国芯崛起：从香江到硅谷 第29章 “麻雀 Rev B”的诞生？硅片归来！

在经历了两个多月漫长而焦灼的等待后，那个牵动着芯启科技所有人神经的时刻，终于到来了！

一箱印着台积电（tSmc）醒目标志的、包装得异常严密的硬纸箱，由国际快递送达了观塘那间略显拥挤的办公室。箱子不大，却仿佛有着千斤重，里面装着的，是芯启科技的第一个孩子，是承载着整个公司希望的——“麻雀 Rev b”的首批工程硅片（Engineering wafers）！

消息传来，整个办公室瞬间沸腾了！

所有人都暂时放下了手中的工作，围拢过来，目光灼灼地盯着那个看似普通的纸箱，眼神中充满了激动、期待，还有一丝难以掩饰的紧张。这两个多月里，团队承受了太多的压力和煎熬，付出了无数的心血和汗水，成败在此一举！

林轩强压下内心的激动，亲自签收了包裹。他小心翼翼地打开层层保护包装，露出了里面几个黑色的、圆形的晶圆盒（wafer cassette）。透过透明的盒盖，可以看到里面叠放着的一片片闪烁着金属光泽的、薄薄的硅晶圆。每一片晶圆上，都整齐地排列着数百个微小的、肉眼几乎看不清的方形die（裸片），那就是他们日夜奋战的成果——“麻雀 Rev b”芯片！

“好了，都别围着了！”林轩深吸一口气，努力让自己的声音保持平静，“家俊哥，顾博士，验证组的同事，我们去实验室！”

核心技术团队的成员们立刻行动起来。他们穿上防静电服，戴上口罩和手套，小心翼翼地将一个晶圆盒捧进了那间经过简单改造、但也配备了必要设备的测试实验室。

接下来的步骤，繁琐而关键。

首先是晶圆测试（wafer Sort \/ wafer probe）。需要将整片晶圆固定在探针台（probe Station）上，然后用极其精密的探针，接触到每一个die上的测试焊盘（test pad），通过自动测试设备（AtE）运行预先编写好的测试程序，对每个die进行初步的功能和电参数筛选，标记出可能失效的die。

这个过程需要极高的精度和耐心。林轩和陈家俊、顾维钧等人轮流操作着那台半自动的探针台，眼睛紧盯着显微镜和AtE屏幕上跳动的数据。

初步测试结果很快出来了，有好消息，也有坏消息。

好消息是，整片晶圆上，大部分die都通过了基本的电气连接测试和简单的功能向量测试，没有出现大面积的、灾难性的制造缺陷。这至少证明，台积电的0.5微米工艺是可靠的，他们的设计在大的逻辑层面上没有致命错误。大家悬着的心，放下了一半。

坏消息是，通过初步筛选的“良品”die（Good die）的比例，似乎低于预期。在一片晶圆上，大约只有60%-70%的die能够通过所有基础测试，这意味着初始良率（Yield）并不算高。而且，即使是这些“良品”die，其某些关键电参数（如漏电流、工作频率的初步测试结果）也呈现出一定的离散性，暗示着可能存在一些设计或工艺上的边缘问题（marginality）。

“初始良率偏低是正常的，”林轩安慰着略显沮丧的陈家俊和顾维钧，“毕竟是新设计、新工艺的第一次流片。关键在于，我们要尽快找出导致不良的原因，以及评估那些通过初测的die，其性能是否真正达标。”

下一步是封装（packaging）。为了进行更全面的功能和性能测试，需要将通过初测的die从晶圆上切割下来（dicing），然后焊接到芯片基板上，用环氧树脂进行塑封，形成可以焊接到电路板上的、我们常见的芯片形态。

芯启科技目前还没有自己的封装产线，这项工作外包给了香港本地一家有合作关系的封装厂。他们加急将切割好的“良品”die送了过去。

又是几天焦急的等待。

第一批封装好的“麻雀 Rev b”工程样品（Engineering Sample, ES）终于送回了芯启科技的实验室！看着那些印着“xinqi tech”和“Sparrow Rev b”字样的、崭新的黑色芯片，每个人的心情都像是即将揭晓高考成绩的考生。

最后的审判时刻到了——芯片上板测试（bring-up & Validation）！

验证团队早已准备好了专门设计的测试验证板（Validation board）。这块电路板上集成了电源、时钟、存储器、音频接口、调试接口等所有必要的周边电路，可以将“麻雀”芯片的功能尽可能地模拟出来。

顾维钧亲自操刀，小心翼翼地将第一颗ES芯片焊接到验证板上。所有人都屏住了呼吸，围拢在测试台前。实验室里安静得掉根针都能听见。

连接好电源，打开示波器、逻辑分析仪、音频分析仪等各种测试设备。

“上电！”林轩下达了指令。

陈家俊按下了电源开关。

所有人的目光都死死地盯在测试设备和验证板的指示灯上。

几秒钟过去了，没有冒烟，没有异响！电源指示灯正常亮起！芯片的静态电流也在预期范围内！

“好！第一关过了！”陈家俊低呼一声，额头上已经渗出了细密的汗珠。

接下来，是更关键的功能测试。

连接JtAG调试接口，尝试读取芯片内部的Id寄存器。

“Id读取成功！”负责操作调试器的工程师兴奋地报告。这表明芯片内部最基本的数字逻辑和通信接口是工作的！

然后，加载测试程序，尝试让芯片内部的cpU内核运行起来，并访问外部存储器。

“cpU core启动正常！可以读写内存！”又一个好消息传来！

现场的气氛开始变得轻松起来，大家的脸上露出了笑容。看起来，这颗芯片的核心数字部分，问题不大！

然而，真正的考验，才刚刚开始。他们需要验证芯片的所有功能模块，特别是那些最复杂、也最容易出问题的部分——mp3解码、音频编解码器（Audio codec）、锁相环（pLL）、电源管理（pmU）。

测试程序开始运行mp3解码流程。将标准的mp3测试码流输入芯片，然后通过音频分析仪检测输出的模拟音频信号。

“解码……基本正常！但是……”负责音频测试的工程师眉头皱了起来，“输出信号的信噪比（SNR）好像比我们仿真结果要低一些，而且似乎存在一些微弱的高频噪声……”

顾维钧立刻凑到音频分析仪前，仔细观察着频谱图。“确实有噪声……而且底噪也比预期的要高。可能是dAc（数模转换器）的设计，或者电源部分引入了干扰。”

紧接着，对pLL模块的测试也发现了问题。在尝试将系统时钟锁定到设计目标的最高频率时，pLL出现了不稳定的抖动（Jitter），甚至在某些电压或温度条件下，会直接失锁（Loss of Lock）！这意味着芯片可能无法稳定运行在最高性能模式下。

“麻烦了……”顾维钧的脸色变得凝重，“pLL不稳定，整个芯片的时钟系统都会受影响。这个问题必须解决！”

随后，对电源管理单元（pmU）的测试也发现，其内部的dc-dc转换效率略低于设计目标，导致芯片在某些高负载工作模式下的功耗，可能比预期要高一些。

一个个问题被暴露出来。

刚刚还沉浸在“芯片点亮”喜悦中的团队，心情再次沉重起来。虽然没有发现致命的、导致芯片完全无法工作的硬伤，但这些暴露出来的性能瑕疵、稳定性问题，如果不能有效解决，将严重影响“麻雀 Rev b”的市场竞争力，甚至可能导致无法满足远大电子（哪怕是其最低）的要求！

第一次硅片测试的结果，就像是一份喜忧参半的成绩单。芯片“活了”，但“活得”并不完美，甚至可以说“病得不轻”。

林轩的内心，也经历了一次过山车。从最初的激动，到发现问题后的担忧，再到最后的冷静。他知道，这在芯片研发中其实是很常见的情况，第一次流片就能完美无瑕几乎是不可能的。关键在于，接下来的调试（debugging）工作！

“大家不要灰心！”林轩拍了拍手，将众人的注意力吸引过来，“第一次流片能点亮，核心数字逻辑基本没问题，这已经是一个巨大的成功了！相比那些第一次流片回来连基本功能都跑不通的公司，我们已经幸运很多了！”

“现在，我们面临的问题很明确：音频噪声、pLL不稳定、功耗偏高。”他指着白板上刚刚记录下的问题点，“这些都是硬骨头，但并非无法解决！接下来，我们要立刻成立调试攻关小组，由家俊哥、顾博士、志远牵头，集中所有资源和智慧，尽快找出这些问题的根源，并找到解决方案！”

“记住，我们没有多少时间了！”林轩的目光扫过每一位疲惫但眼神依旧坚定的战友，“远大的交货期限就在眼前！这场硬仗，才刚刚开始！打起精神来，我们一定能行！”

硅片归来，带来了希望，也带来了新的、更严峻的挑战。芯启科技的实验室里，一场与时间赛跑、与bug搏斗的“调试风暴”，即将猛烈上演。而那五万片订单的命运，就悬于这场风暴的结果之上。