在电子行业中,Dummy(中文常译为 “虚拟结构”“假件” 或 “填充单元”)是指不具备实际电路功能,但为满足制造工艺、测试需求或结构稳定性而设计的仿制品或辅助结构。它就像电子产业里的 “隐形配角”—— 看似无用,却能解决生产、测试中的关键痛点,保障产品质量与效率。
Dummy 的核心特征是 “形同质同、功能不同”:物理尺寸、材质与真实元件 / 结构一致,但不含核心功能部件(如芯片的活性晶圆、元件的导电核心),主要作用集中在 “辅助生产”“保障工艺”“模拟测试” 三大维度。在半导体、PCB、电路调试等领域,Dummy 已成为不可或缺的关键环节。
在半导体芯片(尤其是 28nm 及以下先进工艺)制造中,Dummy 是保障晶圆质量的核心结构,主要以Dummy 图形、Dummy 芯片、Dummy 晶圆三种形态存在,作用可概括为 “补空缺、保均匀、提强度”。
Dummy 图形(填充结构):芯片版图的 “空白填充剂”。在芯片空白区域或切割道(分隔芯片的边界)插入与电路同材质的金属块、晶体管栅极等图形。比如化学机械抛光(CMP)工序中,若晶圆局部电路密度不均,会导致研磨力度差异,出现 “凹陷” 或 “凸起”;插入 Dummy 金属块后,可让晶圆表面密度均匀,将抛光误差控制在 0.1μm 以内,良率提升 15%-30%。
Dummy 芯片:由纯填充结构制成的 “假芯片”,无任何电路功能。主要用于测试晶圆切割精度 —— 划片时先切 Dummy 芯片,确认切割路径无误后再处理功能芯片,减少贵重功能芯片的损耗风险。
Dummy 晶圆(测试晶圆):也称 “Test Wafer”,是经过抛光、刻蚀的硅晶片,用于产线设备调试。新机台上线前,先用 Dummy 晶圆模拟生产流程,验证光刻、蚀刻等设备的参数精度,可使正式生产的设备适配周期缩短 40%。
某晶圆厂数据显示,在 7nm 工艺中,Dummy 结构占晶圆面积的 8%-12%,若省略该环节,晶圆翘曲率会从 0.5% 飙升至 8%,直接导致芯片报废。
PCB(印刷电路板)生产中,Dummy 以Dummy Component(虚拟元件) 形式存在,是 “物理适配测试工具”,核心解决 “装得上、散得好” 两大问题。
这类元件与真实元件的封装尺寸(如 BGA、QFP 封装)完全一致,但内部无导电核心,仅保留外壳和引脚。主要用途包括:
装配测试:在批量焊接前,用 Dummy 元件模拟真实元件的安装 —— 若 Dummy 能顺利插入 PCB 焊盘且无偏移,说明焊盘设计、开孔位置合格,可避免批量生产时出现 “插装困难”;
散热验证:将 Dummy 元件与真实元件的重量、体积匹配,测试 PCB 的散热性能。比如在服务器主板设计中,用 Dummy CPU 模拟真实芯片的发热,通过热成像仪观察温度分布,优化散热孔位置;
机械强度测试:高密度 PCB 上插入 Dummy 电阻、电容,可测试电路板在振动环境下的元件固定强度,避免运输中出现焊点脱落。
电路调试与设备校准中,Dummy Load(假负载) 是最常见的 Dummy 形态,本质是 “模拟真实负载的功率吸收装置”,由电阻、电感等元件构成,核心作用是 “保护设备、精准测试”。
防空载损坏:功放、电源等设备若空载运行,输出功率无处释放,易导致内部元件过热烧毁。连接 Dummy 负载(如 100Ω/50W 电阻)后,可模拟真实用电场景,让设备稳定运行 —— 比如汽车音响功放测试时,用 Dummy 负载模拟喇叭阻抗,既能测试音质,又避免功放因空载损坏。
性能校准:校准功率计时,将 Dummy 负载作为标准负载接入设备,通过对比设备显示值与 Dummy 负载的实际功率,可将功率计误差从 ±5% 修正至 ±0.5%。
信号匹配:射频电路中,Dummy 负载可匹配传输线阻抗(如 50Ω 标准阻抗),减少信号反射损耗,使通信模块的信号传输效率提升 20%。
半导体产线的 MES(制造执行系统)与设备对接时,会用到Dummy EQP(虚拟设备),是 “系统联调工具”,避免真实设备受损。
这类虚拟设备通过 SECS/GEM 协议模拟真实机台的响应逻辑,可实现三大功能:
协议测试:MES 系统发送生产指令(如 “加载工艺配方”),Dummy EQP 模拟真实机台的反馈,验证指令传输是否无误,规避 63% 的协议兼容性问题;
异常复现:产线出现 “Recipe 加载失败” 等故障时,用 Dummy EQP 重现故障场景,无需停机排查真实设备,将故障解决时间从 4 小时缩短至 30 分钟;
产能缓冲:机台维护时,Dummy EQP 可临时承接生产任务流,保证 MES 系统的产能统计连续性,避免生产计划混乱。
芯片设计的 EDA(电子设计自动化)工具中,Dummy 是 “工艺规则执行者”。以 Cadence Innovus 等版图设计工具为例,工程师绘制电路后,工具会自动插入 Dummy 金属、晶体管结构。
这一过程完全遵循晶圆厂的工艺规则 —— 不同工艺节点(如 14nm、7nm)的 Dummy 插入密度、图形尺寸要求不同,工具可根据 Foundry 提供的规则文件自动生成,无需人工计算。比如 65nm 工艺要求金属层密度≥70%,工具会扫描版图空白区域,自动填充 0.2×0.2μm 的 Dummy 金属块,确保设计符合制造要求,避免因工艺不合规导致 “流片失败”。