第234章 第一批工程样片通过测试

    天权晶片產业园三期洁净厂房外，十二个人静静站在观察窗前，没有人说话。窗內是千级洁净度的测试区，五名穿著全套无尘服的技术人员正在操作台上小心翼翼地拆封一个金属容器。
    容器里装著天权5號的第一批工程样片。
    陈醒站在人群最前方，双手插在白色实验服口袋里，表情平静，但微微泛红的眼角暴露了他整夜未眠的事实。林薇站在他右侧，手里拿著一个记录板，上面的表格还是一片空白，等待著填写第一批测试数据。
    “开盒了。”有人低声说。
    金属容器被打开，露出里面整齐排列的二十五个晶圆盒。每个盒子里装著一片直径300毫米的硅片，上面密密麻麻分布著数百个天权5號的晶片图形。这些硅片在过去一个月里，经歷了光刻、蚀刻、离子注入、薄膜沉积等数百道工序，跨越三个城市、两家代工厂，最终在今天回到了这里。
    工艺集成总监赵建国深吸一口气，朝测试主管点了点头。
    第一片晶圆被取出，放置到自动测试台的卡槽上。机械臂精准地將探针卡下降到晶圆表面，开始进行第一步：晶圆级电性测试。这是最基础也最关键的测试，要確认每一颗晶片的基本功能是否正常，是否存在製造缺陷。
    观察窗外的屏幕上开始跳动数据。第一颗晶片，第二颗，第三颗……每颗晶片的测试时间只有零点三秒，但每个人都觉得这个时间无比漫长。
    “晶片001，通过。”
    “晶片002，通过。”
    “晶片003，通过……”
    机械的电子音在安静的测试区里迴荡。前五十颗晶片全部通过基本功能测试，这已经是个不错的开局。但陈醒知道，真正艰难的测试还在后面。
    上午九点，第一批封装好的晶片被送到性能测试实验室。
    这里的环境更加复杂，十几台价值数百万的测试仪器同时运转，发出低沉的嗡鸣声。温度控制箱里，晶片將在零下四十度到一百二十五度的极端温度下接受考验；振动台上，模擬著汽车行驶时的顛簸；高加速寿命测试设备则在用数倍於正常使用条件的电压和温度，加速晶片的老化过程，以预测其长期可靠性。
    孙明站在主测试台前，眼睛紧盯著屏幕上滚动的波形。他在测试的是晶片的时钟性能，时钟频率能否达到设计目標2.5ghz，时钟抖动是否在允许范围內，时钟树功耗是否符合预期。
    “频率达標，2.51ghz。”助手报告。
    “抖动呢？”
    “峰峰值12皮秒，优於设计指標15皮秒。”
    “功耗？”
    “时钟树总功耗比预期低7%。”
    孙明的嘴角微微上扬。这意味著他上次提出的时钟树改进方案成功了。
    与此同时，在另一个测试隔间里，李维正带领团队进行模擬电路测试。天权5號集成了高性能的模数转换器和数模转换器，这些电路对噪声极其敏感，一点点电源波动或衬底噪声都可能导致性能大幅下降。
    “电源抑制比测试，76分贝。”测试工程师报出数据。
    “目標是多少？”李维问。
    “75分贝。”
    “继续，测不同频率下的抑制比。”
    测试一项项进行。数字逻辑的时序余量、存储器的读写速度和误码率、输入输出接口的信號完整性、电源管理模块的效率……每个团队都在爭分夺秒，每个数据都在被仔细核对。
    中午十二点，林薇为大家送来了盒饭，但几乎没有人动筷子。赵建国一边啃著冷掉的三明治，一边盯著良率分析报告。
    “整片晶圆的平均良率，初步测算是68%。”他指著屏幕上的色温图说，“比我们预期的65%要好一些。但你们看这个区域，”
    屏幕上，晶圆边缘的一圈晶片显示为红色，表示失效。
    “边缘效应明显，这是代工厂工艺均匀性的问题。”赵建国皱著眉头，“但如果只计算晶圆中心区域，良率可以达到82%。”
    陈醒凑近看了看：“第一批工程样片，这个良率可以接受。关键是，功能性失效的比例有多少？”
    “只有3%。”赵建国调出另一份报告，“也就是说，97%的晶片基本功能都是正常的。失效的那3%，初步分析主要是金属连线的开短路问题，应该是光刻对准偏差导致的。”
    “能修復吗？”
    “下一代光刻掩模版可以调整，但需要重新流片验证。”赵建国说，“好消息是，我们发现的这些问题都是製造工艺问题，不是设计缺陷。这说明我们的电路设计本身是健壮的。”
    下午两点，温度循环测试的初步结果出来了。
    测试主管拿著报告快步走来，脸上带著抑制不住的兴奋：“陈总，第一批二十颗晶片，经过五百次零下四十度到一百二十五度的温度循环，全部通过功能测试！没有一颗失效！”
    人群中终於响起了一阵压抑的欢呼声。温度循环是车规级晶片必须通过的测试之一，天权5號虽然还不是车规版本，但这个表现已经超出了所有人的预期。
    “继续测，做到一千次循环。”陈醒说，“另外，高加速寿命测试做得怎么样了？”
    “已经在125度、1.5倍额定电压下运行了四十八小时，相当於正常使用约三个月。”测试主管翻到报告的下一页，“失效率预测模型显示，晶片的平均无故障时间可以达到十万小时以上，这已经达到了工业级晶片的要求。”
    “消费电子级的要求是五万小时。”林薇轻声说，“我们超额完成了。”
    陈醒点点头，但脸上並没有太多喜悦：“继续，把所有的测试项目做完。我要的不是『可能』、『预测』，我要的是確凿的数据。”
    他知道，第一批工程样片的测试通过，只是一个开始。真正的挑战在於一致性，不是一颗晶片好，而是每一颗晶片都好；不是一批样品好，而是每一批量產晶片都好。
    下午四点，最关键的能效比测试开始了。
    这是天权5號最重要的性能指標之一，直接决定了晶片的市场竞爭力。测试台上，晶片在运行標准的基准测试程序，同时精密的电源监测设备在实时测量功耗。
    屏幕上跳出第一个数字：每瓦特性能15.6分。
    测试工程师愣住了，又检查了一遍测试条件，重新开始测试。
    第二次结果：15.8分。
    第三次：15.7分。
    实验室里突然安静得可怕。几秒钟后，不知是谁先倒吸了一口凉气。
    “设计目標是多少来著？”有人小声问。
    “12分。”孙明的声音有些颤抖，“我们之前仿真最好的结果是13.2分。”
    “也就是说……实测比仿真结果好了20%？”李维不敢相信自己的耳朵。
    赵建国已经衝到了测试台前，亲自检查测试设置：“基准测试程序版本对吗？电压设置对吗？温度控制对吗？”
    “全部正確，赵总工。”测试工程师的声音也带著激动，“我们已经重复五遍了。”
    陈醒终於走到了测试台前。他看著屏幕上那个闪烁著的数据，久久没有说话。
    15.7分。这个数字意味著什么，在场的人都清楚。
    目前国际市场上，最顶尖的消费电子晶片能效比大约在18-20分；第二梯队的水平在14-16分；第三梯队则在10-12分。天权5號的设计目標原本是进入第三梯队前列，但现在，它一只脚已经踏进了第二梯队的门槛。
    “测不同工作负载下的能效。”陈醒终於开口，声音平稳得不像刚刚见证了一个突破，“测最小功耗模式，测最大性能模式，测典型应用场景。我要完整的能效曲线。”
    “是！”
    接下来的两个小时里，测试团队完成了七种不同工作负载下的能效测试。结果令人振奋：在低负载下，天权5號的能效比甚至达到了惊人的22分；即使在全速运行的最恶劣条件下，也能保持在13分以上。
    “这个能效表现……”林薇看著匯总报告，手有些发抖，“如果量產晶片能保持这个水平，我们完全可以和那些国际大厂的次旗舰產品竞爭。”
    “前提是能保持。”陈醒提醒道，“工程样片经过了特殊筛选，用的是最优的工艺条件。量產时，工艺波动、原材料差异、设备状態变化，都会影响最终性能。”
    他转向赵建国：“赵总工，我需要你分析，这个能效提升主要来自哪里。是工艺窗口比预期宽？还是我们的设计有我们没意识到的优势？”
    “我马上去做失效分析和剖面观察。”赵建国立刻回答。
    傍晚六点，夕阳西下。
    所有初步测试全部完成。三十项测试项目，二十九项通过，一项边缘测试部分通过。总体评估：第一批工程样片达到设计目標，部分指標超出预期。
    测试团队终於可以暂时鬆一口气了。有人瘫坐在椅子上，有人开始收拾设备，有人在低声討论著刚才那些令人兴奋的数据。
    陈醒將核心团队成员召集到会议室。
    “今天的结果，大家都看到了。”他的目光扫过在场的每一个人，“很好，比我们预期的要好。但是，有几个问题我们必须马上解决。”
    他在白板上写下三个关键词：
    “第一，良率。68%的良率对於工程样片可以接受，但对於量產来说远远不够。我们的目標是85%以上。赵总工，你需要和代工厂一起，分析良率损失的主要原因，提出改进方案。”
    赵建国点头：“我已经在整理数据，明天一早飞往代工厂。”
    “第二，性能一致性。”陈醒写下第二个词，“我们今天测试的都是最优的晶片。但量產时，我们要保证每一颗晶片的性能都在可接受范围內。李维，你负责制定更严格的质量控制標准，特別是模擬电路部分。”
    “明白。”李维回答。
    “第三，”陈醒写下最后一个词，“量產准备。工程样片通过测试，只意味著我们的设计是正確的。接下来，要把这个设计变成可以大规模生產的產品。林薇，你协调各部门，开始准备量產前的所有工作，供应链保障、生產计划、质量体系、客户送样计划。”
    林薇快速记录著。
    “最后，关於今天的结果……”陈醒停顿了一下，“暂时保密。除了在座的各位，不要向任何人透露具体的测试数据，特別是能效比的数据。”
    孙明疑惑地问：“为什么？这不是很好的宣传素材吗？”
    “因为我们的对手还在等著看我们失败。”陈醒说，“张涛昨天又『偷』走了一份文件，里面显示我们的能效比可能只有10分左右。让他把这个情报送出去，让我们的对手放鬆警惕。”
    他走到窗边，看著窗外渐暗的天色：“等到量產晶片真正下线，等到客户测试结果出来，我们再公开真实数据。那时候，就没有人能质疑了。”
    会议室里的人们相互对视，都明白了陈醒的用意。
    “好了，今天大家都辛苦了。”陈醒的语气缓和下来，“回去好好休息，明天开始，我们要为量產做最后衝刺。散会。”
    人们陆续离开会议室，每个人的脚步都比来时轻快了许多。三十多个日夜的焦虑和等待，终於在今天得到了回报。虽然前路依然漫长，但至少他们知道，方向是正確的，努力是有结果的。
    林薇最后一个离开。她走到门口时，回头看了一眼。
    陈醒还站在窗前，背对著她，身形在暮色中显得既坚定又孤独。她知道他在想什么，今天的成功只是万里长征的第一步，接下来的量產才是真正的考验。而在这个过程中，来自外部的压力只会越来越大。
    “陈总。”她轻声说，“您也该休息了。”
    陈醒转过身，脸上终於露出一丝疲惫的笑容：“是啊，该休息了。但在这之前，还有一件事要做。”
    他走到办公桌前，打开电脑，调出一份文件。文件的標题是：“车规版天权5a晶片立项建议书”。
    “工程样片测试通过，意味著基础架构已经验证。接下来，我们可以考虑更高级的应用了。”陈醒对林薇说，“汽车晶片，这是下一个战场。你准备一下，下周我们正式启动这个项目。”
    林薇的眼睛亮了：“这么快？”
    “市场不等人。”陈醒关掉电脑，“而且，如果我们不主动开闢新战场，就永远只能在別人划定的赛道里追赶。”
    他拿起外套：“走吧，我送你回去。路上我们可以聊聊车规晶片的初步想法。”
    两人走出办公楼时，夜幕已经完全降临。產业园里依然灯火通明，研发大楼里还有不少工程师在加班。他们不知道的是，就在今天，他们为之奋斗的项目，已经跨过了一个重要的里程碑。
    而在城市的另一头，海天资本的办公室里，周明轩正在看一份刚刚收到的报告。报告显示，天权晶片的第一批工程样片“测试结果不佳”，“能效比远低於预期”，“量產计划可能推迟”。
    他满意地笑了笑，在报告上批註：“继续施压，接触他们的供应链伙伴。”