1978,从抱着孩子上大学开始 第213节

  周明,以及970厂负责轩辕-2项目的工艺副总工老韩,正对着墙上白板密密麻麻的数据,和一张刚刚出炉的、触目惊心的晶圆缺陷分布图,眉头拧成了疙瘩。

  “老韩,你看,”周明的嗓子因为熬夜和着急而嘶哑,他用红笔在缺陷图上圈出几个密集的区域。

  “还是老问题,金属连线第三层,在芯片边缘和角落区域,电迁移导致的断路,和电阻激增缺陷特别集中。

  我们上周调整了溅射功率和衬底温度,改善了一点,但核心区域的缺陷率还是下不来。

  还有,接触孔(Via)的接触电阻,离散性太大,高的能超标一倍,直接导致时序失败。”

  老韩是个五十多岁、面色黝黑、不苟言笑的老军工,他盯着缺陷图,半晌没说话,只是狠狠地嘬了一口,手里快要烧到过滤嘴的香烟。

  他压力也很大,970厂承接这个民品大单,是厂里转型升级的关键一步,做好了,名利双收,做砸了,厂子的技术和信誉都会受质疑。

  “小周,”老韩终于开口,声音沙哑:“不是我们工艺不尽力。你们这个设计,金属线宽和间距压得太极限了,对我们这套老设备来说,已经是挑战工艺能力的边缘。

  电迁移,跟金属纯度、淀积的致密性、还有后续退火工艺都有关。我们用的靶材,是国产的,纯度跟进口的比有差距。

  退火炉的温场均匀性,也做不到百分百。这是硬件的天花板。**”

  “接触孔电阻,”他继续道,语气无奈:“跟刻蚀后的侧壁形貌、清洗是否彻底、以及阻挡层/粘附层的质量关系极大。

  我们那台老掉牙的接触孔刻蚀机,终点探测不稳定,容易过刻或刻蚀不足。

  清洗槽的化学品浓度和温度控制,也时有波动。这些,都不是靠调几个参数能立马解决的。需要换设备,或者大修。钱呢?时间呢?”

  硬件瓶颈。这是最棘手的问题。设计可以优化,参数可以调整,但老旧设备的物理极限、原材料的品质差距,就像横在面前的铜墙铁壁,不是靠意志力和加班就能撞开的。

  会议室里陷入了僵局。一种无力的焦躁在弥漫。如果硬件瓶颈无法突破,良率就永远卡在那里,轩辕-2的量产和商业化就无从谈起。

  “老韩,如果……我们退一步呢?”周明盯着图纸,忽然冒出一句。

  “退?怎么退?”

  “不追求全芯片在极限频率下工作。”周明眼中闪过一丝决绝的光芒:“我们把芯片按性能分级!针对目前工艺波动导致的缺陷分布特点,在芯片设计时就预留冗余和容错机制。

  比如,对电迁移敏感的关键电源和时钟走线,我们在版图上就加宽,或者采用双层走线并联降低电流密度。

  对接触电阻要求高的关键路径,我们增加并联接触孔数量,或者在布局时避开已知的工艺薄弱区域。”

  他越说越快,思路仿佛被打开:“然后,在测试环节,我们根据芯片实际达到的性能(频率、功耗)和功能完好性,将其分为 A、B、C几个等级。

  A级,全功能全性能,用于高端市场;B级,频率或部分非核心功能稍有限制,但完全可用,用于主流市场。

  C级,可能只具备核心图形功能,频率较低,但价格可以做到极低,用于对成本极度敏感、对性能要求不高的特定领域!”

  “这叫……”周明舔了舔干裂的嘴唇,想起了陈向东提过的一个词,“这叫设计工艺协同优化(DTCO)!

  不是让设计去硬扛落后的工艺,也不是让工艺去迁就不切实际的设计,而是让设计和工艺在现有条件下,找到那个最优的、平衡性能、良率和成本的甜蜜点!

  用设计智慧和测试分选,来弥补硬件工艺的不足!”

  老韩听着,眼中的凝重渐渐被一丝惊讶和思索取代。他干了半辈子工艺,习惯了设计提要求,工艺想办法实现的模式,还从未如此深入地想过,设计可以反过来为工艺的不足打补丁、做冗余。

  “这……倒是个思路。”老韩掐灭烟头:“但这样一来,你们的设计不是要大改?版图要动,测试程序要重写,甚至可能芯片面积会增加,成本……”

  “改!”周明斩钉截铁:“只要能把良率提上去,把芯片稳定地做出来,投入市场,产生现金流和反馈,任何修改都值得!

  老韩,你们工艺这边,能不能配合我们,把目前最稳定、可控性最好的工艺窗口参数,给我们一个明确的、量化的范围?

  还有,哪些区域是工艺的‘死穴’,绝对要避开?我们一起,重新定义这颗芯片的‘**可制造性’!”

  一场原本陷入僵局的会议,因为周明这个退一步海阔天空的逆向思维,被注入了新的活力。

  接下来的几天,联合攻关组的工作模式发生了根本性转变。不再是轩辕的人单纯盯着970厂的工艺要结果,而是变成了双方工程师趴在一起,对着晶圆缺陷图、电性测试数据、和原始的版图设计,一点一点地抠,寻找每一个可以优化、可以冗余、可以规避的地方。

  轩辕的工程师,对芯片的电路结构和性能关联了如指掌,970厂的工程师,则对自家设备的脾气,和工艺的薄弱环节心知肚明。

  双方的智慧在图纸、数据和无数次小规模实验流片中,激烈碰撞,逐渐融合。

  金属线加宽了0.1微米,在这个工艺节点上,意味着不小的面积代价,但模拟显示,电迁移寿命预计能提升三倍以上。

  关键模块的电源布线,从单层改为网格状,增加了布线复杂度,但大大降低了局部电流密度和电压降。

  在芯片的四个角落,增加了工艺监测单元(PCM),可以实时监测该区域的接触电阻等参数,为后续测试分选提供依据。

  970厂则根据轩辕提供的敏感区域信息,调整了光刻的对准策略和刻蚀的配方,并在清洗环节增加了额外的监控点。

  这是一场极其繁琐、耗神,且短期内看不到显著回报的磨剑。每一次设计修改,都需要重新进行仿真验证,然后制作新的掩膜版。

  虽然只是局部修改,但成本和时间依然可观,再进行小批量的实验流片,测试,分析,再调整……

  时间一天天过去,京城那边不断传来消息:芸想的旗舰店火爆开业,地质出版社的林老师反馈试用良好,初步有意向采购。

  A公司的专利律师函正式送达,法务战争阴云密布……压力从四面八方涌来。

  但在成都这个略显封闭的厂区里,周明和他的团队,仿佛进入了另一种时空。

  他们关心的,只有这一批次实验晶圆的缺陷密度,比上一批降低了多少,接触电阻的离散系数有没有改善,新增加的冗余电路,有没有按预期工作。

  直到四月初的一天。

  最新一次包含所有设计修改,和工艺调整的验证批晶圆,完成了最后的测试封装。测试数据被连夜整理出来,送到了联合会议室。

  周明、老韩,以及所有核心工程师,都屏住了呼吸,盯着投影屏幕上缓缓展开的良率分布图,和电性参数汇总表。

  漫长的几秒钟沉默。

  “……平均良率,”负责测试的970厂工程师,声音带着难以置信的颤抖:“47.8%。”

  47.8%!虽然距离60%的目标还有距离,但比起最初不足30%,已经是一个巨大的、质的飞跃!

  更重要的是,芯片核心功能区域的缺陷密度大幅下降,电性参数的离散性明显收窄。

  按照新的分级标准,预计可以筛选出超过30%的A级和B级芯片!

  “哈哈哈!”老韩突然爆发出一阵酣畅淋漓的大笑,用力拍着周明的肩膀,拍得他龇牙咧嘴:“小周!有你的!这个协同优化,他娘的有点意思!这条路,走通了!”

  周明也笑了,笑得眼眶有些发酸。这一个多月的煎熬、争执、不眠不休,在这一刻似乎都值得了。

  他们不仅仅是在提升一颗芯片的良率,更是在探索一条,在落后工艺条件下,通过设计和工艺的深度协同,实现产品可用、可造的龙国特色路径。

  这条路径或许不够优雅,不够先进,但它扎实、可控,并且牢牢掌握在自己手里。

  “老韩,这只是第一步。”周明抹了把脸,眼中重新燃起斗志:“47.8%还不够。我们接着优化,接着磨。

  下一版,目标 55%!我们要让轩辕-2,稳稳当当地,从这条产线上,一片一片地走下去!**”

  窗外,巴蜀之地的夜晚,春风已带暖意。厂房里,机器依旧轰鸣。

  而那把名为轩辕-2的剑,正在这看似笨拙、实则充满智慧的火与铁的反复淬炼中,渐渐褪去浮渣,显露出属于它自己的、内敛而坚韧的锋芒。

  燎原之火的燃料,不仅需要芸想这样的狂飙突进来提供,更需要970厂里这样一次次枯燥、艰难却至关重要的淬剑来锻造。而淬剑的故事,还远未结束。

  1990年3月25日,京城,西山某保密招待所。

  一间远离主楼、被松林环绕的独栋小楼会议室里,正在进行着一场规格极高、保密级别也极高的会议。

  与会者除了谢建军、陈向东、老刘、郑律师外,还有三位新面孔:

  李明德,五十岁,原电子工业部某重点计算机研究所副所长,微电子与计算机系统架构专家,因性格耿直、力主自主研发而在单位备受排挤,年初被谢建军通过星火渠道秘密接触后,以健康原因提前退休,随即被未名集团高薪聘请。

  王海,四十二岁,原某军工电子厂副总工程师,精通模拟电路、电源设计和整机工程,是解决可靠性和工程化问题的顶尖高手,同样是被星火挖掘并吸纳的核心人才。

  刘欣,女,三十八岁,原中科院软件所研究员,操作系统和编译器专家,曾参与过国产UNIX系统汉化,和小型机操作系统的研发,对构建软件底层有着深刻理解和执着追求。

  这三位,加上陈向东,构成了昆仑计划最初的技术核心领导小组。而谢建军,是这个绝密计划的总发起人和总负责人。

  “各位专家,今天这个会,没有文件,不做记录,只有我们几个知道。”谢建军开门见山,语气凝重。

  “我们今天的议题,不是改进WPS,不是优化某块加速卡,而是讨论如何造出一台,从里到外、从硬件到基础软件,尽可能由我们龙国人自己掌控的个人计算机。这个计划,我称之为昆仑**。”

  尽管事先已有所了解,但当谢建军清晰地说出目标时,李明德等人的呼吸还是不由得一滞。

  这个目标,太大,也太难了。几乎是要在英特尔、微软、IBM等巨头的生态铁幕之外,另起炉灶。

  “谢董,我理解您的雄心。”李明德推了推眼镜,声音沉稳但带着疑虑:“但现实是,我们连一个可用的、有生态的CPU都没有。

  轩辕是图形芯片,不是通用处理器。操作系统更是被国外垄断,从DOS到UNIX,到可能兴起的图形界面,我们都没有根基。

  这个昆仑,要从何谈起?难道从头设计CPU和操作系统?那需要的时间、资金、人才,是天文数字,而且成功率极低。”

  “李工问到了要害。”谢建军点点头,没有回避困难:“我们当然不可能,也绝不应该从头去设计一个,与X86兼容的CPU,去正面挑战英特尔。那是找死。

  昆仑计划的思路,是曲线救国,是农村包围城市。”

  他走到事先准备好的一块白板前,拿起笔,开始勾勒:

  “第一,硬件平台。我们不自己设计CPU,但我们可以设计主板!在通用的X86 CPU,如Intel 80386,将来可能是80486基础上,设计我们自己的主板芯片组、内存控制器、I/O控制器!

  尤其是,”他用笔重重敲了敲图形和中文两个词:“将轩辕芯片作为我们主板的核心图形,和显示处理单元,进行深度集成和优化!

  同时,集成我们自主研发的汉卡功能,声音处理单元,甚至考虑集成简单的网络接口。

  我们要做的,是一块高度集成、针对中文和图形处理优化、稳定可靠、且具有扩展性的**龙国芯主板!

  这块主板,要能兼容主流X86 CPU和内存,但它的灵魂和差异化优势,在我们自己集成的这些部件上,特别是在轩辕上!”

第181章 第1代移动通信技术

  这个思路,让李明德和王海的眼睛亮了起来。不做CPU,做承载CPU,并赋予其独特价值的母体,这是一个现实得多的切入点。

  既能利用现成的X86生态,解决有无和兼容问题,又能嵌入自己的核心技术,形成差异化。

  “第二,基础软件与操作系统。”谢建军看向刘欣说道:“我们也不从头写一个操作系统。

  刘工,你熟悉UNIX。国际上, BSD UNIX的源码是相对开放的, MINIX也是一个教学用的、结构清晰的微内核系统。

  我们的第一步,是组织精干团队,在合法合规的前提下,深入研究、消化、吸收这些开源,或教学操作系统的设计和源码。

  目标不是立刻做一个产品,是彻底吃透操作系统的原理,并以此为基础,开发我们自己的、针对龙国芯主板,和轩辕图形芯片深度优化的设备驱动程序、核心系统服务模块,以及最关键的,中文图形化用户界面(GUI)!”

  他顿了顿,强调道:“在初期,这个GUI可以跑在DOS之上,作为一层外壳(Shell)。

  但它必须是我们自己写的,必须能完美调用轩辕的图形加速能力,提供流畅的中文图形操作体验。

  未来,等我们对操作系统内核的理解足够深,团队足够强大,再考虑基于开源的微内核,逐步替换掉DOS,形成我们自己的、从底层到UI的完整系统架构。

  这个过程可能很长,但方向必须清晰,起步必须扎实。”

  刘欣听得心潮澎湃。她一直梦想能参与一个,真正自主的操作系统项目,而不是没完没了地汉化,和修补国外系统。

  谢建军的思路,务实而富有远见,从最难的图形界面和驱动入手,同时深耕内核技术,为未来奠基。

  “第三,应用软件生态。”谢建军的笔指向了应用层:“WPS是我们的先锋和根据地,必须做得更好,与昆仑平台的图形界面,和轩辕加速深度绑定。

  同时,我们要秘密启动或投资几个,关键应用软件的自主研发项目:中文表格处理、简单的数据库、教育软件、以及针对特定行业,出版、设计、教育的专用软件。

  用昆仑平台+轩辕加速+WPS+专用软件,形成一个能够解决实际问题的、有吸引力的初始应用包。这就是我们最初的生态。”

  “第四,实施策略与资源保障。”谢建军放下笔,目光扫过众人:“昆仑计划,是集团最高机密,代号内部使用。

  对外,硬件部分可以叫未名自主板卡设计部,软件部分可以叫未名系统软件实验室,隶属于轩辕项目之下。

  启动资金,从芸想利润和集团储备中单独划拨,第一期投入 500万RM币。

  人员,以在座各位为核心,从星火基地、轩辕研发团队、以及通过李工、王工、刘工的人脉,秘密吸收绝对可靠、有真才实学、且对自主事业有热情的专家和工程师。

  规模初期控制在五十人以内,宁缺毋滥。”

  “我们的目标,”谢建军最后总结,声音铿锵有力:“不是一两年内推出产品与IBM、康柏竞争。

  我们的目标是,用三到五年时间,吃透主板设计和图形集成技术,做出稳定可靠的龙国芯主板原型。

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