【Fi的挑战】
2010年3月的台基电竹科厂区,春雨绵绵。林辰和苏晚站在28nm工艺线的控制室外,看着晶圆在先进的浸入式光刻机中缓缓移动。这是星辰科技首次挑战Fi工艺,目标是将星核6号的性能提升2倍,功耗降低50%,以满足大众集团MQB平台的严苛要求。
"栅极对准偏差超过8nm,阈值电压不均匀性达15%。"台基电工艺总监黄博士指着SEM照片,语气凝重,"这是Fi工艺的通病,我们良率也只有65%左右。"
林辰的心沉了下去。28nm研发投入己达1.2亿元,是40nm的1.5倍。如果良率无法突破80%,不仅会错失大众订单,更可能让公司陷入现金流危机。"我们必须解决这个问题。"他看着团队,"给我三个月时间。"
回到深圳,28nm攻坚小组立刻成立。从台积电挖来的黄博士提出"双重曝光"方案:"第一次曝光定义鳍片,第二次曝光定义栅极,对准精度可以提升50%。"但这需要重新开发光刻版,增加300万元成本和西周时间。
"我们等不起!"市场总监李哲急得首跺脚,"大众的MQB平台项目9月就要样品!"
苏晚突然开口:"我们可以并行推进。"她指着白板,"黄博士团队优化光刻工艺,同时我带材料团队开发新型高k介质,双管齐下。"
窗外的深圳湾,春雷滚滚。林辰知道,28nm不仅是工艺节点的跨越,更是星辰科技能否跻身全球一流芯片设计公司的关键一跃。
【双重曝光的艺术】
接下来的两个月,实验室变成了战场。黄博士团队在台基电的实验线上进行了23组DOE实验,终于找到最佳曝光参数:第一次曝光能量80mJ/cm2,第二次95mJ/cm2,重叠精度控制在3nm以内。
苏晚团队则与华东先进材料研究所合作,开发出新型HfO?-Al?O?叠层高k介质,介电常数从20提升至25,漏电流降低60%。当这些优化措施应用到第二批流片时,良率提升至72%。
最后的8%成了最难啃的骨头。失效分析显示,20%的失效来自接触孔光刻缺陷。"我们需要华天电子的OPC工具。"黄博士建议,"他们的光学邻近校正算法能减少40%的光刻缺陷。"
但华天电子的报价高达500万元,远超预算。林辰做出一个大胆决定:"我们自己开发简化版OPC工具!"他从北京研发中心抽调5名算法工程师,与黄博士团队合作,在一个月内开发出基础版校正软件。
2010年7月,第三批流片良率达到85.3%——终于突破目标!当这个消息传到德国慕尼黑研发中心时,刚刚加入的前英飞凌工程师卡尔激动地给林辰打电话:"这是我见过的最快的28nm良率提升!"
那天晚上,林辰站在实验室的落地窗前,看着屏幕上星核6号的版图——密密麻麻的Fi晶体管像一片微缩的森林。他想起六年前在华强北画下的第一份芯片草图,从0.18μm到28nm,从良率12%到85%,这条路,他们走了2190个日夜。
苏晚悄悄走到他身边,递过来一杯热咖啡:"在想什么?"
"在想下一座山峰。"林辰望着窗外的星空,"16nm、10nm...我们还有很长的路要走。"
苏晚靠在他肩上:"但我们会一起走下去。"
远处的深圳湾,货轮的灯光与实验室的灯光交相辉映。林辰知道,28nm的突破只是开始,更大的挑战——自动驾驶芯片、5G通信芯片——还在前方。但此刻,他的心里充满了前所未有的信心。
因为他明白,真正的技术突破,从来不是一蹴而就的,而是用无数个日夜的坚持和创新,一点点刻进硅片里的。