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第157章 「夸父「之跃(万字大章!)(2 / 2)

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他看了看时间,上午九点半。

再过半小时,他要去李言的办公室,向这位年轻的董事长匯报,並且请求批准投入至少300万美元,进行“夸父一號“的首次流片。

虞承尧深吸了一口气,合上了文件夹。

上午十点,李言的办公室。

巨大的会议桌上,摆放著三份一模一样的厚重文件。

李言坐在主位,左边是虞承尧,右边是从硅谷回来不久的梁俊伟博士他已经正式加入星辰,担任“夸父计划“的技术顾问。

苏晴坐在角落,抱著笔记本电脑记录。

“虞总,开始吧。“李言说。

虞承尧点点头,打开笔记本电脑,將其连接到墙上的大屏幕。

屏幕上首先出现的,是一张复杂的晶片版图—密密麻麻的彩色几何图形,每一块顏色代表不同的功能模块,每一条线代表一根金属连线或者硅层结构。

这就是“夸父一號“。

在外行眼里,这不过是一堆看不懂的色块。

但在虞承尧这些晶片工程师眼中,这是一件精密到极致的艺术品每一个电晶体的位置、每一根导线的宽度、每一层金属的叠加,都经过了反覆优化和权衡。

“李总,这是我们的设计全貌。“虞承尧用雷射笔指著屏幕,“整个晶片分为七个主要功能模块—

“6

他逐一介绍:“第一,传感器接口模块,负责与os图像传感器通信,支持ipicsi—2协议,最高带宽1.5gbps。”

“第二,adc模块,將传感器输出的模擬信號转换为数位讯號,我们设计的是12—bit

流水线型adc,採样率可达200hz。”

“第三,图像预处理模块,包括黑电平校正、镜头阴影校正、坏点修復等功能。

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“第四,核心isp流水线,这是整个晶片最复杂的部分,包括去马赛克算法、色彩矩阵转换、gaa校正、锐化、降噪等十几个子模块。”

“第五,3a算法引擎,即自动对焦(af)、自动曝光(ae)、自动白平衡(awb),这部分採用了可编程的dsp架构,可以灵活调整算法参数。

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“第六,视频编码接口,可以將处理后的图像数据输出给h.264编码器或直接送到显示屏。”

“第七,控制和总线接口,通过標准的ahb总线与主cpu通信,接收控制指令和发送状態信息。”

虞承尧切换到下一页幻灯片,是一张性能对比表。

“我们与目前市面上的主流isp晶片进行了对標。“他说,“在关键指標上,“夸父一號“的表现如下——”

李言仔细看著屏幕上的数据。

“可以看到,“虞承尧解释道,“我们的性能介於高通和三星之间,明显优於联发科的集成方案。

功耗控制得也还可以,虽然比不上三星那种用最先进位程的高端晶片,但在65n工艺下已经是不错的水平了。

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“最关键的是,“他的语气变得更加坚定,“这是完全自主设计的。每一行rtl代码、每一个ip模块,都是我们团队写的或者购买了永久授权的。我们对这颗晶片的每一个电晶体都有完全的掌控权。

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李言点了点头,“继续。

心虞承尧切换到下一部分风险评估。

“根据我们的仿真和评审,目前存在以下几个主要风险点—

“第一,功耗。虽然仿真结果显示平均功耗在180w左右,但实际流片后,由於工艺偏差和寄生参数的影响,可能会增加10—20%。如果超过220w,在手机应用中就会有发热问题。”

“第二,时序。我们设计的工作频率是200hz,根据静態时序分析(sta),在typier下有10%的余量。但在worstrner下,余量只有3%,如果代工厂的工艺偏差偏向最坏情况,可能会出现时序违例,导致晶片无法正常工作。”

“第三,adc的线性度。这是模擬电路,对工艺波动非常敏感。我们做了大量的蒙特卡洛仿真,但实际情况可能还是会有偏差。

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“第四,良率。第一次流片,由於设计经验不足,可能会有一些工艺规则(drc)或者版图寄生效应的问题没有被完全识別,导致良率偏低。

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虞承尧顿了顿,看著李言。

“综合评估,我认为首次流片的成功率在40—50%之间。这里的“成功“,指的是至少有一半以上的功能能够正常工作,性能达到设计目標的80%以上。

,会议室里安静了几秒。

梁俊伟接过话头,“李总,我补充一点。

他推了推眼镜,“虞总的评估已经很客观了。但我想强调的是,40—50%的首次成功率,对一个全新的团队、全新的设计来说,已经是很乐观的预期。”

“业內有个说法,叫“晶片墓地“。“梁俊伟苦笑了一下,“很多初创公司,第一次流片失败,第二次又失败,钱烧光了,团队散了,项目就夭折了。所以在硅谷,vc投资晶片公司都非常谨慎。”

“我的建议是,“他看著李言,“我们要做好失败的心理准备。即使这次流片完全失败,硅片回来一点都不能用,也不要气馁。把问题找出来,在下一版设计中修正,这是晶片行业的常態。”

李言听完,靠在椅背上,手指轻轻敲击著扶手。

办公室里只有空调送风的轻微声音。

良久,他开口。

“两位博士,我问几个问题。”

“您说。“虞承尧和梁俊伟同时回答。

“第一,如果这次流片失败,我们能从中学到什么

“很多。“虞承尧立刻回答,“失败的晶片也是有价值的。我们可以通过测试,知道哪些模块工作正常,哪些有问题。可以用电子显微镜分析版图,看是否有工艺缺陷。可以用探针台逐级测试信號,定位故障点。这些信息,对下一版设计至关重要。”

“第二,如果我们不流片,继续做仿真,能不能把成功率提高到70%、80%

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虞承尧摇了摇头,“不能。仿真永远无法100%还原真实硅片的行为。有些问题,只有流片后才能发现。如果一直不流片,就永远停留在纸面上,永远不知道设计到底行不行。”

“第三,这次流片需要多少钱多长时间

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“採用ts工艺,多项目晶圆流片,费用约300万美元。

.

虞承尧说,“从提交设计到硅片返回,大概需要10—12周。如果加上前期的最终验证和后期的测试,整个周期大约4个月。”

李言又问,“如果失败了,下一次流片最快什么时候

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“如果只是小修小补,3个月后可以再次流片。如果需要大改,可能要半年。

,“明白了。“李言站起身,走到落地窗前,看著窗外深圳湾的景色。

外面阳光明媚,海面波光粼粼。

远处香港的高楼在薄雾中若隱若现。

他转过身,自光坚定。

“批准流片。”

“就按虞总的方案,找台积电,300万美元,我们出得起。

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“即使失败,也要把经验和教训带回来。“他的语气没有任何犹豫,“这笔学费,我们交得起,也必须交。晶片这条路,本来就是要交学费的。交了才能学会,学会了才能走得更远。”

“另外,“李言继续说,“既然首次成功率不高,我们要做好pianb。虞总,你们在等待硅片返回的这段时间,不要閒著,开始第二版的设计。把这次设计中的不確定因素,在第二版中加以改进。这样即使第一次失败,我们也能快速叠代。”

“明白!“虞承尧眼中闪过激动的光芒。

“梁博士,“李言又看向梁俊伟,“你在tei做了这么多年,肯定认识tsc那边的人。这次流片,麻烦你去协调一下,爭取最快的周期和最好的工艺支持。

“没问题。“梁俊伟点头,“我跟tsc的几个技术总监都是老朋友,我会亲自去台湾跟进这个项目。

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“很好。“李言回到座位上,拿起桌上的笔,在文件最后一页签下了自己的名字。

““夸父计划“第一阶段,正式启动。”

接下来的一周,整个“夸父“团队进入了最紧张的衝刺阶段。

虽然设计已经基本完成,但在提交流片之前,还有大量的验证工作要做。

drc(设计规则检查)—確保版图符合代工厂的所有工艺规则,没有任何违规。

lvs(版图与电路图一致性检查)確保最终的版图与电路图完全一致,没有漏连、短路或元器件参数错误。

erc(电学规则检查)一检查是否有悬空节点、过大的电流密度等电学问题。

天线效应检查防止製造过程中等离子体刻蚀对柵极氧化层的损伤。

时序收敛反覆叠代,確保在所有工艺角下,时序都满足要求。

功耗分析—对各个模块在不同工作模式下的功耗进行详细评估。

每一项检查,都要运行几个小时甚至几天,生成数gb甚至数tb的日誌文件。

工程师们需要从这些海量的日誌中,找出每一个warng和error,分析原因,修正设计,然后重新检查。

“又发现17个drc违规!“一个工程师盯著屏幕,有些抓狂,“都是金属间距不足,得手动调整版图。”

“我这边lvs报告显示,adc模块有3个isatch!“另一个工程师喊道。

“时序又没收敛!关键路径还差200ps!

“esd保护电路的面积超了,得重新设计...

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整个办公区充斥著这样的对话。

虞承尧在各个工位之间穿梭,解决各种技术问题,协调资源,鼓舞士气。

他已经连续三天没有回家了,就睡在办公室的行军床上,每天只睡四五个小时。

眼睛布满了血丝,下巴上长满了胡茬,但眼神却异常亢奋。

“別急,慢慢来。“他拍了拍那个为drc违规烦恼的工程师的肩膀,“版图调整是个细致活,急不得。我来帮你看看。”

他俯下身,叮著屏幕上那些密密麻麻的彩色方块,手指在键盘上飞快地敲击著。

十分钟后,“搞定了。你看,这几根线改个走向,间距就够了。不过要注意,改完之后要重新跑一次寄生参数提取,確保对时序没有影响。

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“谢谢虞总!

凌晨两点,办公室里还有十几个人在工作。

虞承尧泡了一大壶浓茶,给每个人倒了一杯。

“兄弟们,再坚持一下。“他端起茶杯,“等这次流片成功了,我请大家去马尔地夫度假!

“虞总,你都说了三次了!“有人开玩笑道。

“那就三次!“虞承尧笑了,“每次成功就去一次!

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笑声在办公室里迴荡,疲惫似乎也被冲淡了一些。

周六,晚上十点。

最后一项检查终於通过了。

所有的drc、lvs、erc,零错误,零警告。

时序在所有工艺角下都有至少5%的余量。

功耗分析显示,平均功耗185w,峰值功耗230w,都在可接受范围內。

“可以提交了!“虞承尧看著屏幕上那行绿色的“pass“,长长地舒了一口气。

他拿起內线电话,拨通了李言的號码。

“李总,我们准备好了。”

电话那头,李言正在家里,刚洗完澡,穿著睡袍,手里拿著一杯红酒。

“好,提交吧。“他说,“辛苦了,让兄弟们回去好好休息。

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“是!”

掛断电话,虞承尧站起身,环顾办公室。

所有人都看著他。

“兄弟们,“他的声音有些哽咽,“咱们的“夸父一號“,今晚,要飞向台湾了。”

掌声响起,然后是欢呼声。

有人打开了偷偷藏在柜子里的香檳,“砰“的一声,白色的泡沫喷洒出来。

虞承尧接过別人递来的塑料杯,里面装满了香檳。

“敬“夸父“!

“敬“夸父“!”

所有人举起杯子,一饮而尽。

那一夜,这个团队释放了三个月来所有的压力和疲惫。

而与此同时,在办公室的伺服器机房里,一台专用的加密传输设备正在工作。

一个体积达到15gb的gdsii格式文件,经过aes—256加密后,通过专线网络,一点一点地传输到台湾新竹的台积电数据中心。

传输过程持续了近两个小时。

当进度条最终走到100%,屏幕上显示“transferplete“时,虞承尧才真正放下心来。

“夸父一號“,正式开始了它从图纸到硅片的转变。

接下来的两周,是焦急的等待。

虽然团队已经开始了第二版设计的前期规划,但每个人的心思,其实都在第一版的流片上。

代工厂那边,会经歷以下流程:

接收数据,进行forat检查(1—2天)

製作光罩(askakg,7—10天)

晶圆製造(waferfabrication,30—40天)

晶圆测试(wafertest,3—5天)

封装(packagg,5—7天)

最终测试(faltest,2—3天)

运回深圳(2—3天)

整个流程,预计需要60—70天,也就是大约十周。

在这十周里,“夸父“团队能做的,就是等待,然后为测试做准备。

他们设计了详细的测试方案—一从最基础的电源电压、工作频率测试,到各个功能模块的逐一验证,再到整体性能评估,列了上百个测试项目。

还定製了专用的测试板,採购了高精度的示波器、逻辑分析仪、功耗分析仪等设备。

但等待的过程,依然煎熬。

虞承尧每天早上第一件事,就是检查邮箱,看台积电那边有没有发来最新的进展报告。

直到这天,他收到了一封邮件,標题是“pleted“。

光罩製作完成,这是第一个好消息至少说明版图数据没有问题,可以顺利製作成光罩。

9月20日,又一封邮件:“waferfabricationstarted“。

晶圆开始投產了。

虞承尧把这个消息告诉团队,大家都很兴奋。

“再等一个月,咱们的晶片就出来了!“有人说。

“希望一次点亮!

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“一定能成功!”

但虞承尧心里清楚,真正的考验,还在后面。

晶圆能够顺利製造出来,只是第一步。

晶片能不能正常工作,性能能否达標,只有测试后才知道。

而这段等待的时间,对李言来说,却是安排另一件事情的好机会。

他需要离开一段时间,去欧洲。