《电赛2036》林深沐泽

4、第一个盲盒 第一次模拟

　　备赛第三周，三个人决定做一次全流程模拟流片。

　　这个决定是吴越提出来的。他在翻佳立创的下单手册时，看到"极速版"那一栏写着"建议首次使用者先进行一次试下单，熟悉全流程"，然后把这句话念给了另外两个人听。

　　葛家瑾听完说："肯定要试一次。"

　　金复来没说话，但他把正在写的代码保存了一份副本，命名为"simulate_submit.v"。文件名里的"simulate"是一个提醒——这不是正式比赛，只是排练。

　　排练的内容是完整的：从代码冻结到版图生成，从DRC检查到GDSII导出，从佳立创平台下单到裸片送达，最后上电测试。每一步都走一遍，看看会在哪里卡住。

　　"我们先定一个目标。"葛家瑾说，"不要求性能，只要求'能跑'。功能正确，功耗不管，面积不管。能跑就行。"

　　吴越在本子上记了一笔："第一次模拟流片目标：能跑。"

　　这个词从他说出来的时候，三个人都安静了一瞬。一颗芯片从设计到制造，最后上电的那一瞬间，示波器上出现波形——就像一块石头被扔进水里，终于泛起了涟漪。

　　金复来说：“一天。给我一天把代码写完。”

　　“两天吧。这次机会你得确保他能跑。”葛家瑾点头，“然后周三下午提交。流片六小时，工厂通宵生产，无人机次日早上八点之后才送。”

　　“当然，比赛的时候，代码就是一天。” 葛家瑾说，“三次流片预计分别提交于第二天一早，第二天下午收到；第二天晚上，第三天早上收到；和第三天下午，第四天早上收到。”

　　他们说得平常，像在说一件再普通不过的事。但在场三个人都知道，这话放在三年前，他们刚上大学的时候，还说不出口。

　　佳立创打通电子束直写和微流控封装的连续产线，是2033年的事。那一年他们把传统晶圆厂四个月的周期压缩到了六小时，在业内没有掀起太大的水花——很多人不相信，更多人觉得跟大学生没什么关系。直到去年，2035年电赛，佳立创第一次向参赛队伍开放了这个通道。六小时流片，四小时PCB打样，比赛期间三次免费。消息出来的时候，葛家瑾准大三，他在朋友圈转了一篇推送，配文就两个字："离谱。"

　　到今年，它成了省赛标配。

　　物理学院9号楼247室的窗台上，是几年前装上的无人机停机坪。蓝色呼吸灯一亮，整个实验室的人都认识那个声音。这东西已经变成日常了。金复来想起他小时候在南昌，快递还得等隔日达，现在芯片六小时交货，四小时PCB打样，无人机半小时闪送到窗口。快得让人不觉得快。只有偶尔抬头看到一架无人机掠过的时候，才会想一下。

　　吴越翻了一下佳立创的手册：“配送时段有限制？上面写的是‘每日8:00-20:00配送，夜间订单统一次日清晨送达’。”

　　“对。晚上低空管制呀。”葛家瑾说，“我们下午提交的，夜里产线跑完，第二天早上八点收到，刚好接上。”

　　这次的时间表定下来了。周三上午写完代码，周三中午冻结，周三下午做版图，周三下午提交。晚上上产线，周四早上收货测试。

　　那两天金复来在实验室从早上坐到下午，中间只起来倒了两次水。周三下午三点半，他把最终的GDSII文件导出，上传到佳立创·硅工坊的下单页面。

　　提交之前他把鼠标移到了“确认下单”的按钮上，没有马上点。

　　“你们看一遍。”他把屏幕转过去。

　　葛家瑾和吴越凑过来，把页面上的每一个参数都读了一遍。工艺节点180nm，面积2.8平方毫米，封装QFN32，配送地址华师物理学院9号楼247室。

　　“确认。”吴越说。

　　“确认。”葛家瑾说。

　　金复来点了"确认下单"。页面上跳出一行字："订单已提交，正在排入极速版队列。预计直写开始时间：15分钟后。"

　　三个人盯着那行字看了几秒。

　　"流片要六个小时。"葛家瑾站起来，"我去调测试板。"

　　测试板他早就做好回来了，一个简单的QFN32转接板，加上一些外围模拟电路，再配个串口读出，搞定。把芯片的32个引脚引出到标准排针上，方便示波器观察测试。

　　金复来坐在原位。佳立创的订单状态每隔1分钟刷新一次，流程上写着："文件确认中"→"直写中（预计1.5小时）"→"测试中"→"封装中"。

　　他在等。等的过程里什么也做不了。屏幕角落的那盏小灯一直在转，像一个慢速的钟摆。

　　佳立创的芯片流片通道和PCB打样是同一个系统，六小时交付。他看着页面跳出一行"已提交，预计今晚九点前完成生产"，然后合上电脑，走到窗边站了一会儿。

　　那天晚上葛家瑾和吴越回了宿舍。金复来留在实验室，他还有一个模块的时序没有做完收尾，他想趁着等芯片的时间把它整理干净。佳立创的订单状态在晚上八点变成了"已完成，等待配送"。系统提示："当前时段无配送服务，将于次日8:00起按序派送。"

　　他看了一眼，然后继续改代码。

　　晚上一点，他关了电脑，把三把椅子并在一起躺下。9号楼247室的灯还亮着，但不是为他一个人亮着——那架无人机第二天早上会到。

　　第二天早上七点半，金复来已经醒了。他在实验室的水池前洗了一把脸，把椅子归位，打开电脑，重新跑了一遍仿真确认代码没有问题。

　　八点零二分，窗外传来一阵轻微的嗡嗡声。声音由远及近，从9号楼的上方降下来。葛家瑾和吴越推门进来，正好听到那个声音。

　　"来了？"葛家瑾放下包。

　　"来了。"

　　三个人走到窗边，推开窗户。一架六旋翼无人机正对准窗台上方的停机坪降落。底部的蓝色呼吸灯一闪一闪，腹部压着一个密封舱。它触地，关闭旋翼，蓝色呼吸灯变成了常亮。

　　葛家瑾伸出手，把密封舱取下来。舱门弹开，里面躺着一个银灰色的静电袋，印着佳立创的LOGO、订单编号和收货地址。

　　他把静电袋捧进实验室。吴越已经把测试台清理干净了，示波器和电源线都接好了。金复来从座位上站起来，走到测试台旁边。

　　葛家瑾用镊子撕开静电袋，取出那枚指甲盖大小的芯片。QFN封装，黑色塑封体，四周是裸露的金属引脚。他把它放进测试座的压槽里，拇指按下压杆。"咔哒"一声，锁紧。

　　"上电。"他说。

　　吴越打开了电源开关，示波器亮起来。葛家瑾把探头接到测试板的输出端，看了金复来一眼。

　　"你按。"

　　金复来伸手，按下了复位键。

　　示波器屏幕上，一条波形跳了起来——然后迅速衰减，变成了一条水平的死线。

　　葛家瑾又按了一次复位。波形跳起来，落下去。

　　第三次。跳起来，落下去。

　　芯片在工作——但它只工作了不到一秒钟就停止了。

　　三个人盯着那条直线，谁都没说话。过了很久，吴越在笔记本上写："第一次模拟流片：芯片有功能响应，但无法持续运行。初步判断：内部状态机未正常跳转或复位逻辑异常。"

　　金复来回到屏幕前，打开代码，找到状态机那部分。从上到下读了一遍，读到一半的时候手指停在了键盘上。

　　"复位信号的极性好像搞反了。"他说。

　　葛家瑾抬起头："反了？"

　　"低电平有效写成了高电平有效。所以复位之后状态机跳到了初始态，然后立刻跳回了一个未定义的中间态。"

　　吴越在笔记本上划掉了刚才写的，重新写："原因：复位信号极性错误。已定位。"

　　葛家瑾已经打开了测试板原理图，指着复位信号那一支：“这里加一个反相器就行了，不用重新流片。”

　　金复来看了一眼：“对。”

　　葛家瑾从元件盒里翻出一颗74LVC1G04，单路反相器，指甲盖还小。他拿镊子夹起来，看了看引脚，又看了看测试板上的预留空位。“有位置，刚好。”

　　他拿起烙铁，给空焊盘上锡，用镊子把反相器放上去，烙铁尖碰了一下引脚。锡融开，元件稳稳地落在了板子上。他拉了一根飞线，把原来的复位信号线割断，重新接到反相器的输入，再把反相器的输出接到芯片的复位引脚上。

　　前后不到五分钟。

　　“再试一次。”他说。

　　金复来伸手，按下了复位键。

　　示波器屏幕上，一条波形跳了起来——停住了。没有衰减，没有回落，稳稳地停留在高电平的位置。一秒，两秒，三秒，它还在那里。

　　三个人盯着那条线，谁也没说话。

　　波形又跳了一下，开始正常地翻转。状态机跑起来了，信号按照该有的顺序从一个状态跳到下一个状态，像一台终于找到节奏的节拍器。

　　“跑了。”吴越说。

　　“跑了。”葛家瑾重复了一遍。

　　金复来没有出声。他看着屏幕上跳动的波形，手指搭在桌沿上，没有移开。

　　葛家瑾把探针移到了功耗测量点上，示波器上跳出一个数字。他看了一眼，没有马上说。

　　“多少？”吴越问。

　　“六十八毫瓦。”葛家瑾说。

　　三个人又安静了。指标是五十毫瓦。六十八，超了百分之三十六。

　　吴越在笔记本上记录：“复位信号已修复。芯片可稳定运行，但功耗超出指标36%。待优化。”

　　金复来把视线从示波器上移开，回到屏幕。他调出功耗报告，逐行往下看。时钟树占了将近一半的功耗，剩下的消耗在组合逻辑的翻转上。

　　“时钟树的扇出太大了。”他说，“驱动能力不够，每级缓冲器都在漏电。”

　　“能改吗？”葛家瑾问。

　　“能。但要在综合阶段重新约束。”

　　吴越抬起头：“多少时间？”

　　“一天。”

　　“那就一天。”葛家瑾把测试板上的芯片取下来，放进了静电袋里，“下周再跑一次。这次要把功耗压下来。”

　　金复来已经打开了综合工具，开始在约束文件里调整时钟树的扇出限制。葛家瑾收拾测试板，把反相器旁边的飞线用扎带固定好。吴越在笔记本上新开了一页，标题写上：“第二次模拟流片目标：功耗达标。”

　　窗外的天已经亮了。三个人谁也没说回去，各自坐在自己的位置上，做着手头的事。

　　到了中午的时候，金复来把时钟树的约束重新写完了。他没有跑综合，只是把文件保存好，关掉了电脑。

　　“下午再说。”他说。

　　葛家瑾从测试板上抬起头：“累了？”

　　“不是。想清楚了，下午跑也是一样。”

　　吴越合上笔记本：“那我们先吃饭。”

　　三个人走出247室，走廊里没有人。阳光从走廊尽头的窗户照进来，在地上拉出一条长长的亮带。