芯片设计,尤其是先进制程的芯片设计,流片费用是一个天文数字。每一次流片,都意味着数以百万计甚至千万计的经费投入,以及长达数个月的等待周期。
等待的日子里,徐航团队一边继续优化后续设计,一边忐忑不安地祈祷。当装着第一批晶圆和封装好样片的保密箱被专人护送到实验室时,所有人的心都提到了嗓子眼。
测试台上,精密仪器连接着那颗凝聚了无数心血的芯片。通电、加载测试向量……一开始,基本功能测试通过,大家稍稍松了口气。但随着测试深入,进行到高性能计算核心的满负荷压力测试时,问题出现了。
芯片的功耗远超设计指标,发热严重,并且,在长时间高负载运行下,会出现间歇性的计算错误。
“是功耗管理单元的设计缺陷?还是时钟网络分布有问题?或者底层标准单元库的模型不准确?”徐航团队的骨干们围着测试数据,激烈地讨论着,每个人的脸色都异常难看。
最终的诊断结果令人沮丧:问题出在芯片的时钟树上。由于对自主设计的新架构在超高频下的信号完整性估计不足,时钟到达不同计算单元的时间存在微小偏差(时钟偏移),在极端条件下导致了时序违例,从而引发计算错误。
这是一个底层设计问题,无法通过软件修补解决。意味着这第一次流片,虽然不能说是完全失败,但得到的是一批存在固有缺陷、无法满足实际应用需求的芯片。巨额经费和宝贵的几个月时间,换来的是沉甸甸的教训。
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消息传到联合小组,所有人的心头又蒙上了一层厚厚的阴影。
而李厂长那边,则陷入了一种更磨人的、仿佛西西弗斯推石上山般的循环。
特种陶瓷材料的纯化工艺,始终卡在最后一个门槛上。实验室里,已经不知道是第多少炉的试验料被取出来,进行各项性能检测。
“李厂长,最新一批的材料,常温性能、绝缘性能都达标了,甚至部分指标还略有超出!”年轻的技术员兴奋地跑来汇报。
李厂长脸上却不见多少喜色,只是沉声问:“高温稳定性呢?尤其是在目标工作温度下的长期老化测试数据出来没有?”
技术员的声音低了下去:“老化测试……进行了两百小时,性能衰减还是超过了设计许可范围。微观结构分析显示,有微量杂质在晶界处偏聚,应该是导致性能衰退的主要原因。”
“还是差一点点……就他妈差这么一点点!”李厂长忍不住爆了句粗口,用力地拍了一下桌子,震得上面的零件嗡嗡作响。就是这“一点点”的杂质,这“一点点”的性能衰减,像一道无法逾越的天堑,横亘在量产的前面。每一次改进工艺,都感觉触摸到了成功,但最终的测试数据总是无情地给出“不合格”的判决。
这种“希望-失望”的反复循环,极大地消耗着人的精神和意志。厂里的老师傅们,脸上也渐渐失去了往日的笃定,多了几分麻木和疲惫。