第157章 「夸父「之躍(2/2)
再過半小時,他要去李言的辦公室,向這位年輕的董事長匯報,並且請求批准投入至少300萬美元,進行「夸父一號「的首次流片。
虞承堯深吸了一口氣,合上了文件夾。
上午十點,李言的辦公室。
巨大的會議桌上,擺放著三份一模一樣的厚重文件。
李言坐在主位,左邊是虞承堯,右邊是從矽谷回來不久的梁俊偉博士他已經正式加入星辰,擔任「夸父計劃「的技術顧問。
蘇晴坐在角落,抱著筆記本電腦記錄。
「虞總,開始吧。「李言說。
虞承堯點點頭,打開筆記本電腦,將其連接到牆上的大屏幕。
屏幕上首先出現的,是一張複雜的晶片版圖—密密麻麻的彩色幾何圖形,每一塊顏色代表不同的功能模塊,每一條線代表一根金屬連線或者矽層結構。
這就是「夸父一號「。
在外行眼裡,這不過是一堆看不懂的色塊。
但在虞承堯這些晶片工程師眼中,這是一件精密到極致的藝術品每一個電晶體的位置、每一根導線的寬度、每一層金屬的疊加,都經過了反覆優化和權衡。
「李總,這是我們的設計全貌。「虞承堯用雷射筆指著屏幕,「整個晶片分為七個主要功能模塊—
「6
他逐一介紹:「第一,傳感器接口模塊,負責與CMOIPICSI—2協議,最高帶寬1.5Gbps。」
「第二,ADC模塊,將傳感器輸出的模擬信號轉換為數位訊號,我們設計的是12—bit
流水線型ADC,採樣率可達200MHz。」
「第三,圖像預處理模塊,包括黑電平校正、鏡頭陰影校正、壞點修復等功能。
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「第四,核心ISP流水線,這是整個晶片最複雜的部分,包括去馬賽克算法、色彩矩陣轉換、Gamma校正、銳化、降噪等十幾個子模塊。」
「第五,3A算法引擎,即自動對焦(AF)、自動曝光(AE)、自動白平衡(AWB),這部分採用了可編程的DSP架構,可以靈活調整算法參數。
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「第六,視頻編碼接口,可以將處理後的圖像數據輸出給H.264編碼器或直接送到顯示屏。」
「第七,控制和總線接口,通過標準的AHB總線與主CPU通信,接收控制指令和發送狀態信息。」
虞承堯切換到下一頁幻燈片,是一張性能對比表。
「我們與目前市面上的主流ISP晶片進行了對標。「他說,「在關鍵指標上,「夸父一號「的表現如下——」
李言仔細看著屏幕上的數據。
「可以看到,「虞承堯解釋道,「我們的性能介於高通和三星之間,明顯優於聯發科的集成方案。
功耗控制得也還可以,雖然比不上三星那種用最先進位程的高端晶片,但在65nm工藝下已經是不錯的水平了。
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「最關鍵的是,「他的語氣變得更加堅定,「這是完全自主設計的。每一行RTL代碼、每一個IP模塊,都是我們團隊寫的或者購買了永久授權的。我們對這顆晶片的每一個電晶體都有完全的掌控權。
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李言點了點頭,「繼續。
心虞承堯切換到下一部分風險評估。
「根據我們的仿真和評審,目前存在以下幾個主要風險點—
」
「第一,功耗。雖然仿真結果顯示平均功耗在180mW左右,但實際流片後,由於工藝偏差和寄生參數的影響,可能會增加10—20%。如果超過220mW,在手機應用中就會有發熱問題。」
「第二,時序。我們設計的工作頻率是200MHz,根據靜態時序分析(STA),在typicalcorner下有10%的餘量。但在worstcorner下,餘量只有3%,如果代工廠的工藝偏差偏向最壞情況,可能會出現時序違例,導致晶片無法正常工作。」
「第三,ADC的線性度。這是模擬電路,對工藝波動非常敏感。我們做了大量的蒙特卡洛仿真,但實際情況可能還是會有偏差。
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「第四,良率。第一次流片,由於設計經驗不足,可能會有一些工藝規則(DRC)或者版圖寄生效應的問題沒有被完全識別,導致良率偏低。
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虞承堯頓了頓,看著李言。
「綜合評估,我認為首次流片的成功率在40—50%之間。這裡的「成功「,指的是至少有一半以上的功能能夠正常工作,性能達到設計目標的80%以上。
,會議室里安靜了幾秒。
梁俊偉接過話頭,「李總,我補充一點。
他推了推眼鏡,「虞總的評估已經很客觀了。但我想強調的是,40—50%的首次成功率,對一個全新的團隊、全新的設計來說,已經是很樂觀的預期。」
「業內有個說法,叫「晶片墓地「。「梁俊偉苦笑了一下,「很多初創公司,第一次流片失敗,第二次又失敗,錢燒光了,團隊散了,項目就夭折了。所以在矽谷,VC投資晶片公司都非常謹慎。」
「我的建議是,「他看著李言,「我們要做好失敗的心理準備。即使這次流片完全失敗,矽片回來一點都不能用,也不要氣餒。把問題找出來,在下一版設計中修正,這是晶片行業的常態。」
李言聽完,靠在椅背上,手指輕輕敲擊著扶手。
辦公室里只有空調送風的輕微聲音。
良久,他開口。
「兩位博士,我問幾個問題。」
「您說。「虞承堯和梁俊偉同時回答。
「第一,如果這次流片失敗,我們能從中學到什麼?
」
「很多。「虞承堯立刻回答,「失敗的晶片也是有價值的。我們可以通過測試,知道哪些模塊工作正常,哪些有問題。可以用電子顯微鏡分析版圖,看是否有工藝缺陷。可以用探針台逐級測試信號,定位故障點。這些信息,對下一版設計至關重要。」
「第二,如果我們不流片,繼續做仿真,能不能把成功率提高到70%、80%?
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虞承堯搖了搖頭,「不能。仿真永遠無法100%還原真實矽片的行為。有些問題,只有流片後才能發現。如果一直不流片,就永遠停留在紙面上,永遠不知道設計到底行不行。」
「第三,這次流片需要多少錢?多長時間?
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「採用T工藝,多項目晶圓流片,費用約300萬美元。
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虞承堯說,「從提交設計到矽片返回,大概需要10—12周。如果加上前期的最終驗證和後期的測試,整個周期大約4個月。」
李言又問,「如果失敗了,下一次流片最快什麼時候?
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「如果只是小修小補,3個月後可以再次流片。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,看著窗外深圳灣的景色。
外面陽光明媚,海面波光粼粼。
遠處香港的高樓在薄霧中若隱若現。
他轉過身,自光堅定。
「批准流片。」
「就按虞總的方案,找台積電,300萬美元,我們出得起。
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「即使失敗,也要把經驗和教訓帶回來。「他的語氣沒有任何猶豫,「這筆學費,我們交得起,也必須交。晶片這條路,本來就是要交學費的。交了才能學會,學會了才能走得更遠。」
「另外,「李言繼續說,「既然首次成功率不高,我們要做好PIanB。虞總,你們在等待矽片返回的這段時間,不要閒著,開始第二版的設計。把這次設計中的不確定因素,在第二版中加以改進。這樣即使第一次失敗,我們也能快速疊代。」
「明白!「虞承堯眼中閃過激動的光芒。
「梁博士,「李言又看向梁俊偉,「你在InteI做了這麼多年,肯定認識TC那邊的人。這次流片,麻煩你去協調一下,爭取最快的周期和最好的工藝支持。
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「沒問題。「梁俊偉點頭,「我跟TC的幾個技術總監都是老朋友,我會親自去台灣跟進這個項目。
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「很好。「李言回到座位上,拿起桌上的筆,在文件最後一頁簽下了自己的名字。
「「夸父計劃「第一階段,正式啟動。」
接下來的一周,整個「夸父「團隊進入了最緊張的衝刺階段。
雖然設計已經基本完成,但在提交流片之前,還有大量的驗證工作要做。
DRC(設計規則檢查)—確保版圖符合代工廠的所有工藝規則,沒有任何違規。
LVS(版圖與電路圖一致性檢查)確保最終的版圖與電路圖完全一致,沒有漏連、短路或元器件參數錯誤。
ERC(電學規則檢查)一檢查是否有懸空節點、過大的電流密度等電學問題。
天線效應檢查防止製造過程中等離子體刻蝕對柵極氧化層的損傷。
時序收斂反覆疊代,確保在所有工藝角下,時序都滿足要求。
功耗分析—對各個模塊在不同工作模式下的功耗進行詳細評估。
每一項檢查,都要運行幾個小時甚至幾天,生成數GB甚至數TB的日誌文件。
工程師們需要從這些海量的日誌中,找出每一個warning和error,分析原因,修正設計,然後重新檢查。
「又發現17個DRC違規!「一個工程師盯著屏幕,有些抓狂,「都是金屬間距不足,得手動調整版圖。」
「我這邊LVS報告顯示,ADC模塊有3個netmiatch!「另一個工程師喊道。
「時序又沒收斂!關鍵路徑還差200ps!
」
「ESD保護電路的面積超了,得重新設計...
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整個辦公區充斥著這樣的對話。
虞承堯在各個工位之間穿梭,解決各種技術問題,協調資源,鼓舞士氣。
他已經連續三天沒有回家了,就睡在辦公室的行軍床上,每天只睡四五個小時。
眼睛布滿了血絲,下巴上長滿了胡茬,但眼神卻異常亢奮。
「別急,慢慢來。「他拍了拍那個為DRC違規煩惱的工程師的肩膀,「版圖調整是個細緻活,急不得。我來幫你看看。」
他俯下身,叮著屏幕上那些密密麻麻的彩色方塊,手指在鍵盤上飛快地敲擊著。
十分鐘後,「搞定了。你看,這幾根線改個走向,間距就夠了。不過要注意,改完之後要重新跑一次寄生參數提取,確保對時序沒有影響。
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「謝謝虞總!
」
凌晨兩點,辦公室里還有十幾個人在工作。
虞承堯泡了一大壺濃茶,給每個人倒了一杯。
「兄弟們,再堅持一下。「他端起茶杯,「等這次流片成功了,我請大家去馬爾地夫度假!
」
「虞總,你都說了三次了!「有人開玩笑道。
「那就三次!「虞承堯笑了,「每次成功就去一次!
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笑聲在辦公室里迴蕩,疲憊似乎也被沖淡了一些。
周六,晚上十點。
最後一項檢查終於通過了。
所有的DRC、LVS、ERC,零錯誤,零警告。
時序在所有工藝角下都有至少5%的餘量。
功耗分析顯示,平均功耗185mW,峰值功耗230mW,都在可接受範圍內。
「可以提交了!「虞承堯看著屏幕上那行綠色的「PASS「,長長地舒了一口氣。
他拿起內線電話,撥通了李言的號碼。
「李總,我們準備好了。」
電話那頭,李言正在家裡,剛洗完澡,穿著睡袍,手裡拿著一杯紅酒。
「好,提交吧。「他說,「辛苦了,讓兄弟們回去好好休息。
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「是!」
掛斷電話,虞承堯站起身,環顧辦公室。
所有人都看著他。
「兄弟們,「他的聲音有些哽咽,「咱們的「夸父一號「,今晚,要飛向台灣了。」
掌聲響起,然後是歡呼聲。
有人打開了偷偷藏在柜子里的香檳,「砰「的一聲,白色的泡沫噴灑出來。
虞承堯接過別人遞來的塑料杯,裡面裝滿了香檳。
「敬「夸父「!
」
「敬「夸父「!」
所有人舉起杯子,一飲而盡。
那一夜,這個團隊釋放了三個月來所有的壓力和疲憊。
而與此同時,在辦公室的伺服器機房裡,一台專用的加密傳輸設備正在工作。
一個體積達到15GB的GDSII格式文件,經過AES—256加密後,通過專線網絡,一點一點地傳輸到台灣新竹的台積電數據中心。
傳輸過程持續了近兩個小時。
當進度條最終走到100%,屏幕上顯示「Tranplete「時,虞承堯才真正放下心來。
「夸父一號「,正式開始了它從圖紙到矽片的轉變。
接下來的兩周,是焦急的等待。
雖然團隊已經開始了第二版設計的前期規劃,但每個人的心思,其實都在第一版的流片上。
代工廠那邊,會經歷以下流程:
接收數據,進行Format檢查(1—2天)
製作光罩(Maaking,7—10天)
晶圓製造(WaferFabrication,30—40天)
晶圓測試(WaferTest,3—5天)
封裝(Packaging,5—7天)
最終測試(FinalTest,2—3天)
運回深圳(2—3天)
整個流程,預計需要60—70天,也就是大約十周。
在這十周里,「夸父「團隊能做的,就是等待,然後為測試做準備。
他們設計了詳細的測試方案—一從最基礎的電源電壓、工作頻率測試,到各個功能模塊的逐一驗證,再到整體性能評估,列了上百個測試項目。
還定製了專用的測試板,採購了高精度的示波器、邏輯分析儀、功耗分析儀等設備。
但等待的過程,依然煎熬。
虞承堯每天早上第一件事,就是檢查郵箱,看台積電那邊有沒有發來最新的進展報告。
直到這天,他收到了一封郵件,標題是「Mapleted「。
光罩製作完成,這是第一個好消息至少說明版圖數據沒有問題,可以順利製作成光罩。
9月20日,又一封郵件:「WaferFabricationStarted「。
晶圓開始投產了。
虞承堯把這個消息告訴團隊,大家都很興奮。
「再等一個月,咱們的晶片就出來了!「有人說。
「希望一次點亮!
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「一定能成功!」
但虞承堯心裡清楚,真正的考驗,還在後面。
晶圓能夠順利製造出來,只是第一步。
晶片能不能正常工作,性能能否達標,只有測試後才知道。
而這段等待的時間,對李言來說,卻是安排另一件事情的好機會。
他需要離開一段時間,去歐洲。