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第26章 流片观察中的讨论

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时光流转至 1988 年,华伟公司的 C&C08 系列千门数字程控交换机在义乌邮电局佛堂镇试点,任争斐带着团队驻扎在潮湿的机房,半个多月不眠不休,调试参数、焊接线路,终于成功安装首台 2000 门交换机。

与此同时,兴中公司的大容量交换机在湘省益阳、衡阳与岳阳的 “三阳工程” 中大显身手,顺利打开市话和本地网市场。

庆功宴上,水晶吊灯映照着众人的笑脸。

陈志斌端着酒杯走到秦奕面前,朗笑道:“当年在我店里第一眼看到你,就知道你在技术路线上面的眼光是一顶一的!”

“少来。” 秦奕翻了个白眼,调侃道,“陈叔你第一次见面可是把我当骗子赶出你店门的!”

“嗯?老陈你竟然对小秦做过这种事!” 任争斐和侯韦贵立刻来了兴致,齐刷刷把耳朵凑了过来。

陈志斌无奈,只好把当初的情形解释了一下:“那时候秦奕想开发汉卡赚取自己的第一桶金,可汉卡制作本身也需要购买一些配件,当时他根本没有钱买相关的零部件,结果你猜他干了啥?”

“他来到我电脑配件店里说要赊账买东西,当时我都还不认识他,哪能随便借东西给他?最后硬是让阿兴把人轰了出去……”

他说着,又感慨了一句:“谁能想到,当年这个兜里比脸还干净的年轻人,能在几年里给我们鹏城乃至国家带来这么翻天覆地的变化啊!”

“来,为小秦,为咱们的国产技术,干!”

众人纷纷举杯,酒杯相碰的清脆声响,承载着过往的艰辛与此刻的喜悦。

时间如白驹过隙,转眼间到了 1989 年底,华伟和兴中的数字程控交换机凭借着稳定的性能和亲民的价格,己经全面占领国内农村市场,于是任争斐和侯韦贵两人便筹划着向城市交换机市场进发。

由于城市的人口密度、通信业务类型和数量、对通信可靠性等要求都比农村要高,相应地相关单位对交换机的性能要求也更高。

任争斐调研了一番之后发现政府的招标门槛基本都是万门级设备,华伟和兴中此前研发出来的千门级设备连参加招标的资格都没有,所以他们必须研发出新的万门交换机产品,而万门交换机相比千门交换机,最关键的区别除了处理器之外,就是交换矩阵芯片。

华宏半导体的数据核验间,任争斐和侯韦贵在跟秦奕打完招呼之后,便又和胡玮武开始讨论起芯片流片的事情上来了,今天两人和胡玮武的图形处理器芯片一起流片的,正是他们各自设计的交换矩阵芯片。

目前华宏生产的是 4 英寸晶圆,三款芯片中,胡玮武的图形处理面积单颗占 18 平方毫米,一共有 11 颗,华伟的交换矩阵单颗占有 25 平方毫米,一共有 7 颗,兴中的芯片单颗占有 23 平方毫米,一共有 8 颗,剩下的面积则用于对准标记和测试结构。

胡玮武在跟任争斐两人商量好刚才提到的两个问题后续怎么处理之后,他又发现了一个新的问题。

“你们过来看看!”胡玮武把监控屏幕的 7 号区域放大至 500 倍,屏幕上芯片的间距清晰地呈现在众人的面前,“这里的图形芯片间隔距离比我们设计的少了 0.3 微米!”

他手中的红笔在触控屏上划出两条颤抖的红线,任争斐也快速调出设计图纸进行对比,有些紧张地说道:“光刻时相邻线路间距小于安全阈值,发生桥接的概率超过 60%!”

产线主管立即调出硅片温度变化曲线,蓝色折线在 23℃刻度轻微波动:“胡工,这是硅片热膨胀导致的偏移。我们通过大量实验发现,当曝光温度控制在 23±0.5℃时,硅片的热膨胀系数能稳定在可控范围。”

他切换到工艺模拟界面:“您看,在这个温度区间内,后续图形间距的热变形误差可以控制在 ±0.1 微米以内,足以满足设计规则要求,能有效避免桥接风险。”

“了解。”胡玮武虽然还是有些担心,不过既然主管说后面不会出问题,他也就只能最后看下生产出来的结果如何了。

“但热膨胀系数会随着光刻进程累积。” 侯韦贵皱着眉头敲击着屏幕上的模拟数据,“前层光刻的微小误差会影响后续层的对准,必须在每层光刻后进行实时补偿。”

他转头看向任争斐:“交换矩阵芯片对精度要求更高,我们的设计能承受这种累积误差吗?”

任争斐快速在计算器上敲击:“我感觉我们这边应该可以。”

“行。”因为兴中在这一块用的是和华伟一样的设计,既然任争斐觉得没有问题,那么侯韦贵也放心了。

“嗯?”任争斐这时候又发现了另外一个问题,“我们华伟芯片的时钟树驱动能力好像不太够啊。”

侯韦贵凑过来看了一下:“是不太行,skew 时钟偏移己经到 12 纳秒了,超出交换矩阵要求的 8 纳秒上限了。”

任争斐调出芯片版图,红色标记闪烁在关键路径,"特别是第二级与第三级缓冲器间的寄生电容,使信号上升沿时间增加到 5.2ns,时序同步失效了。"

“听起来感觉跟供电能力有关呀,我有办法。”胡玮武将光标移至自己的图形芯片设计文件,展开冗余金属层图层:”注意这些未使用的 M3、M4 层金属布线。我们可以利用这些闲置资源构建旁路供电网络,通过独立的 VDD_CK 电源轨为时钟树提供额外驱动电流。"

他切换到电路仿真界面,演示修改后的信号传输模型:”当驱动能力提升 30% 后,skew 值可降至 7.5ns,满足时序要求,同时该方案无需修改现有版图布局,只需在掩模版阶段增加金属层连接即可。"

“感觉可行!”任争斐认可地点了点头。

侯韦贵那边突然调出示波器波形,电流曲线剧烈波动:"静态电流异常!" 他放大 3 号测试点数据,"实测值 238μA,比仿真值高出 47μA。"

工程师迅速调出材料报告:"P-substrate 电阻率 8Ω?cm,低于标称值 20%,可能导致衬底漏电流增大。"

刺耳的警报声骤然响起,观察室内的技术讨论瞬间进入白热化阶段。

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