国芯崛起:从香江到硅谷

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第29章 “麻雀 Rev B”的诞生?硅片归来!

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在经历了两个多月漫长而焦灼的等待后,那个牵动着芯启科技所有人神经的时刻,终于到来了!

一箱印着台积电(TSMC)醒目标志的、包装得异常严密的硬纸箱,由国际快递送达了观塘那间略显拥挤的办公室。箱子不大,却仿佛有着千斤重,里面装着的,是芯启科技的第一个孩子,是承载着整个公司希望的——“麻雀 Rev B”的首批工程硅片(Engineering Wafers)!

消息传来,整个办公室瞬间沸腾了!

所有人都暂时放下了手中的工作,围拢过来,目光灼灼地盯着那个看似普通的纸箱,眼神中充满了激动、期待,还有一丝难以掩饰的紧张。这两个多月里,团队承受了太多的压力和煎熬,付出了无数的心血和汗水,成败在此一举!

林轩强压下内心的激动,亲自签收了包裹。他小心翼翼地打开层层保护包装,露出了里面几个黑色的、圆形的晶圆盒(Wafer Cassette)。透过透明的盒盖,可以看到里面叠放着的一片片闪烁着金属光泽的、薄薄的硅晶圆。每一片晶圆上,都整齐地排列着数百个微小的、肉眼几乎看不清的方形Die(裸片),那就是他们日夜奋战的成果——“麻雀 Rev B”芯片!

“好了,都别围着了!”林轩深吸一口气,努力让自己的声音保持平静,“家俊哥,顾博士,验证组的同事,我们去实验室!”

核心技术团队的成员们立刻行动起来。他们穿上防静电服,戴上口罩和手套,小心翼翼地将一个晶圆盒捧进了那间经过简单改造、但也配备了必要设备的测试实验室。

接下来的步骤,繁琐而关键。

首先是晶圆测试(Wafer Sort / Wafer Probe)。需要将整片晶圆固定在探针台(Probe Station)上,然后用极其精密的探针,接触到每一个Die上的测试焊盘(Test Pad),通过自动测试设备(ATE)运行预先编写好的测试程序,对每个Die进行初步的功能和电参数筛选,标记出可能失效的Die。

这个过程需要极高的精度和耐心。林轩和陈家俊、顾维钧等人轮流操作着那台半自动的探针台,眼睛紧盯着显微镜和ATE屏幕上跳动的数据。

初步测试结果很快出来了,有好消息,也有坏消息。

好消息是,整片晶圆上,大部分Die都通过了基本的电气连接测试和简单的功能向量测试,没有出现大面积的、灾难性的制造缺陷。这至少证明,台积电的0.5微米工艺是可靠的,他们的设计在大的逻辑层面上没有致命错误。大家悬着的心,放下了一半。

坏消息是,通过初步筛选的“良品”Die(Good Die)的比例,似乎低于预期。在一片晶圆上,大约只有60%-70%的Die能够通过所有基础测试,这意味着初始良率(Yield)并不算高。而且,即使是这些“良品”Die,其某些关键电参数(如漏电流、工作频率的初步测试结果)也呈现出一定的离散性,暗示着可能存在一些设计或工艺上的边缘问题(marginality)。

“初始良率偏低是正常的,”林轩安慰着略显沮丧的陈家俊和顾维钧,“毕竟是新设计、新工艺的第一次流片。关键在于,我们要尽快找出导致不良的原因,以及评估那些通过初测的Die,其性能是否真正达标。”

下一步是封装(Packaging)。为了进行更全面的功能和性能测试,需要将通过初测的Die从晶圆上切割下来(Dicing),然后焊接到芯片基板上,用环氧树脂进行塑封,形成可以焊接到电路板上的、我们常见的芯片形态。

芯启科技目前还没有自己的封装产线,这项工作外包给了香港本地一家有合作关系的封装厂。他们加急将切割好的“良品”Die送了过去。

又是几天焦急的等待。

第一批封装好的“麻雀 Rev B”工程样品(Engineering Sample, ES)终于送回了芯启科技的实验室!看着那些印着“Xinqi Tech”和“Sparrow Rev B”字样的、崭新的黑色芯片,每个人的心情都像是即将揭晓高考成绩的考生。

最后的审判时刻到了——芯片上板测试(Bring-up & Validation)!

验证团队早已准备好了专门设计的测试验证板(Validation Board)。这块电路板上集成了电源、时钟、存储器、音频接口、调试接口等所有必要的周边电路,可以将“麻雀”芯片的功能尽可能地模拟出来。

顾维钧亲自操刀,小心翼翼地将第一颗ES芯片焊接到验证板上。所有人都屏住了呼吸,围拢在测试台前。实验室里安静得掉根针都能听见。

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