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第两百三十六章 给了一个大大的惊喜!(第2页/共3页)

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们部里的几个院所也研究过,但大家普遍碰到的瓶颈是开关速度上不去,PMOS的空穴迁移率比NMOS的电子迁移率低将近三倍,这导致CMOS的传输延迟比NMOS大很多。”

    “你们是怎么突破这个问题的?”

    话音还没落下,另一位专家孙教授也跟着补了一句:

    “还有一个闩锁效应的问题,CMOS在较高的电压或快速跳变的时候容易触发寄生SCR结构,导致芯片烧毁或功能异常,这个可靠性隐患你们是怎么解决的?”

    听到这两个问题,钱学明没有紧张,他早有准备,不急不缓地回道:

    “吴老师问得非常专业,这两个问题确实是CMOS路线上最大的两座山,也是业界公认的CMOS路线的难点。”

    “关于开关速度,我们做了三个层面的优化。”

    “第一,在版图设计上采用自举电路结构,把某些节点的电压在瞬间抬到超过电源电压,以此来增强驱动能力,补偿PMOS的迁移率短板。”

    “实测我们的曙光一号内部关键路径的传输延迟做到了三点八纳秒,比常规CMOS设计缩短了将近百分之四十。”

    钱学明顿了顿,继续道:“第二,我们优化了栅极材料的掺杂浓度和退火条件。”

    “我们通过控制多晶硅栅的掺杂浓度在每立方厘米十的二十次方量级,然后搭配快速热退火工艺,把栅极电阻降低了约百分之三十,这进一步压缩了RC延迟。”

    “第三,我们在工艺上采用了阱隔离技术,把P阱和N阱的掺杂曲线做陡,减小了寄生电容和漏电流。”

    “综合起来,曙光一号的主频可以达到四十兆赫兹,而功耗只有同频率NMOS芯片的八分之一。”

    吴专家听得眼睛越睁越大,整个人肉眼可见的激动起来。

    钱学明没有停,继续回答第二个问题:

    “关于闩锁效应,我们的策略是在版图层面就把触发概率降到最低。”

    “阱接触点密度比常规设计提高了两倍,同时把N阱和P阱之间的距离做到工艺允许的最小值以上,确保寄生SCR结构的触发阈值高于实际工作电压。”

    “另外我们在关键的电源线路上增加了钳位保护结构,把浪涌电压泄放通道的响应时间压缩到了纳秒级别。”

    “经过三百片次的可靠性测试,闩锁触发率低于十万分之一,完全可以满足工业级应用的要求。”

    吴专家听完,沉默了两三秒,然后喃喃地开口,如梦初醒。

    “原来能这么做……在版图上做自举,用阱接触密度去抑制闩锁效应,而且把栅极电阻和温度场控制做到这种精度。”

    “这个思路太巧妙了,真的是太不可思议了!”

    孙专家在一旁也连连点头,恍然大悟。

    “原来是这样。”

    “我们以前的方向都错了。”

    “以前研究CMOS老是盯着材料本身去找出路,总想着改掺杂改晶向,根本没想到在电路和版图层面还有这么多文章可以做。”

    “钱学明同志,你们真是把系统级优化做到了极致!”

    张停站在旁边,看着两位部里请来的资深专家像学生听课一样连连点头感叹,心里一根弦彻底松了下来。

    他不需要再问任何技术问题以及论证真实性。

    这一会儿,专家的反应本身就是最好的证明。

    他转头看向林默,颇有一些激动。

    “林默同志,钱学明同志,你们真的很不错。”

    “不仅大胆采用了新型工艺路线,而且踏踏实实地把遇到的每一个困难都攻克了。”

    “你们给国家的信息产业发展做出了巨大的贡献!”

    张停伸出手来,在林默的肩膀上拍了两下:

    “几天前我还在想,无锡742厂的东芝引进线是国内第一条,也是唯一一条有望赶上国际水平的芯片产线。”

    “没想到,几天后,在这川西山坳里,你们不但做出来了,而且走了一条完全不同的路,还走通了。”

    “真是给了我一个大大的惊喜啊。”

    “部长过奖了!”

    林默笑呵呵的谦虚道。

    张停忽然想起了什么,认真地看向林默,一字一句的问道。

    “林默同志,你这套CMOS工艺和配套的标准化文件,有没有可能在其他地方复制推广?”

    “比如说,让国内其他有基础的电子厂也用你的这套工艺包去建产线?”

    林默一听,立刻明白了张停的意图。

    部长这是想用曙光厂的经验去撬动更大范围的产业布局。

    他毫不迟疑地点了点头,语气肯定。

    “没问题的,张部。”

    “我们的工艺文件和技术档案都是完整,标准化,可迁移的。”

    “只要有合适的设备和场地,配上受过培训的技术人员,完全可以在国内其他地区复现这