凌晨三点的星途半导体研发中心,光刻机房的冷白光透过观察窗,在走廊地面投下一道狭长的光影。林夏靠在走廊的金属墙壁上,指尖捏着一片刚从光刻机里取出的晶圆,晶圆表面泛着淡紫色的荧光,像凝结了一捧星河。作为星途半导体先进工艺研发部的核心工程师,这样与光刻胶、晶圆、纳米级电路为伴的深夜,已经占据了他近五年职业生涯的大半。
“林工,3号机的光刻胶涂胶均匀度达标了!”机房里传来技术员小张的喊声,带着难掩的兴奋。
林夏推开门走进机房,一股混合着光刻胶特殊气味和冷却系统冷气的味道扑面而来。他戴上防静电手套,接过小张递来的检测报告,目光快速扫过上面的数据:“线宽偏差控制在0.3纳米内,边缘粗糙度符合要求,不错。”他将晶圆轻轻放在检测台上,显微镜下,密密麻麻的电路如同精密的城市路网,每一条导线的宽度仅有7纳米——这是他们团队正在攻坚的新一代高性能计算芯片的核心制程。
星途半导体成立于十年前,是国内少数能自主研发7纳米及以下先进制程芯片的企业。林夏所在的团队负责的“启明星”芯片项目,目标是打破国外企业在高端计算芯片领域的垄断,应用于人工智能服务器、超算中心等关键场景。作为项目的电路设计与制程优化负责人,林夏肩上的担子不言而喻。
“林工,您都连续熬了两个通宵了,要不要去休息室眯一会儿?”小张看着林夏布满血丝的眼睛,有些担心地说。
林夏摇了摇头,拿起旁边的咖啡喝了一口,苦涩的液体顺着喉咙滑下,稍微驱散了些许疲惫:“再等等,等完成第一道蚀刻工序,确认没有问题再说。”他的目光重新回到显微镜上,手指在控制面板上轻轻滑动,调整着焦距。
这已经是“启明星”芯片的第三次流片。前两次流片都因为不同的问题失败了:第一次是因为电路布局不合理,导致芯片功耗超标;第二次则是蚀刻过程中出现了微小的针孔缺陷,影响了芯片的稳定性。每一次流片失败,都意味着数百万的研发成本付诸东流,更意味着项目进度要往后推迟至少一个月。
现在,整个团队都处在一种高压状态下。公司管理层已经给出了最后期限,如果这次流片再失败,“启明星”项目可能会被暂时搁置,资源将被调配到其他更成熟的产品线。
凌晨五点,第一道蚀刻工序顺利完成。林夏带领团队成员对晶圆进行了初步检测,没有发现明显的缺陷。他终于松了口气,安排小张和其他技术员轮流休息,自己则回到办公室,打开电脑开始整理数据。
办公桌上,放着一张相框,里面是他和大学导师陈教授的合影。陈教授是国内着名的微电子专家,也是林夏走上芯片研发道路的引路人。当年,林夏在大学期间跟着陈教授做课题,第一次接触到芯片设计时,就被这种在方寸之间构建复杂世界的魅力深深吸引。
“芯片是现代工业的‘大脑’,如果我们不能掌握核心技术,就永远要受制于人。”陈教授当年的话,至今仍回荡在林夏耳边。也正是带着这份信念,林夏在毕业后拒绝了国外多家知名半导体企业的邀请,选择加入刚刚起步的星途半导体,从一名普通的电路设计工程师做起,一步步成长为项目核心。
上午九点,研发中心的人渐渐多了起来。林夏的直属上司,研发部总监赵磊走进了他的办公室。赵磊手里拿着一份文件,脸上带着一丝凝重:“林夏,刚接到市场部的消息,国外的辉光半导体推出了一款新的6纳米计算芯片,性能比我们正在研发的‘启明星’还要高出5%,而且预计下个月就会正式量产。”
林夏的心沉了一下。辉光半导体是全球半导体行业的巨头,在高端计算芯片领域占据着主导地位。“他们的6纳米制程,良率能保证吗?”
“根据目前的消息,他们的良率已经达到了80%以上。”赵磊叹了口气,“现在的情况对我们很不利,如果‘启明星’不能在性能上超越他们,或者在功耗、成本上有明显优势,就算研发成功,也很难打开市场。”
林夏沉默了片刻。“启明星”芯片采用的是7纳米制程,在制程上比对方落后一代。想要在性能上超越,就必须在电路架构、算法优化等方面下功夫。“赵总,我想调整一下芯片的缓存架构,采用异构缓存设计,这样可以在不增加太多功耗的前提下,提升数据读写速度。”
赵磊点了点头:“我支持你,但时间不多了。这次流片的晶圆如果检测没问题,后续的封装测试必须加快进度,同时架构调整的方案也要尽快拿出来。”
“我明白。”林夏坚定地说。
接下来的几天,林夏和团队成员们几乎是连轴转。白天,他们忙着对晶圆进行后续的封装和测试;晚上,林夏则带领几名核心成员,加班加点地修改芯片的缓存架构设计。
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