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第466章 军工设计和失效分析(2 / 2)

“60块芯片。目检淘汰3块,短路淘汰41块,击穿淘汰8块。最后能用的,8块。良率,13.3%。”

台下有人倒吸一口气。

钱兰没理会,从兜里拿出几块芯片,摆在讲台上。

她拿起第一块,是短路的。

“72%的短路率。”她说,“当时我们测第一块,零。第二块,零。第三块,零。测到第十块的时候,手都在抖。”

她指了指身后幻灯片上那张放大的版图,两条线挨得很近。

“后来发现,短路的区域高度集中,都在寄存器堆,都在同一个位置。设计规则下限,5微米。理论上够。但工艺有波动,光刻偏一点、刻蚀过一点,就连上了。”

台下有人举手,是6305厂的一个年轻技术员:“后来怎么改的?”

“放宽。”钱兰说,“6微米。宁可面积大一点,也不冒短路的险。”

她在黑板上写下一个词:工艺窗口。

“这是我们从这次失败里学到的第一课。设计不是走钢丝,是给工艺留出余量。”

她拿起另一块芯片,是被击穿的。

“静态电流测出来的。上电,指针直接打到底。内部击穿了。”

身后的幻灯片播放着真空所用电镜拍的几张照片。放大几百倍的显微照片,晶圆表面有一个小小的熔坑,像被雷劈过的痕迹。

“击穿点集中在栅氧化层。”她指着照片上的那个黑点,“晶体管尺寸太小,电场强度太大。电压一高,就打穿了。”

台下安静了几秒。

“这个怎么改?”还是那个年轻技术员。

“加大。”钱兰说,“关键路径上的晶体管,尺寸翻倍。功耗大一点没关系,但不能击穿。”

她在黑板上又写了一个词:可靠性冗余。

“这是第二课。有些地方,宁可‘浪费’一点,也不能赌。”

她又拿起一块芯片,是那5块能用的之一。

“5块能用。但全都有延迟。”她指着幻灯片上的示波器波形,“频率比设计值低15%到20%。所有能用的,都慢。”

她指着波形上的某个点。

“测了几天,找到问题。关键路径上有个与非门,驱动能力不够,信号爬升慢。这个门画得太小了。”

她转过身,看着台下。

“这不是工艺的问题,不是材料的问题,是电路设计的问题。我们画版图的时候,光顾着把管子做小、把线画密,忘了问一句:它跑得动吗?”

台下没人说话。

“这是第三课,设计不只是画出来,还要算清楚。每一级延迟,每一根线的电容,都要算。不算就是盲人摸象。”

讲完三个案例,钱兰开始讲那份报告。

身后的幻灯片一页一页过。

失效芯片的坐标图,每一颗的位置、故障类型、严重程度,全都标了出来。

典型故障的显微照片,短路的、击穿的,一张一张放给大家看。

击穿点的版图对照,精确到微米。

延迟测试的波形图,每一张都有详细的标注。

最后是那张设计问题清单。

电源线与地线间距过小。

晶体管尺寸偏小。

长走线缺乏缓冲器。

“这是改版的方向。”钱兰说,“改完以后,面积大了18%,晶体管多了272个。但下一轮流片,良率至少能到30%。”

她看着台下。

“这份报告,是我们一个月的心血。但它不只是给我们看的,是给以后所有人看的。以后再有人做芯片,第一次流片失败,可以翻翻这份报告,看看我们是怎么踩的坑。”

台下安静了几秒。

然后有人鼓掌。

是柳工,他站起来,走到前面。

“我看了这份报告。写得很好。问题找得准,分析得透。但我要说的是,工艺这边,也有问题。”

他从兜里掏出一张纸,是一份氧化工艺的参数记录。

“氧化层致密性不够。我们测过,针孔密度偏高。如果氧化层没长好,电压一来,该绝缘的地方就不绝缘了。这个问题,不是你们设计能解决的,是我们的活儿没干到位。”

他把纸放下:“还有掺杂。扩散炉里,不同位置的片子,掺杂浓度不一样。前端的浓,后端的淡。这个波动,也会导致芯片性能不一致。”

他看着台下:“所以今天我来,不只是来听课的。我是来告诉你们,工艺这边,也在改。氧化工艺要调,掺杂工艺也要调。下一轮流片,我们会拿出更稳的片子。”

他走回座位,坐下。

掌声又响起来,比刚才更响。

掌声刚落,靠墙那排有人举手。

是惊雷项目组的,一个三十来岁、穿便装的军人。

他站起来,看着钱兰:“我问个问题。你们这次失败,72%短路、48%击穿、延迟全覆盖,按说,这是技术灾难。但你们现在坐在这里,给我们讲这堂课,是什么意思?”

他顿了顿:“我的意思是,如果这是战场,一颗炮弹打出去,没响。你们会怎么办?写一份报告,告诉大家为什么没响?”

会议室里安静了。

钱兰沉默了几秒:“我们会的。我们会写报告,告诉大家为什么没响。然后,我们会改。改设计,改工艺,改一切能改的地方。再打一发。如果还没响,再写报告,再改。一直改到它响为止。”

她看着那个军人:“这是我们的活法。你们的活法是一发炮弹打出去,必须响。我们的活法是让它能响。”

那个军人沉默了几秒,然后点点头。

钱兰讲完,走回座位。

台下安静了几秒。

然后有人鼓掌。是6305厂工艺科的人,是惊雷项目组的军人,是集成电路实验室的设计人员。

掌声持续了很久。