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第15章 性能测试

最终2英寸的晶圆在10微米级别的制程工艺下蚀刻出的芯片数量为36片。

工作人员身穿防护服小心翼翼的将这第一批母片从托盘中取出,然后送到测试区。

在正式测试之前还有至关重要的一个步骤,也就是对芯片老化时间的测试。

将测试芯片放入加温箱中,并且维持在高电压水平,在几十分钟的时间内模拟芯片运行几天甚至是几年的时间。

进行了芯片老化测试的芯片还需要进行失效测试,一般来说在同一批成片中失效数所占总成片数的比例越低,说明芯片的质量越高。

所谓的失效测试也就是检查通过老化测试的芯片是否还能够正常进行工作,将那些不能正常工作的芯片筛除。

一般来说,在失效测试中需要将失效率维持在20%这一标准,失效率超过这一标准的话说明在制造或封装的过程中出现了问题。

在简单的失效测试后这一批36片成片都通过了失效测试,这是一个很高的水平,如果在随后的流片中能够维持在这一水平左右,那么就说明芯片的质量已经超过了标准。

这对于良品率来说是个好消息,意味着产能的提升与成本的下降。

得到即将测试的通知的林科一行人也来到了测试区。

测试仪器有点类似于主板,将需要测试的集成电路芯片焊接在插槽上,然后通电就会对成片进行频率电压与电气稳定性测试。

韦斯顿直盯着显示屏上的参数,虽然在先前与林科的交谈中已经让他对林科的印象有所改观了,但是也拉不下这个脸啊。

测试人员将芯片安置在主板插槽上,然后对芯片的针脚进行焊接,当然,这里的焊接只是为了暂时固定在主板上,而不是直接焊在主板插槽上。

在一旁的控制台的测试人员随后按下开始按钮,只见显示测试画面的显示屏上随着代码的滚动,开始进行第一个测试,也就是运算性能与频率测试。

首先是电压测试,测试程序通过对十个不同等级电压下的频率的稳定性进行综合得出芯片的最佳工作频率,然后增加电压,测试芯片的电压负荷能力,得出电压水平阈值。

经过测试得出电压水平在4.5V到5.3V之间,当然,这只是这枚测试芯片的最佳电压,还需要对其他芯片的电压水平进行综合才能得出这款芯片的最佳电压。

得出电压水平后测试人员使电压水平固定住,维持在5V这一水平,接下来就是运算性能与频率测试。

在这个过程中芯片的频率将会不断调整,并且根据芯片的稳定性得出芯片的最高频率与最佳工作频率。

在报废了两片芯片后最终得出的频率结果是最高频率为12MHz,在这一频率下需要加压到6.8V,正常工作时间为9秒。

随后在5V电压水平下得出了最佳工作频率,为4.2MHz,在模拟的工作环境中不间断的正常工作时间超过了1440个小时,已经符合初步测试要求。

之后就是应韦斯顿的要求增加的一个测试工序,也就是对芯片的运算性能进行测试。

测试仪器将会载入一个封闭式的系统架构,模拟芯片正常运行时的环境,然后启动基于数学库的算法程序进行运算性能测试。

在第一次运算测试下流片的运算性能达到了每秒270万次运算,运算性能非常不错。

然后启用FPU进行浮点运算测试,结果为每秒334万次浮点运算。

“虽然很没面子,但是不得不服啊!”

得知测试结果的韦斯顿颇为光棍的看着林科说道,而林科则是耸耸肩。

对芯片的负荷测试也紧接着进行,然后就将全面测试芯片的使用寿命。

在不断的加压下,芯片表面的塑料封壳开始冒出白烟,一旁的温度传感器显示达到了143.6摄氏度,这已经超过了安全温度,于是测试人员停止加压并且中断对芯片的供电。

很明显,这枚芯片彻底报废了。

将芯片从插槽上拆除,更换一块新的芯片,继续上面的测试步骤。

林科在一旁看得很认真,与韦斯顿不时就一些专业问题进行探讨,皮特时不时的插几句嘴,至于萨那,则是早就因交接资料的事务跟着康娜出去了。

最终对这批流片的测试结果是工作电压为5V,时钟频率为4.2MHz,正常工作时间为62000小时,运算性能在模拟浮点运算下为2.45MFLOPS,启用FPU的运算性能为3.33MFLOPS。

做个最直接的对比,前一段时间所发售的英特尔8086芯片上有4万个晶体管,采用 HMOS工艺制造。

其工作电压为5V,时钟频率为4.77MHz~10MHz,运算能力是800KFLOPS,也就是每秒80万次浮点运算。

而Rex只有8086的四分之一的晶体管规模,但频率却相差无几,最关键的是Rex的运算性能是8086的四倍多,以3.33 MFLOPS的性能领先于8086的0.8 MFLOPS。

“老板,我们现在就开始流片生产吗?我已经等不及想看到这颗芯片所引起的轰动了!”

韦斯顿满怀期待地看着林科,自己可是一个历史性事件的见证人啊。

“不,先前我已经说了,这只是试验品,不会大批量生产的,先生产8位再到16位。”

林科看到韦斯顿那明显失望的表情,补充了一句:

“正式的Rex16处理器我会基于这份原型图拿出个更好的版本出来,现在还时候未到。”

“好吧,太遗憾了,不能现在就见证到历史性时刻。”

韦斯顿低下头稍稍叹了口气,随后突然抬起头:

“老板,你刚才是说先生产8位的处理器?”

“对啊,我们的实力8位处理器刚好合适,并且也有生产经验。”

林科点点头回应道。

“8位微处理器确实生产起来比较简单,也来钱快。”

韦斯顿双手抱胸,他确实设计过几款8位的IC,但是那都是十年前的事了。

“但是老板,在16位微处理器都出来了的情况下继续生产8位微处理器不会太落后了吗?”

在一旁的皮特不解的说道。

“虽然追逐最新行业动态可以不会被淘汰,但是这也是要有足够的实力为基础。”

见皮特还是不太理解,林科摊摊手:

“皮特,作为一名主管,尽管是临时的,但是你也应该知道我们现在所面临的麻烦。”

“我了解,之前的债务也转让过来了,但不是已经将紧要的还上了吗?”

皮特扰了扰头发,想了想回答道。

“是的,但剩下的巨额债务,期限就在下个月,如果在这之前不能还清的话,你知道的。”

林科耸耸肩,好像在回答着一件无关紧要的事似的。

“我们就都失业了。”

皮特吃了一惊,如果他的新老板破产了的话他就得去找新的工作了,这可太麻烦了。

“对啊,所以你们能理解我的决定了吧。”

林科看向两人无奈道。

“当然理解。”

皮特表示没有任何疑问了,开玩笑,在16位与自己的饭碗之间,他当然选择自己的饭碗。

“但是16位是大势所趋,越早越好,这是我的意见。”

韦斯顿有些郁闷的说道,既然你要搞8位干嘛先给我看16位的啊,还是个这么强悍的,连流片都生产出来了。

结果这不就是脱了裤子放屁吗。

“我可以保证会上马16位的,但是还是我刚刚所说的,现在时候未到。”

林科安慰了一句,随后从不知何时回来的萨那那里取出文件袋。

“我们的时间很紧,所以我已经将设计图画好了,里面附有计划书,我要说的都在里面。”

“这就是接下来我们能否还上债务的关键,韦斯顿,一切拜托了。”

林科将取出的文件袋递给韦斯顿,认真的说道。

“放心,为了那个Rex16,我也会尽全力办妥的。”

韦斯顿也正色道,接过林科递来的文件袋。

“好了,安排得差不多了,萨那,我们走吧。”

林科对着萨那说道。

“好的,老板。”

萨那点点头,看了一眼窗外,已然是一轮残阳。

与皮特等人告别后,林科与萨那驾驶着汽车缓缓离去。

看着逐渐远去的汽车影子,韦斯顿回想起这一天的经历,感慨了一下,然后看着还在做挥手告别状的皮特,一拳打过去。

“嘿!韦斯顿!”

“傻站着干嘛,还不赶紧给我搭把手,争取今天之内做出掩膜版。”

“哦,好...等等,现在早就下班了!”

“得了吧,你帮不帮?”

于是两人缓缓向身后走去。

在车内,林科正在与萨那交谈关于明天的行程安排。

“明天预约苹果公司的总裁斯科特或副总裁乔布斯是吗?”

萨那在摊开的笔记本上记下林科刚刚提出的要求,随口确认了一遍。

“是的,总之就是明天一定,必须,要约到他们其中的一个。”

林科回答道,然后想了想:

“还有雅达利那边,跟他们的总裁或主要管理层也要约一个确定的时间。”

“好的,已经记下了,明天我会进行安排。”

看着前方,林科深吸了一口气,明天有的忙了。

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