dus Silicon Supplies maakt zijn eigen: "Gegevens op een blad en opgeslagen", zei White, "100% wafer-gesondeerde 1N4148-die." Dit laatste deel is een voorbeeld van apparaten die standaardproducten zijn geworden voor het bedrijf. Anderen blijven commissies.

In de voorhoede maakte het bedrijf onlangs een miniatuur Schottky-diode voor een medisch oogimplantaat.

Andere moderne onderdelen zijn equivalenten voor apparaten die na verpakking door hun fabrikant elektrisch worden getrimd.

"Ze gaan de aanpassingsgeheimen niet prijsgeven, en we kunnen dezelfde functie implementeren zonder trimmen - hoewel je misschien een dobbelsteen van een ander formaat krijgt", zei White.

De meeste aangepaste producten zijn voor detectie en energiebeheer: dc-dc-converters, versterking, signaalconditionering en discrete diodes en transistors.

Een mix van oud en nieuw is SiS4080A, een 1 MHz silicium-op-isolator full-bridge motordriver standaard onderdeel ontworpen en gemaakt door Silicon Supplies als een robuustere directe vervanging voor industriestandaard HIP4080-type drivers.

Is er iets dat het bedrijf niet kan aanpakken?

Het is geen kwestie van niet kunnen, antwoordde hij. Het is een kwestie van kosten. Een volledig nieuwe DSP maken zou zo veel kosten dat de klant in plaats daarvan het eindproduct opnieuw zal ontwerpen.

Iets soortgelijks geldt voor de kale matrijs waarmee Die Devices omgaat: “We doen niet veel digitale pin-counts. Het is moeilijk om een ​​gelijkwaardige testdekking te krijgen - een typisch hoog aantal pins voor ons is 60 I/O's", aldus White. "We zouden een nieuwe Arm-kern van TSMC kunnen onderzoeken, maar de NRE zou enorm zijn."

Een voortdurend gesprek met de technische gemeenschap is volgens White belangrijk. “We bestaan ​​echt om mensen te helpen in deze ongewone wereld. We leiden ingenieurs op die willen ontwerpen met sterven hoe raar het is, "zei hij. "Ingenieurs kunnen zich registreren en ons engineeringportaal gebruiken - het is een veilige plek om advies te krijgen."

Een ontwerper die iets moet miniaturiseren, kan bijvoorbeeld een bepaald onderdeel in gedachten hebben, zich niet realiserend dat er zo weinig soorten kale matrijs beschikbaar zijn.

“Het is het beste als we ze vroeg vangen, voordat ze te veel hebben uitgegeven. We zullen ze laten zien welke onderdelen er te krijgen zijn", aldus White. “Wat we vinden is misschien niet zo perfect als het onderdeel dat ze oorspronkelijk wilden, maar het zal beschikbaar zijn en het werk doen. Dan zullen we proberen om wat monsters voor ze te krijgen.”

Hoe vat White zijn bedrijven samen? “Er zijn niet veel mensen die doen wat wij doen, en degenen die het doen, doen het niet zoals wij.

Die-apparaten

Siliciumbenodigdheden