 在半导体行业，每一颗芯片从晶圆到成品的旅程中，都需经历一场名为“Trim”的精密手术。而这场手术的核心工具，正是被称为Metal/Poly Trim的技术，一般也称作e-Fuse技术。它如同芯片的“微调师”，在毫厘之间修正偏差，让芯片性能达到极致。今天，我们就来揭开这项技术的神秘面纱。 一、什么是E-Fuse Trim？ E-Fuse（Electrical Fuse），即电子熔丝，与传统物理保险丝不同，它通过电流编程实现“熔断”或“导通”，从而永久改变电路状态。熔丝的种类主要分为Poly Fuse（多晶硅熔丝）和Metal Fuse（金属熔丝），而Trim（微调）则是通过调整芯片内部的电阻、电压或时序参数，补偿制造过程中的偏差，确保芯片性能一致。例如： 电源芯片的Vref/Vout校准 电源芯片需输出精准的1.2V电压，但制造后因电阻偏差导致实际输出1.25V。通过熔断Metal Fuse的特定节点，可调整分压电阻网络，将输出电压修正至目标值。 磁传感器修调：阈值、增益与工作模式校准在磁传感器（如霍尔传感器、磁阻传感器）中，E-Fuse Trim技术被广泛应用于关键参数校准，例如，霍尔开管和磁阻开管选择型号为单N级，单S级，全级或锁存型号选择，对应磁场阈值Gs值修调，增益修调等。 二、为什么需要E-Fuse Trim？ 芯片制造的复杂性导致即使是同一片晶圆上的两颗芯片，也可能因工艺波动产生性能差异。E-Fuse Trim的核心价值在于补偿这些偏差，确保芯片性能的一致性和可靠性。在7nm、5nm等先进制程中，晶体管尺寸逼近物理极限，光刻、刻蚀等工艺的微小波动都会导致电阻、电容等参数偏移。Trim技术能够在测试阶段“校准”这些偏差，使芯片性能达到设计目标。 Poly Fuse由多晶硅制成，熔断所需电流较低，适合精细调整，但易受工艺波动影响；Metal Fuse通常采用AlCu金属层，熔断电流较大，稳定性高，应用更广泛，业内俗称“烧铝”。无论是Poly Fuse还是Metal Fuse，其修调方法都是在熔丝两端施加高电流或电压，使其熔断或形成高阻态，从而改变电路连接状态。这种修调方式称为电修调（Electrical Trimming），具有非侵入式和灵活性，不需要额外数字电路，具有低成本的特点。 三、E-Fuse Trim的核心：熔丝结构与修调原理 熔丝结构 熔丝修调是一种修调的传统技术, 一般是由一条条金属电阻或是薄膜电阻所构成,中间窄两头宽的导线，如下图3-1所示示意图，Fuse在两个PAD中间。版图上示意图如下3-2。   芯片上示意图如下3-3。其中左边未烧写，有便为烧断的Fuse。  垂直图如下3-4。  修调原理 无论是Poly Fuse还是Metal Fuse，其核心操作都是通过施加高电流或电压，使熔丝局部发热并熔断（物理断开）或形成高阻态，从而改变电路连接状态。这一过程称为电修调（Electrical Trimming）。通过熔断对应Fuse，如下图3-4中，左侧Series连接回路，熔断F1，对应的Rlsb因为F1断开，导致回路从Rx--F3--F2--Rlsb，右侧电阻Rlsb就接入实际电路中。整体电阻由原来的Rx修调变为Rx+Rlsb，对应产品功能进行调整。同理，右侧的Parallel连接回路，默认电阻为Rx、Rlsb、Rlsb/2、Rlsb/4四个电阻并联接入电路中，烧断Fuse F1后，Rlsb电阻断开，接入电阻变为Rx、Rlsb/2、Rlsb/4三个电阻并联。  Ploy Fuse信息和经典烧写电路   实际中我们CP测试时为了保护芯片不被这种尖峰电压打坏，我们不直接在烧铝Fuse间加电压或者电流，而是通过先给一个大电容（如上图，选择的是7V，最后电压设定为6.99V，计算得到14uF，实际应用中选择经典值~47uF左右）充电。 Metal烧写电路如下，一般是加压充电，5V左右，高于5V的工艺如果熔丝烧不断的话，实际操作中需要适当抬高充电电压。一般充电10mS后再把这个电容的两端接到需要烧的铝条两端，利用电容的放电来对铝条进行熔断，这样基本上不会产生尖峰电压。这个方法的在实际的操作中也方便对不同的Fuse进行熔断，只要用继电器切换Fuse pad就可以了。芯片设计时会有若干个trim Fuse，具体到单个芯片需要修调哪几个Fuse，这个需要通过测试trim前的参数数值，然后计算和修调目标参数值之间的差值，最后利用trim Fuse公式来计算需要具体trim哪几个Fuse。  熔丝修调常见的问题： 首先，为了节省芯片面积，通常用于修调的PAD面积较小,因此只能使用微型探针进行修调，这给修调带来了复杂度,如果增大修调PAD的大小和间距,则增加了芯片的面积； 其次，熔丝修调的控制电流难以选择，如果电流较小，那么熔丝在修调过后可能会由于电迁移而再次连接在一起。如果电流较大，则可能会导致芯片内部的某些电路被烧坏； 最后，熔丝修调只能在芯片封装前进行，所以对于封装对芯片电路所产生的影响仍然无法避免。 结语虽然熔丝修调存在着某些缺点，但是由于其技术成熟、成本低的优点，仍然受到电路设计者的青睐。从金属熔丝的“粗犷烧铝”到多晶硅熔丝的“纳米微雕”，E-Fuse Trim技术不断突破物理极限。在磁传感器等精密器件中，它不仅是性能的“校准器”，更是功能模式的“切换开关”，实际应用中也非常广泛。 |
