红花瓣新辟的芯片设计实验室内,气氛有点紧张。
一块巨大的黑板占据了整面墙,上面写满了密密麻麻的公式和逻辑门符号。
叶文洁握着半截粉笔,站在黑板前。
她的对面,秦雪双手抱在胸前,靠着一台崭新的气相色谱仪,眉头紧锁。
“所以,你的方案就是推翻我们现有的pos设计,改用更复杂的os(互补金属氧化物半导体)结构?”秦雪的声音带着不耐。
“不是推翻,是进化。”叶文洁头也不回,用粉笔在黑板上画出两个对称的晶体管结构,“这是物理规律的必然选择。利用p沟道和n沟道晶体管的互补特性,在静态时只有一个晶体管导通,理论上静态功耗可以趋近于零。”
“理论上?”秦雪哼了一声,“叶大天才,这里是工厂,不是你的理论物理研究所。你知道实现n沟道工艺,我们需要增加多少道光刻和离子注入工序吗?”
“磷掺杂和硼掺杂的能量、剂量、退火温度,我们现有的设备根本无法精确控制。”
“更别提闩锁效应了,一旦版图设计稍有不慎,整个芯片就会因为寄生的可控硅结构而短路烧毁!”
秦雪连珠炮似地抛出问题,每一句都直指工艺实现的软肋。
实验室里其他人,包括陈默和张伟,都大气不敢出。
一个是物理天才,从第一性原理出发,构建完美模型。
一个是化学才女,从实验数据着手,脚踏实地。
两个人就象冰与火,思维方式截然不同。
“这些是工程问题,不是理论错误。”叶文洁终于转过身,平静地看着秦雪。
“工程问题就不是问题了?没有能走的路,你画出的天堂有什么意义?”秦雪反问。
“路,是走出来的。”
“靠嘴走吗?”
两人目光在空中碰撞,火花四溅。
“咳咳。”
付成端着两个搪瓷杯走了进来,一杯放在叶文洁的桌上,一杯递给秦雪。
“别吵了,都润润嗓子。”
“叶文洁,你的方案我看了,很大胆,很彻底。”付成先开口。
“秦雪,你的顾虑我也懂,很现实,很致命。”
他拿起板擦,擦掉了黑板一小块地方,画了一个简单的坐标轴。
“横轴是‘技术先进性’,纵轴是‘工艺可实现性’。”
“叶文洁,你的点在这里。”付成在右上角画了个圈,代表技术先进但极难实现。
“秦雪,我们现在的位置在这里。”他在左下角画了个叉,代表技术落后但工艺成熟。
“我们要做的是找到一条从叉到圈的路径,而不是争论哪个点更重要。”
付成看着两个互不服气的女孩,笑了笑。
“我宣布个事,从今天起,成立‘hjd-02低功耗芯片攻关小组’。”
“组长,两个。”
“叶文洁,任‘理论架构首席’,你负责版图设计、逻辑优化、功耗仿真。你需要拿出一版简化后的os设计,最大限度规避闩锁效应,并告诉我,实现这个设计,对工艺参数的最低要求是什么。”
“秦雪,任‘工艺实现首席’,你负责材料提纯、光刻、掺杂和封装。我不管你用什么方法,我要你在两周内,把我们现有工艺的精度,再往前推一步。你的任务,就是去满足叶文洁提出的最低要求。”
“你们不是对手,是彼此的甲乙方。”付成加重了语气,“叶文洁是甲方,提须求;秦雪是乙方,满足须求。”
“如果乙方做不到,甲方就要降低标准。如果甲方标准太低,乙方就要挑战更高目标。”
“我要的不是争吵,是报告。每天下班前,我需要一份你们俩共同签字的《联席攻关纪要》,写清楚今天的进展、遇到的问题、以及明天的计划。”
“谁完不成,就由谁负责打扫实验室一个月。”
秦雪和叶文洁都愣住了。
这个安排,简直是把两只斗鸡绑在了一起。
叶文洁看了一眼秦雪,秦雪也瞥了她一眼,然后两人迅速移开目光。
“我没问题。”叶文洁率先表态。
“……我也没问题。”秦雪咬了咬牙。
攻关开始了。
第一天,实验室的空气几乎能拧出水。
叶文洁给了秦雪一份长达二十页的工艺参数要求,细致到了原子级别。
秦雪直接把报告摔回她桌上:“你要造的是宇宙飞船吗?”
当天下午,付成收到的《纪要》上,进展一栏写着“无”,问题一栏写着“对方无法沟通”。
第二天,叶文洁妥协了,她熬了一夜,将设计简化,删掉了一些非内核的低功耗模块,对工艺的要求降低了30。
秦雪拿到新方案,一言不发,把自己关在化学实验室里,开始了疯狂的实验。她尝试调整氢氟酸的配比,改变等离子体清洗的功率,甚至冒险提高了退火炉的温度。
第三天,秦雪满眼血丝地拿着一份布满毛刺的硅片找到叶文洁。
“n阱的浓度均匀性只能做到这个程度,比你的要求差了15。你自己看,会不会导致源极和漏极穿通。”
叶文洁接过硅片,立刻跑到扫描电镜下观察,然后回到黑板前飞速计算。。”
攻关进入了一种奇特的节奏。
叶文洁的理论模型不断向下兼容,查找工程的边界。
秦雪的工艺实验则不断向上突破,拓展能力的极限。
她们依旧会吵架。
“你的理论模型里,电子迁移率是个恒定值?你考虑过温度对晶格振动的影响吗?”
“你的实验数据波动这么大,置信区间是多少?做过三次以上的重复实验吗?”
但吵完之后,叶文洁会默默修改她的verilog代码,而秦雪会回去校准她的仪器。
半个月后,一个深夜。
付成被陈默的电话叫醒,赶到实验室。
只见叶文洁和秦雪,两个女孩都一脸疲惫,但眼睛亮得吓人。
在她们面前的探针台上,一块小小的芯片正在接受测试。
示波器上,代表功耗的电流曲线,平直得象一条地平线。
只有在仿真话务信号输入时,它才会象心跳一样,轻微地搏动一下,然后迅速恢复平静。
“静态功耗,比hjd-01的芯片,降低了92。”秦雪的声音带着兴奋。
付成看着这两个从互相拆台到并肩作战的女孩,由衷地笑了。
……
他脑海中的面板闪过一连串提示。
“干得漂亮。”付成说。
“现在,这颗芯片该有个名字了。”
秦雪想了想:“叫‘冰火’吧,纪念我们吵过的架。”
叶文洁却摇了摇头,她看着示波器上那轻盈的搏动曲线。
“它让我想起蜂鸟。”
“为了悬停在空中,必须以极高的频率振动翅膀,但每一次振动,都精准而高效。”
“它很小,但心脏强大。”
“就叫‘蜂鸟’吧。”付成一锤定音。
“蜂鸟一号。”