五月 26

第一次流片

前天中午终于提交了GDS数据,我觉得应该要记录一下这难忘的几个月,特别是最后的十天。

上个学期选毕设老师,因为没有对哪个毕设题目非常感兴趣,就一直拖着,而好多同学都已经选好了。我其实比较中意ADC的题目,但是没有非常满意的。突然有一天,李丹老师打电话给我,向我介绍了他的情况和毕设的题目,问我要不要选他。我当时根本没听过这个老师,一脸懵逼,就说回去考虑一下。经过了解,我知道他是新来的老师,意大利帕维亚大学的博士,做的是光通信接收机这一块工作。虽然这个题目我之前根本就没有考虑过,但是我想,反正我也不知道选什么题目,不如就跟他得了,然后给他回了个电话,详细了解了下项目信息,最后就决定了。选他的还有我们班一个女生YQ。现在看来,结合其他同学的情况,毕设导师这个选择是非常重要的,它决定了你大学的最后一个学期是处于放养状态,整日虚度光阴,还是在一个充满斗志的课题组度过大学的最后一段充实的时光。我的选择很盲目,可以说是赌博,但是我赌的很好。李丹老师是一个非常负责的老师,我很庆幸我当时做出了最正确的选择。

寒假前李丹老师就给我们布置了任务,要看哪些书,翻译哪些文献。但是寒假我并每怎么学习,毕竟在家里和过节这两个因素将我的学习状态冲的很淡。开学以后开组会,我和YQ还有两个研究生师兄组成一个组。我主要做光通信接收机的放大器部分,YQ和一个师兄XY做光通信发射机部分,另一个师兄LM暂时做他上次流片的测试。任务很明确,就开始做了。先看基本的理论知识,然后看论文,最后搭电路仿真。过了几天,李丹老师说5月份有流片机会,用的是IBM 45nm SOI工艺。我非常激动,不是每个人都有机会流片的,而我居然就这样误打误撞地碰上了,而且还是这么高大上的45nm SOI工艺。要知道基本上整个教研室的师兄师姐都在用台积电的0.18um工艺。接下来老师让我仿真SOI的器件特性,总之就是做各种曲线。这项工作有些无聊,但对了解器件还是很有用的,设计的时候可以作为参考。

我们每周开一次组会,姑且称为小组会,加上李丹老师和系主任是同一个组的,所以系主任的组会我和YQ也要参加,这个组会就称为大组会吧。所以经常是一周开两次组会。组会上无非就是把自己这周的情况做个汇报,但是大组会上同学太多,做的东西都不一样,根本听不懂别人说的啥,所以非常无聊。小组会上每个同学汇报完,老师都会问一堆的问题,然后提出很多的意见。还记得第一次开组会的时候,XY汇报完,李丹老师从PPT的第一页开始挑毛病,从美感到内容,从图片的来源到PPT的标题和字体都说了一通。我是根本不在意这些的,我觉得老师太过于注重形式。但是现在我觉得老师说的很对,好的PPT和差的PPT给人的感觉真是天差地别。

过了一段时间,在一次组会上,老师告诉我们一个消息,说45nm SOI工艺推迟到下半年,我们改用IBM 0.13um SiGe BiCMOS工艺。听到这个消息我其实是拒绝的。学集成电路的都知道,我们学的基本上都是MOS,NPN只在基本的模拟电路中讲过,但是分立器件和模拟电路显然是不一样的。我们系还没人用过这个工艺,所以NPN对大家包括老师来说都是非常陌生的。人对陌生的东西就有一种抵触情绪。但是也没办法,只能硬着头皮复习NPN的知识(其实是HBT,异质结双极型晶体管)。然后又是仿一堆的特性曲线。

我的任务的难点就是低噪声。老师的意思是想看看使用经典的结构究竟能够做到多低的噪声,这方面研究的比较少。我在这块花了很多的时间,但是感觉收获有限。其实大部分的时间都是在调管子的大小,通过调整这点参数得到的性能的提高是很有限的,我现在觉得意义不是很大。因为电路很简单,无奈的时候我甚至写了一个python脚本结合HSPICE来做优化,现在想想好傻。但是也没有更好的办法,毕竟电路那么简单,又不改结构,还能怎么调啊。这点我觉得是很遗憾的,我花费了大量的时间调那几个参数,却没有多尝试一些新的结构。虽然老师一直跟进,如果没有来教研室看看进展就会打电话或者微信问问情况,但是在这里的指导我觉得非常有限,并没有提出非常好的想法,只有一些猜想。我觉得这就是科研吧,探索的是未知的东西,没有人能够告诉你怎么做。读博士也是这样,导师的想法仅仅是想法,不可能百分之百正确,你要做的就是去尝试这个方法,看看到底能不能行。不过话说回来,李丹老师还是帮了我很多,对比其他同学的导师根本都不管,我还是很幸运的。

还有最后一个多月的时候,发射机设计遇到些困难,加上我们的面积不够,没办法既流接收机又流发射机,所以我的任务变成了接收机前面跨阻放大器(TIA)设计(之前也是做这个工作),XY的工作变成了TIA后级的主放大器(MA)设计(本来是我要做的),YQ的任务是电感的建模,LM的任务是带隙基准等剩下的所有事项。老师经常会发邮件向我们灌些鸡汤(蛤蛤),督促我们努力工作,比如这篇邮件:
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老师鼓励我们11点打车回去(实验室在另一个校区),可以报销车费。我们四人那段时间也基本上都是11点左右回。总之我的毕设做的比其他同学辛苦很多,很多很多,但是我不抱怨,就算抱怨也只是和其他同学开玩笑的,我其实很享受这一个过程。如果只有我一个人的话我肯定做不下去,但是还有三个队友在旁边,有问题可以互相讨论,这样就好多了,完全没有寂寞的感觉。看来我还是耐不住寂寞啊。

中期答辩,其实是很水的,但是李丹老师非常重视。别的老师根本都不管,他却在答辩前一天要求我和YQ做好PPT开个组会试讲,并掐时间。我的PPT被批的体无完肤,他还是重复着那句话:“你这样子去美国会被印度人玩死,你明明做了很多东西,但印度人会说成全是他们做的。”虽然我被批的很惨,有点不太开心,但是觉得老师指出的问题都非常对。做PPT讲PPT都是有技术含量的,PPT其实代表的就是你的工作,别人只能通过PPT来了解你做了什么,如果你连这唯一的渠道都不能把握住,别人怎么能够了解你的工作呢?李丹老师还针对第二天在场的老师可能会问什么问题说了一番(其实根本没有老师问问题,就是走个形式),让我回去好好准备。

因为时间原因我只修改了部分PPT。第二天答辩,我很顺利地讲完,不出意料没有老师问问题,就一个老师问了一个不相关的问题。我走了以后,收到老师的微信,一个单词“good”。后来我被评为那天15个答辩同学中三个A之一。老师经常是这样,在事前给你挑出一大堆的毛病,搞得你都快失去信心,逼你去改,然后在事后对你说你做的不错,给你些鼓励。虽然中期答辩很水,但是老师这种认真的态度值得我学习,我太随意了。在讨论的时候我和学长经常会使用“差不多”,“变大些”这样模棱两可的词,这时老师就会说:“你们是工科生啊,能不能定量一些?”虽然我不完全同意老师的看法,但是我们有时确实不太严谨。

最后两个星期开始画版图。两个星期的时间非常短,不用说我们这样的第一次画版图(LM之前画过一次)的了,就是有经验的师兄,也很难在这么短的时间内做好。最后十天,在LM师兄的鼓动下,我们四人直接住在了实验室。还记得要住进实验室的第一天,YQ说,“吃顿好的,洗个澡”。我一直记住这句话,觉得特别有意思。每天晚上11点左右我们会出去逛逛超市买点东西吃,聊聊天,特别惬意。回到实验室后继续工作,YQ一般1点左右就睡了,我3点左右睡,LM和XY经常都是4点多睡。

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记得第一次画电流镜,画了一个中心对称的结构,对刚开始画版图的我来说有些复杂,画了大概8个小时吧。虽然花了很多的时间,但是最后画完了我只有一个感觉,真美啊。画版图的原则有一句话,If it looks well, it will work well.这句话还是有些道理的。

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DRC倒是没什么问题,但是LVS真是搞死我了,有一个莫名其妙的错误,器件识别不出来。这个问题对于我这个新手来说是致命的,我死都无法解决这个问题。第二天找来几个师兄帮忙,忙活了好久终于发现了一个线索,就是器件多了一个mult层,导致这个器件不能当做多个器件用,一旦当成多个器件用就无法识别。只能怪我太年轻啊。这次挫折对我来说是一次提高的机会,我画版图的水平在慢慢提高,虽然仍然还是菜鸟,但是和之前相比已经有了很大的进步。

每天除了吃饭睡觉就是坐在电脑前画版图。刚开始我是很讨厌画版图的,首先我不了解它,人对陌生的东西自然有一种抵触情绪。其次画版图是体力活,虽然有一定的技术含量,但是还是大量的重复性工作,需要花费大量的时间。慢慢的上手了,就越来越享受这一个过程了。我经常这样,一旦对一个东西开始熟悉了,就会慢慢喜欢上它,然后只想做这个,而不想去做之前喜欢的事。从一项任务切换到另一项任务需要时间,我比较喜欢专心只做一件事,这样效率高些。或者说,我的多任务能力不够。

有天晚上11点,老师请我们出去吃烤肉。大家高高兴兴地去了,哈哈,老板终于请吃饭了。大家在一起聊聊天还是很欢乐的。我们经常会调侃XY还有好几次流片机会,这样的生活还要继续好几次。开玩笑说以后LM(研二)去找工作不参与了,XY(研一)就要带着学弟干活了。

最后三天老板去加拿大出差,留下我们四人孤军奋战。当时也就是基本模块画完了,但是还没有拼接,后面还有很多的工作。YQ的电感最后终于做出来了,我和XY就可以用她做的电感,而不用使用PDK里的面积非常大的电感。最后反正也挺煎熬的,整体布线,跑LVS,加mim电容,加dummy,非常繁琐,非常容易出错。不过熬了两个晚上后不管怎么样还是全部画完了,虽然都没有跑最终整个芯片的LVS,也没有后仿。

这次的时间太短,很多的工作来不及做,挺遗憾的。不过话说回来,毕竟经历了这么一次流片,虽然我们没有经验,很菜,最后的结果肯定也不会太好,但是好歹体验了这么一次。我很怀念这段时光,和大家一起努力,一起朝着一个目标奋斗。总之,第一次流片就这样结束了,三个月后芯片才会回来,那时我早已不在学校了,所以测试和我没关系了。

我并不觉得这样的生活有多么无聊和煎熬,虽然当问题迟迟查不出原因的时候很想砸电脑,但是解决问题后的成就感让我觉得一切都是值得的。这次流片有很多让我遗憾的地方,比如完成度不够,时间太紧导致没有做好,还有电路太简单,看起来没什么技术含量,虽然简单的电路也有它的难点。总之接下来的任务就是写毕业论文了,希望最后的几个星期也能够充实地度过。

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Posted 2016年5月26日 by zhangzimou in category essay