会议室里安静了几秒,吴国华继续翻开笔记本下一页。
“第二类问题,功耗与电源完整性缺陷。”
他在黑板上写了几行数字。
kl-vu:设计功耗du,实测功耗du,芯片温度oc。
kl-cu:设计功耗dul-sra:设计功耗odu,实测功耗odu,芯片温度c。
“动态功耗标严重,kl-vu的实测功耗比设计值高了,芯片温度到了o度,远设计指标。”
他指着那行数字。
“功耗仿真用的是平均活动因子,假设所有门电路的平均翻转率是o。但kl-vu的向量运算单元,执行向量指令时,个加法器同时翻转,活动因子接近oo。峰值功耗是平均功耗的倍以上。”
他画了一个电流波形的示意图,在指令执行的瞬间有一个巨大的尖峰。
“输出级同时翻转时的电流尖峰,被严重低估了。”
台下有人问:“局部电压跌落的问题呢?”
“有。”吴国华又画了一个图,是芯片内部的电压分布,“kl-cu的某些区域,实测供电电压只有伏,比标称值低了。门电路的度下降,逻辑出错。”
他在图上标了几个热点。
“电源网络设计不合理。从电源焊盘到芯片内部的金属线太细,电阻太大,大电流时产生明显的压降。仿真时假设理想电源网络,没做irdrop分析。”
他又画了一个图,是一个寄生pnpnpn结构的示意图。
“还有一个更严重的问题,闩锁效应。”
台下安静了。
“kl-cu有两颗芯片在测试中突然电流骤增,从正常的o毫安跳到了oo毫安,然后烧毁。切片分析现,是闩锁效应导致的。”
他在图上标出了寄生结构。
“os和pos之间会形成一个寄生的pnpn结构,像一个可控硅。在特定条件下,这个寄生结构会导通,形成低阻通路,电流失控。”
他放下粉笔,看着台下。
“仿真模型中没有寄生pnpnpn结构,无法预测闩锁触条件。这个问题,设计时只能靠经验和规则来规避。”
宋颜在笔记本上写了几行字,抬起头:“存储芯片的问题呢?”
吴国华翻开笔记本下一页。
“kl-sra,颗流片,封装颗,测试通过颗。淘汰的颗中,失效模式分布如下。”
他在黑板上写了一张表:
存储单元失效:颗,集中在晶圆边缘。
地址译码错误:颗
保持时间不足:颗
读写干扰:颗
封装问题:颗
“存储单元失效的颗芯片,位图显示某些地址永远读不出正确数据。切片分析现,失效的存储单元集中在晶圆边缘,光刻胶厚度不均导致的晶体管尺寸偏差。”
他在晶圆示意图的边缘画了几个叉。
“存储单元的性能取决于晶体管尺寸、掺杂浓度的精确匹配。工艺波动导致的随机失效,无法用仿真预测。”
他又画了一个地址译码器的时序图。
“地址译码错误的颗芯片,问题出在译码器的竞争。地址切换时,译码器输出端出现了短暂的错误地址,导致误访问。这个毛刺宽度只有几纳秒,在仿真中被忽略了。”
“保持时间不足的颗芯片,存储单元的电荷泄漏太快。原因是存储节点的寄生漏电比模型大了将近一倍,仿真时假设理想绝缘。”
他放下粉笔,转过身。
“存储芯片的失效模式非常复杂,分布式系统能做的仿真有限。很多问题,只有流片回来实测才能现。”
宋颜点了点头,看向戚工:“产品中心有什么补充的吗?”。
戚工站起来,走到黑板前:“我来补充一些测试中心方面的,分布式辅助系统仿真覆盖不到的问题。”