第361章 天權產品質量回溯專項

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  章宸站在白板前,手裡拿著紅色記號筆,在畫一張天權4號晶片的功能模塊圖。他的旁邊坐著林薇、趙靜、孫總監,以及從合城趕來的老韓和製造部的三位工藝工程師。

  會議的主題是「天權產品質量回溯」。這個專項是在天權4號小批量試產完成後啟動的。首批五百顆工程樣片的測試數據出來了——良率94.2%,這個數字本身不差,甚至可以說是相當好。但章宸在數據分析中發現了一個值得警惕的規律:良率的波動不是隨機的,而是與晶圓上的位置強相關。

  邊緣區域的晶片,性能參數比中心區域的晶片平均差了百分之三到百分之五。這個差異在規格書允許的範圍內,不影響晶片的正常使用。但章宸擔心的是——如果這個差異是某種系統性問題的徵兆,那麼在規模化量產後,問題可能會被放大。

  「各位,天權4號小批量試產的五百顆晶片,我們在十八個測試艙里做了全參數測試。測試結果匯總在這裡。」章宸調出了一張熱力圖,上面是一塊十二英寸晶圓的平面圖,不同顏色代表不同位置的晶片性能表現。

  「中心區域,綠色,性能達標率百分之九十八。邊緣區域,黃色到橙色,性能達標率百分之九十一到百分之九十五。邊緣區域的晶片,主要問題是——漏電流偏高、最大主頻偏低、以及SRAM的位錯誤率略高。」

  「這三個問題,指向同一個根因——工藝偏差。晶圓邊緣的薄膜沉積均勻性比中心區域差,導致電晶體的閾值電壓漂移。閾值電壓漂移,導致漏電流增加、主頻下降、存儲單元穩定性變差。」

  林薇皺起了眉頭。「這個根因我們不是早就知道了嗎?追光三期量產的時候,膜厚均勻性的問題就暴露過。張京京的團隊做了工藝優化,把均勻性從百分之三提升到了百分之一點五。按理說,一點五的均勻性,不應該導致這麼明顯的性能差異。」

  章宸說:「一點五的均勻性,對於普通晶片來說足夠了。但天權4號用的是存算一體架構,計算單元和存儲單元緊耦合,對工藝偏差的敏感度比傳統晶片高一倍。邊緣區域百分之一點五的膜厚偏差,映射到電晶體性能上,就是百分之五的差異。」

  「問題的關鍵是——我們在設計天權4號的時候,用的工藝偏差模型是基於傳統晶片的經驗數據。我們低估了存算一體架構對工藝偏差的敏感度。這不是製造的問題,是設計的問題。」

  會議室里安靜了幾秒。

  孫總監率先開口。「章總,你的意思是——天權4號的性能差異,不是追光產線的問題,是我們設計時沒有充分考慮工藝偏差?」

  章宸點頭。「對。追光產線的均勻性一點五,已經是國內最高水平了,甚至比舊秩序的一些產線還好。但存算一體架構對均勻性的要求,不是一點五,而是一點零。我們的設計,超出了產線的能力邊界。或者說,產線的能力邊界,比我們預想的窄。」

  林薇在白板上寫下了幾個關鍵詞:「設計-工藝協同優化」。

  「章宸的發現很重要。天權4號的問題,不是追光產線不行,而是我們的設計流程里缺了一個環節——設計-工藝協同優化。設計團隊用理想的工藝模型做仿真,製造團隊用現實的產線能力做生產,兩個模型之間的偏差,就是晶片性能差異的來源。」

  「天權5號,不能再犯同樣的錯誤。從今天開始,設計團隊和製造團隊要共用同一個工藝模型。這個模型,必須基於追光產線的實際測試數據,不是理想值,是統計分布。設計團隊在做仿真的時候,要用這個模型跑蒙特卡洛分析,看看設計在工藝偏差下的魯棒性。」

  章宸說:「這個方向對。但有一個問題——工藝模型的建立,需要大量的測試數據。追光產線雖然跑了一年多,但數據積累還不夠。要建立高精度的統計模型,至少需要一萬片晶圓的測試數據。我們現在只有三千片。」

  老韓插了一句:「數據不夠,可以加測。合城產線現在每周跑兩百片追光三期的晶圓,每片晶圓做完電測試後,數據自動上傳到中央資料庫。按照這個速度,兩個月內就能湊夠一萬片。」

  林薇說:「好。老韓,你負責協調產線的測試資源。章宸,你負責設計數據採集的規格和格式。趙靜,你負責用AI模型分析數據,找出工藝參數和晶片性能之間的關聯規律。兩個月後,我要看到一個可用的設計-工藝協同優化模型。」

  三人同時點頭。

  會議進入第二個議題——天權4L的亞閾值設計是否也存在同樣的問題。

  孫總監調出了天權4L的設計文檔。「天權4L用的是亞閾值電路技術,電晶體工作在閾值電壓附近,對工藝偏差的敏感度比傳統電路高一個數量級。天權4號的百分之五偏差,到了天權4L上,可能會放大到百分之二十到三十。」


  「我們的應對策略是——在設計階段,用更保守的時序裕量。傳統電路留百分之十的裕量,亞閾值電路留百分之三十。但這會犧牲性能。天權4L的目標主頻是八百兆赫,如果留百分之三十的裕量,實際只能跑到六百兆赫左右。」

  章宸說:「留裕量是笨辦法。聰明的辦法是——用自適應的電壓和頻率調節。晶片在出廠時做一次測試,根據實際的工藝偏差,動態調整工作電壓和主頻。偏差大的晶片,電壓調高一點,主頻調低一點。偏差小的晶片,電壓調低一點,主頻調高一點。每顆晶片都工作在最優的點上。」

  「這個技術在舊秩序的晶片公司已經很成熟了,叫『自適應電壓和頻率調節』。我們的天權3號用過類似的技術,但算法比較簡單,精度不夠。天權4L可以升級一下——用AI模型預測每顆晶片的最優工作點,而不是用查表法。」

  趙靜說:「AI模型我可以做。訓練數據從哪裡來?」

  孫總監回答:「天權4L的工程樣片,十周後出來。到時候,我們會把每顆樣片放在不同電壓和頻率下跑測試,收集幾百萬組數據。用這些數據訓練AI模型,預測最優工作點。預測精度做到百分之九十五以上,應該沒問題。」

  趙靜在筆記本上記了下來。

  會議進入第三個議題——天權5號的架構優化。

  章宸調出了天權5號的架構圖。「天權4號暴露出來的問題——存算一體架構對工藝偏差敏感。天權5號在設計時就要解決這個問題。我的建議是——在存算一體陣列里加入冗餘設計。每個計算單元旁邊放一個備用的,出廠測試時,把偏差大的單元禁用,啟用備用的。」

  「這個思路和內存晶片的冗餘設計類似。內存晶片的良率能做到百分之九十九以上,靠的就是冗餘。主陣列里總有壞單元,但備用的單元頂上,用戶根本感覺不到。」

  林薇問:「冗餘設計會增加多少晶片面積?」

  章宸估算了一下。「百分之十到十五。天權5號的晶粒面積現在是八十平方毫米,加了冗餘後,會增加到九十平方毫米左右。每片晶圓的晶片數量從七百顆降到六百三十顆,成本增加百分之十。但良率可以從百分之九十四提升到百分之九十八以上。算下來,單顆晶片的成本反而會降低百分之五。」

  孫總監說:「這個帳算得過來。天權5號是旗艦晶片,成本不是最敏感的,性能和可靠性才是。百分之十的面積換百分之四的良率提升,划算。」

  老韓問了一個製造角度的問題:「冗餘設計,會不會增加測試的複雜度?每顆晶片要測試主單元和備用單元,測試時間會翻倍。」

  章宸說:「不會翻倍。我們可以用並行測試——主單元和備用單元同時測。測試時間增加百分之二十左右,可以通過優化測試向量來壓縮。這個問題不大。」

  會議進行到下午兩點,所有議題都討論了一遍。林薇做了總結。

  「天權產品質量回溯專項,今天定了三個方向——第一,建立設計-工藝協同優化模型,兩個月內完成,用追光產線的一萬片晶圓數據。第二,天權4L採用自適應電壓和頻率調節,用AI模型預測最優工作點,十周後工程樣片出來後啟動數據採集。第三,天權5號加入冗餘設計,面積增加百分之十,良率提升到百分之九十八以上,成本降低百分之五。」

  「章宸,你負責寫一個專項報告,把這三個方向的技術方案、資源需求、時間節點都寫清楚。下周一之前,發給陳醒和我。」

  章宸點頭。

  會議結束後,林薇和章宸留了下來。兩人站在窗前,窗外芯谷的中央研究院大樓正在擴建,新的實驗室框架已經搭到了三層。

  「章宸,你覺得天權4號的問題,陳醒會怎麼看?」林薇問。

  章宸想了想,說:「他會說——發現問題比解決問題更重要。天權4號暴露出來的設計-工藝協同問題,不是壞事,是好事。在四號上暴露,比在五號上暴露好。五號是要量產的,四號只是小批量。我們在四號上花了五周延遲的代價,換來了五號可以少走彎路。」

  林薇點頭。「我也是這麼想的。天權4號延遲五周流片,當時團隊裡很多人不理解,覺得為了完美品質不值得。現在回頭看,那五周花得值。如果不是那五周的優化,天權4號的問題會更嚴重。」

  章宸說:「孫總監當時頂住了很大壓力。市場部催著要晶片,手機廠商催著要樣片,連陳醒都問過一次進度。但孫總監堅持——流片延遲可以,品質不能妥協。這個態度,值得全集團學習。」

  林薇的終端震動了,是陳醒發來的消息。

  「林薇,天權產品質量回溯專項的結論出來了嗎?」

  林薇回復:「出來了。三個方向——設計-工藝協同模型、天權4L自適應調節、天權5號冗餘設計。章宸下周一出專項報告。」

  陳醒的回覆很快:「好。質量回溯不是追責,是改進。天權4號的問題,不是哪一個人的錯,是流程的缺失。我們要把這次回溯的結論,固化到產品開發流程里。以後每一個晶片項目,在立項階段就要做設計-工藝協同分析,不能等到流片了才發現問題。」

  林薇回復:「明白。我會把這條加到產品開發流程的評審節點裡。」

  她收起終端,對章宸說:「陳醒說得對。質量回溯不是追責,是改進。天權4號的問題,不是設計團隊或者製造團隊的問題,是我們整個產品開發流程的問題。設計團隊用理想模型,製造團隊用現實產線,兩個模型之間沒有閉環。這個閉環,今天開始就要補上。」

  章宸說:「閉環的關鍵是數據。設計團隊需要製造團隊的數據,製造團隊需要設計團隊的反饋。以前,兩個團隊各干各的,數據不通。今天這個會,把兩個團隊拉到一起了。接下來,我們要建立一個聯合的數據平台,設計團隊可以在上面實時查看產線的工藝參數,製造團隊可以在上面實時查看晶片的測試結果。」

  林薇說:「這個平台,趙靜來做。她有數據平台的經驗,天機雲那邊也能提供技術支持。預算你報,資源你調,兩個月內上線。」

  章宸點頭。

  兩人走出會議室,沿著走廊向電梯走去。經過天權4號的測試實驗室時,他們透過玻璃窗看到,十八個測試艙還在運轉,綠色的指示燈在艙體上閃爍。新一批工程樣片正在做可靠性長周期測試,已經跑了五百個小時,還沒有出現任何故障。

  「天權4號的可靠性測試,還要跑多久?」章宸問。

  林薇說:「一千個小時。按照車規級的標準,一千個小時無故障,才算通過。現在已經跑了五百個小時,一切正常。再過三周,就能跑完。」

  章宸說:「天權4號的車規版,是給天行者2.0用的。秦崢那邊等著晶片做實車路測。如果可靠性測試通過,下個月就能把樣片發給秦崢。」

  林薇點頭。「秦崢已經催了三次了。天權5A的實車路測進展順利,但天權4A的功耗還是偏高,不適合車載。天權4L的低功耗特性更適合車載,但車規認證還沒做完。秦崢的意思是——先用天權4號做路測,驗證統一算力架構在車載場景的可行性。功耗的問題,後面再優化。」

  兩人走進電梯,按下了一層。

  電梯門打開,他們走進芯谷的大廳。大廳里人來人往,工程師們行色匆匆。牆上的大屏幕顯示著未來科技全球業務的實時數據——天衡4發布倒計時六十八天,天權4號小批量良率百分之九十四點二,追光三期良率百分之九十三點八,天樞生態應用數量三千二百款。

  林薇站住了,看著屏幕上的數字。

  「章宸,你看這些數字,每一個都是團隊拼出來的。天權4號的百分之九十四點二,是孫總監和團隊熬了無數個夜換來的。追光三期的百分之九十三點八,是張京京和老韓在產線上磨出來的。天樞生態的三千二百款應用,是方程和馬經理一家一家談下來的。」

  「但數字只是結果。真正重要的是——我們有沒有從每一個項目里學到東西?天權4號暴露的設計-工藝協同問題,我們能不能在五號上徹底解決?追光三期的主腔體壽命問題,我們能不能在四期上徹底解決?天樞生態的開發者活躍度問題,我們能不能在下個版本里徹底解決?」

  章宸說:「這就是陳醒說的——把每一次問題都變成能力。未來科技不是靠不犯錯贏的,是靠犯了錯之後比任何人改得都快贏的。」

  林薇點頭。「走吧,去吃飯。下午還有追光產線的量產節奏協調會。」

  兩人向食堂走去。夕陽透過玻璃幕牆,在地面上投下長長的影子。

  終端震動了,是趙靜發來的消息。

  「林總,天權4L的AI模型方案我已經寫好了。用圖神經網絡預測每顆晶片的最優工作點,訓練數據需要五百萬組。工程樣片出來後的測試計劃,我和孫總監對過了,沒問題。另外,我在想——這個模型能不能反過來用?給定性能目標,反推工藝參數的允許偏差範圍。這樣,設計團隊在做架構選型時,就能知道產線能不能撐住。」

  林薇眼睛一亮。「這個思路好。從『設計給定、工藝適配』變成『工藝約束、設計優化』。不是問產線能不能做出設計想要的晶片,而是問設計能不能在產線的能力邊界內做出最好的晶片。這才是真正的設計-工藝協同。」


  她停下腳步,站在走廊里,快速回復趙靜的消息。

  「趙靜,你說的『反向模型』,能不能在天權5號上用?天權5號的設計還在早期階段,如果能在架構確定之前,就知道產線的能力邊界,我們就能做出更魯棒的設計。」

  趙靜回復:「可以。但需要追光產線的工藝模型先建起來。有了正向的工藝模型,才能反推。正向模型兩個月後能用,反向模型再加一個月。天權5號的架構凍結還有四個月,來得及。」

  林薇回復:「好。反向模型作為天權5號的預研項目,優先級調高。你需要什麼資源,直接跟我說。」

  她收起終端,深吸了一口氣。

  天權產品質量回溯專項,不只是解決天權4號的問題,更是為天權5號、天權6號鋪路。設計-工藝協同模型、自適應調節、冗餘設計、反向約束——這些技術和方法,會沉澱為未來科技晶片開發的標準流程。

  當這些流程跑順了,未來科技的晶片開發能力,就會從「靠天才」變成「靠體系」。

  而體系,才是不可替代的核心競爭力。

  林薇推開食堂的門,章宸已經端著餐盤坐下了。她走過去,在他對面坐下。

  「章宸,你覺得天權5號能按期流片嗎?」

  章宸夾了一口菜,想了想,說:「能。但前提是——設計-工藝協同模型按期交付,冗餘設計驗證通過,還有,追光四期的工藝驗證不要出大問題。這三件事,任何一件出問題,都會影響天權5號的進度。」

  林薇說:「所以我們要盯緊這三件事。天權5號是未來科技明年的旗艦晶片,天衡5要用,天行者2.0要用,天樞Home的網關也要用。不能延期。」

  章宸點頭。「我知道。」

  兩人快速吃完飯,走出食堂。夕陽已經完全沉下去了,天邊只剩下一抹暗紅色的餘暉。芯谷的廣場上,追光四期的巨幅海報在暮色中若隱若現。

  林薇的終端又震動了,這次是老韓發來的消息。

  「林總,合城產線的一萬片晶圓數據,我已經安排加測了。每周兩百片,兩個月內湊齊。另外,張京京問——追光四期的工藝驗證計劃里,要不要加入針對存算一體晶片的專項測試?天權4號暴露的問題,說明傳統測試項目不夠用。」

  林薇回復:「加。追光四期的工藝驗證,要覆蓋存算一體晶片的特殊需求。張京京,你牽頭設計測試方案,章宸配合。兩周內給我初稿。」

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