春節過去以後,清嘉沒有等來太久。
二月二十二日凌晨。
第一批完成製造的晶圓正式下線。
裝有晶圓的恆溫防震箱由專車送出廠區,兩名清嘉工程師和國家大基金派出的保密人員全程押運。
車輛抵達京都時,清嘉實驗樓已經封閉了整整六個小時。
所有參與晶圓篩選、切割和封裝的人員重新核驗身份,手機、手錶和個人電腦全部留在外部保管櫃。
陳默當天從江城返回京都。
他推開地下重度防靜電區的大門時,吳華強正躬身立在自動晶圓探針台前,身後黑壓壓圍了一圈工藝與測試專家。
高倍光學掃描屏上,密密麻麻的未切割裸片如星陣般逐一亮起。
綠色代表通過。
紅色代表失效。
最初十幾顆芯粒點亮的過程中,空曠的淨化間內甚至聽不到呼吸聲。
直到整張十二英寸晶圓完成第一輪晶圓級初測,機械臂緩緩回位,吳華強才猛地摘下防塵護目鏡,指節發白地按揉著眉心。
「計算芯粒良率,百分之八十八點七。」
「控制芯粒,百分之九十三點二。」
「緩存與存算一體芯粒,全線破九。」
這些數字放在成熟工藝上談不上驚人。
但對於一支首次跑通全套異構版圖、首次與本土代工廠進行底層工藝磨合的全新團隊而言,這幾乎堪稱奇蹟。
更重要的是,將龐大單晶片拆解為微型芯粒的異構方案,在這一刻展現出無可比擬的容錯優勢。
局部的晶圓缺陷只會吞噬對應的一兩顆微小芯粒,而無需將整塊高成本大晶片全數報廢。
顧紹庭站在人群後方,眼神冷峻,沒有露出一絲笑意。
「晶圓能夠通過測試,只能證明每塊積木單獨可用。」
老人看著探針台上的晶圓。
「能不能把它們真正拼起來,還要看封裝。」
經過兩天篩選,清嘉從首批晶圓中挑出四組已知良好芯粒。
計算、控制、緩存和存儲分別完成切割。
它們被送入提前預留的高密度封裝線,按照最終圖紙放置在中介層上,再通過微凸點和高密度互聯組合成完整系統。
二月二十七日,深夜二十三點四十分。
第一枚工程樣片完成封裝封測。
銀灰色封裝體被固定到測試主板中央。
所有電源、測量探頭和外部接口完成複查以後,吳華強親手按下啟動按鈕。
測試台上的指示燈依次亮起。
供電正常。
控制芯粒啟動。
四組緩存完成識別。
計算芯粒返回第一條狀態信息。
實驗室里壓抑許久的呼吸聲終於鬆開。
有人剛要鼓掌,屏幕右下角忽然跳出一行黃色警告。
第三組存儲通道出現校驗錯誤。
最初只是一次。
隨後,錯誤數量開始快速增加。
第十三分鐘,第三、第四組存儲通道同時中斷。
第二十一分鐘,調度系統失去響應。
整塊測試主板自動斷電。
剛剛出現的一點喜悅迅速消失。
技術人員立刻更換第二枚樣片。
結果幾乎完全相同。
低負載運行正常。
溫度上升以後,外側存儲通道開始出現錯誤,最終導致整個系統崩潰。
第三枚樣片甚至只堅持了九分鐘。
凌晨三點。
清嘉召開緊急故障分析會。
時鐘、供電、調度、接口和封裝團隊全部到場。
有人懷疑多芯粒之間的時鐘同步存在根本缺陷。
也有人認為,中介層長距離布線在高頻狀態下出現串擾,現有補償算法根本無法維持信號完整性。
如果這兩個判斷中有任何一個成立,清嘉便要重新修改版圖。
第二輪流片至少再等兩個月。
更嚴重的結果,是陳默提出的整套異構架構需要重新論證。
會議室里的氣氛越來越沉重。
顧紹庭始終沒有表態。
他讓各組把原始數據全部投到屏幕上,一項項排除可能性。
陳默同樣沒有急著開口。
他知道這條路線能夠成功,卻不知道眼前的故障究竟出在哪裡。
長達一個半小時的嘈雜推論中,一直坐在長桌最末端的陳靜忽然站了起來。
「把通道編號換成物理位置。」
正在操作電腦的工程師沒有聽明白。
「什麼意思?」
「不要按照邏輯編號排列。」
陳靜走到屏幕前。
「把每一個報錯通道,標回芯粒在封裝體裡的真實位置。」
工程師迅速調出封裝圖。
第三組、第四組,以及第二枚樣片出現問題的兩個備用通道,被依次標成紅色。
所有紅點都集中在中介層外緣。
會議室逐漸安靜下來。
陳靜又讓人將溫度曲線與錯誤時間重疊。
第一批錯誤出現時,幾枚樣片的核心溫度並不相同。
封裝體邊緣的溫差變化卻幾乎一致。
「如果是時鐘或者調度邏輯,錯誤應該跟隨通道功能和工作負載變化。」
陳靜指著屏幕。
「現在出問題的始終是外緣互聯。」
「而且每次都發生在第二輪升溫以後。」
「我懷疑封裝體出現了局部翹曲。」
封裝團隊負責人立刻說道:「室溫掃描沒有發現裂紋,平整度也在工藝標準以內。」
「那就不要只測室溫。」
陳靜看向他。
「樣片冷卻以後,微凸點可能重新接觸。等溫度升高,材料膨脹係數不同,外緣才會被拉開。」
「做帶載熱成像和動態阻抗測試。」
「再取一枚樣片進行破壞性切片。」
封裝負責人遲疑了一下。
首批完整樣片總共只有四枚。
三枚已經用於測試。
如果再切開一枚,清嘉手裡便暫時沒有完整成片。
「切。」
顧紹庭作出決定。
「現在捨不得一枚樣片,後面報廢的就是整批晶圓。」
失效分析區連夜啟動。
第四枚樣片被逐層研磨、拋光和切片。
上午九點四十分。
高倍顯微圖像出現在屏幕上。
中介層外側的幾排微凸點周圍,存在肉眼無法識別的細小裂紋。
裂紋在室溫下仍能保持接觸。
經過升溫和通電以後,接觸電阻迅速增大,最終引發信號中斷。
架構沒有失敗。
問題出在封裝工藝。
封裝廠春節期間更換過一批底部填充材料。
新材料的固化溫度與歐洲測試樣品不同,生產線卻沿用了原來的升溫曲線。
一次快速升溫,讓中介層、基板和填充材料在冷卻以後形成了額外應力。
陳靜此前建立的翹曲補償參數沒有錯誤。
實際封裝條件發生了變化。
她將新的材料參數寫入模型,又和封裝團隊重新拆分固化過程。
快速一次升溫被改成分段預固化。
外緣增加臨時支撐結構。
壓合、冷卻和應力釋放時間全部重新調整。
備用封裝線在當天中午開始準備。
剩餘的已知良好芯粒被緊急送往第二家封測企業。
溫知夏負責兩地之間的全部協調。
她讓第二家封測企業暫停原定工程批次,為清嘉騰出一條封裝窗口,又在當天完成新材料確認、保密文件補簽和運輸路線變更。
原本需要一周才能完成的交接,被壓縮到七十二小時以內。
三天以後。
兩枚重新封裝的工程樣片回到清嘉。
……