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80、布局布线 R ...


  •   RTL设计通过的兴奋感只持续了不到两天。

      第三天一早,陈默就带着完整的RTL代码,飞往上海,进驻芯源半导体的后端设计中心。随行的还有一个行李箱和一个移动硬盘——行李箱里装着换洗衣物,移动硬盘里装着磐石芯片的全部设计数据。

      芯源半导体是国内排名前三的芯片设计服务公司,拥有成熟的后端设计能力和供应链资源。他们之前帮好几家AI芯片公司做过后端设计,经验丰富,团队稳定。这也是王一博和陈默反复比较后,最终选择与他们合作的原因。

      但经验再丰富的团队,面对磐石芯片这样复杂的SoC设计,也不敢掉以轻心。

      磐石芯片的逻辑规模达到了惊人的十二亿门级,集成了四个定制化的AI推理核心、一个高性能RISC-V控制子系统、以及大量的专用加速器模块。整个芯片的面积预计在两百平方毫米左右,采用二十八纳米工艺制造——这是一个在性能和成本之间取得平衡的选择。

      对于车规级芯片来说,二十八纳米并不是最先进的工艺节点,但它足够成熟,良率高,成本可控,而且能够满足绝大多数ADAS应用场景的性能需求。更重要的是,这个节点的车规认证流程已经非常完善,有大量的参考案例可供借鉴。

      陈默在上海一待就是三个星期。

      三个星期里,他几乎每天都泡在芯源半导体的后端设计中心,和对方的工程师一起,逐块逐块地完成综合、布局、时钟树综合和布线。每一步都充满了反复的迭代和调试——面积超标了,需要重新优化某些模块的布局;时序收敛不了,需要调整时钟树的拓扑结构;功耗超出了预算,需要在性能和省电之间做出取舍。

      每天晚上,陈默都会给王一博发一封邮件,汇报当天的进展和遇到的问题。邮件的语气通常很克制,但偶尔也会流露出一些情绪——“今天的布线结果不错,有一个模块的时序余量做到了正一百皮秒。”“时钟树综合遇到了麻烦,有一个分支的时钟偏差太大,可能要改方案。”“芯源的工程师水平很高,配合得越来越默契了。”

      王一博每次看到这样的邮件,都会在心里默默记下一笔——等磐石芯片成功流片之后,一定要给陈默放一个长假,让他好好休息一段时间。

      四月下旬,陈默从上海回来了。

      他瘦了一圈,眼眶凹陷,下巴上冒出了一层青色的胡茬,但精神状态很好。他带回了一个好消息和一个坏消息。

      好消息是,后端设计的整体进度比预期快了大约一周。芯源半导体的团队对磐石芯片的架构评价很高,认为它的布局布线的可优化空间很大,最终的芯片性能有望超出设计目标的百分之五到百分之十。

      坏消息是,芯片的面积还是超了。按照目前的布局结果,芯片的最终面积预计在两百一十平方毫米左右,比最初的目标多了十平方毫米。这意味着单片晶圆上能够切割出的芯片数量会减少,单位成本会相应上升。

      “超了多少成本?”王一博问。

      “大概百分之八到百分之十。”陈默说,“如果量产规模能达到五十万片以上,这部分成本可以通过规模效应摊薄。但如果前期订单量不够大,我们的毛利空间会受到一定的挤压。”

      王一博沉默了一会儿,然后说:“先不管成本,确保性能达标。成本的问题,我来想办法。”

      陈默点了点头,没有再多说什么。他知道王一博说的“想办法”是什么意思——要么继续融资,要么寻找更多的客户订单,要么在供应链上找到更便宜的代工厂。无论哪一条路,都不容易。

      四月二十八日,磐石芯片的后端设计全部完成。

      芯源半导体出具了一份详细的设计报告,确认所有的设计规则检查、电气规则检查和光刻规则检查均已通过,时序收敛,功耗达标,芯片面积控制在两百一十二平方毫米。

      接下来,就是最激动人心,也最令人忐忑的一步——流片。

      所谓流片,就是把设计好的芯片版图数据交给晶圆代工厂,在生产线上实际制造出物理芯片。这是芯片设计流程中最昂贵、也最不可逆的一步。一旦流片失败,数百万的流片费用就打水漂了,整个项目周期也要推迟至少三到四个月。

      王一博和赵德宏、陈默开了一次闭门会议,最终决定——五月上旬,正式启动磐石芯片的首次流片。

      流片地点选择了台积电位于南京的十二英寸晶圆厂。这是国内少数几家能够提供二十八纳米车规级工艺的代工厂之一,产能稳定,良率口碑良好。

      五月初,陈默带着最终版的GDSII文件,再次飞往南京。

      这一次,他随身携带的不再是一个移动硬盘,而是一块加密的固态硬盘,里面装着磐石芯片的全部生命线。

      送走陈默后,王一博站在公司门口,望着五月的阳光洒在中关村的街道上,行人匆匆,车流不息。

      一切如常。没有人知道,一家不起眼的小公司,刚刚把自己的全部身家,押在了一颗指甲盖大小的硅片上。

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