為什么芯片不做成圓形而是方形？

我覺得無論芯片再牛，也需要在PCB電路板上承載，按照電路元件設計的角度來說，圓形的元器件可不利于焊接，也不利于觸角和電路板切合好！所以芯片設計也需要遵循電路板的特性，焊接的特性來決定！當然不僅僅是PCB電路板，還有于制造效率、封裝工藝！因為圓形芯片在理論上看似節(jié)省空間，但在實際工程實現(xiàn)中會產(chǎn)生系統(tǒng)性矛盾。

首先從物理的角度來說，方形比圓形更費材料！

半導體晶圓為圓形（直徑通常為300mm），但芯片電路需在硅片上以矩形陣列排布。若芯片設計為圓形，相鄰單元間必然存在無法利用的弧形間隙，導致硅材料浪費率高達20%以上。方形設計則可通過緊密排列將浪費率降至約2%。舉一個現(xiàn)實的例子，圓形餅干模具在方形面團上切割，必然產(chǎn)生邊角料。但餅干的面料邊角料可以再加工，但是硅晶圓可不到！

從品質(zhì)質(zhì)量上來說，曲線切割比直線切割更容易造成報廢！

因為在激光或金剛石刀切割晶圓時，直線切割路徑精度更高、崩邊風險低。圓形切割需復雜曲線控制，易導致芯片邊緣微裂紋，降低良品率。

在芯片封裝工藝與焊接上

芯片需通過引腳（或焊球）與PCB連接。方形封裝可沿四邊均勻排布引腳，因為四邊布局比單圈環(huán)形多30%-50%引腳空間，支持更復雜功能。而且方形引腳陣列使焊盤受力均勻，避免圓形芯片因熱膨脹系數(shù)差異導致的焊點應力集中（尤其在四角缺失區(qū)域）。

在自動生產(chǎn)過程中，方形可以有更高的效率

方形芯片可通過直角邊與機器視覺系統(tǒng)快速對齊，定位誤差<0.05mm；圓形芯片需旋轉(zhuǎn)校正，大幅降低貼片速度（實測效率降低40%）。（雖然是圓形的，但和PCB引腳也需要對齊，對齊難度比方形的更難！）

在PCB電路板上容易產(chǎn)生幾何矛盾和空間利用率矛盾

PCB走線需從芯片引腳向外輻射：方形芯片四邊出線形成正交網(wǎng)格，布線層數(shù)可減少2-3層；圓形芯片的弧形邊緣迫使走線彎曲，占用更多空間且易產(chǎn)生信號串擾。電子設備內(nèi)部多為矩形空間（如手機主板）。圓形芯片外接矩形時，周圍無效區(qū)域可達圓形面積的27%（按最小外接矩形計算），而方形芯片可緊密貼合。

產(chǎn)業(yè)標準化與歷史路徑依賴

按照電路板的歷史發(fā)展和芯片的歷史發(fā)展，封裝規(guī)格的全球統(tǒng)一，JEDEC（固態(tài)技術(shù)協(xié)會）標準中，98%的封裝尺寸為矩形（如QFN、BGA）。設備廠商的測試夾具、運輸托盤均按方形設計，改用圓形將重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈。而且方形芯片可直觸矩形散熱器，熱傳導路徑更短。圓形芯片需定制環(huán)形導熱界面，熱阻增加15%以上，對高性能處理器是致命缺陷。

盡管主流芯片仍為方形，但由于一些設備和終端產(chǎn)品的外形因素，新技術(shù)正推動形態(tài)革新：

例如：扇出型封裝（Fan-out），在方形基板上集成多顆裸片，整體保持矩形但內(nèi)部可實現(xiàn)異形排布。

例如：柔性電子，可穿戴設備中出現(xiàn)的弧形芯片，通過轉(zhuǎn)接板與矩形PCB互聯(lián)，屬于定制化解決方案。

最后來說一句，芯片的方形本質(zhì)是制造經(jīng)濟性、工程可靠性、系統(tǒng)兼容性的帕累托最優(yōu)解。圓形設計在物理層面即與半導體產(chǎn)業(yè)的底層邏輯相悖，除非顛覆現(xiàn)有晶圓制造范式，否則方形仍將長期主導。對此大家是怎么看的，歡迎關(guān)注我“創(chuàng)業(yè)者李孟”和我一起交流！