在IC设计和生产流程中,Fabless设计者一般会将集成电路设计的最终结果以GDSII格式记录的电路版图数据交给Foundry,这个动作叫做Tape Out,俗称流片(投片)。代工厂根据集成电路版图对半导体晶圆进行加工,加工的过程非常复杂,包括通过氧化、化学刻蚀、离子注入掺杂、金属淀积等方法制造出晶体管和互连线,除此之外,可以简单地理解为整个过程就是把版图(包括形状、尺寸、层次)复制到一块半导体薄片中,其原理类似于胶片照相机的成像和冲洗过程,其中用到大量的各种形状的遮光罩,这些光罩决定了在半导体平面上各个层次的图形形状,在集成电路制造中被称为Mask,俗称"光罩"或"掩膜"。
单次生产某个芯片的成本可以简单地以所使用到的Mask的数量来表征,用到的Mask越多说明芯片规模越大、越复杂,成本也就越高。相应地,Full Mask就是指整个晶圆制造过程中的全部Mask都是为某个芯片所用,显然这次投片的成本是很高的。只有在设计完全有把握成功并且准备大批量生产、商用的时候,才会采用Full Mask方式,因为批量生产可以降低成本。
但是芯片设计往往是难度很大的,特别是对应新的研究课题,可能要经历多次投片才能进入商用。而为了跟上摩尔定律,Foundry升级换代所需的设备和技术研发的投资不断增大,基于盈利的考虑,Foundry更倾向于对产量大的集成电路设计提供生产加工服务。同时,由于Foundry对先进生产线的投资巨大,必然会将其成本转嫁到客户的投片费用上,对集成电路设计者来说,到Foundry生产线上制造芯片的费用也在不断上涨,如今投一次片的费用动辄就几百万至上千万元。如果设计中存在问题,那么制造出来的所有芯片可能全部报废,损失是巨大的。对很多Fabless来说,其设计通常难于实现一次投片就获得成功批量商用,因此需要有小批量的样片生产需求,另外还有院校、科研机构和独立设计者,并不需要将芯片规模商用,只需要生产少量芯片来验证其设计结果。因此产生了MPW。