在上海張江,TI的幾個(gè)年輕人聯(lián)手孕育了一款面向全球工業(yè)和汽車(chē)市場(chǎng)的明星產(chǎn)品。這是誕生在TI中國芯片星河中一顆閃亮的芯。
它的誕生源于市場(chǎng)的召喚。工業(yè)以太網(wǎng)供電的最高電壓已達57伏,汽車(chē)用電量的劇增導致傳統的12伏和24伏電氣系統逐漸被48伏電氣系統取代,使得市場(chǎng)為80伏電氣系統提供了更高的電壓范圍。雖說(shuō)這個(gè)需求明明白白地擺在那里,但為什么偏偏是他們去將客戶(hù)的需求變成現實(shí)中的產(chǎn)品,而且能夠這么去做?
成功往往會(huì )讓旁觀(guān)者忽略過(guò)程中曾經(jīng)的坎坷和挫折,以及那些責任感、堅韌,當然還有專(zhuān)業(yè)能力。
4.2伏至80伏的寬電壓范圍,低至40微安的靜態(tài)電流、高達2.2MHz的開(kāi)關(guān)頻率,低EMI、簡(jiǎn)單的8引腳封裝……業(yè)內人看到LMR38020同步降壓轉換器的指標就明白它是一位全能型選手。
系統工程師曉兵的職責就是詳盡地了解市場(chǎng)需求,并定義出適合這些需求的芯片。作為T(mén)I中國的一名系統工程師,他的工作絕不輕松,詳細了解市場(chǎng)和客戶(hù)的需求只是第一步,如何在一大堆各不相同甚至相互矛盾的需求中找出滿(mǎn)足絕大多數客戶(hù)的指標、充分利用公司現有的IP技術(shù)、兼具高性能與經(jīng)濟性等等都極具挑戰。
2019年10月,曉兵開(kāi)始構思LMR38020的雛形,這是一款力求在性能和功耗等方面達到平衡的芯片,并力圖做到更加經(jīng)濟!斑@不可能”,這是設計工程師芳莉帶領(lǐng)的設計團隊看到指標的第一反應,“其實(shí)如果不計成本,所有技術(shù)層面指標都有可能實(shí)現,但我們想要的是既滿(mǎn)足絕大部分客戶(hù)新的需求,同時(shí)兼具產(chǎn)品經(jīng)濟性”。
如果說(shuō)系統工程師是理想主義者,那么設計者都很現實(shí),通過(guò)對每個(gè)創(chuàng )新指標的大量調研與驗證,反饋給前者哪些是可實(shí)現的。在關(guān)鍵指標上,曉兵絕不妥協(xié),“如果沒(méi)有競爭力,無(wú)法滿(mǎn)足客戶(hù)需求,我們不如不做!
此時(shí)產(chǎn)品和測試工程師榮臻也已加入討論中,他的主要職責是通過(guò)測試發(fā)現并解決芯片存在的缺陷,以確保交到客戶(hù)手中的芯片的質(zhì)量和可靠性。并且產(chǎn)品采用何種封裝形式、測試的可行性等因素都需要及早確定,榮臻的角色就是和系統工程師、設計工程師一起設計和制定測試規格書(shū),以滿(mǎn)足所有的測試需求。
產(chǎn)品和測試工程師榮臻需要同TI的制造廠(chǎng)和團隊一起溝通,反復確認封裝和測試的可行性,不斷地進(jìn)行風(fēng)險評估,確保這顆芯擁有最佳的性能。其中芯片的凸點(diǎn)加工和其中的一種封裝形式是在TI的成都工廠(chǎng)完成,“沒(méi)有時(shí)差,溝通更高效、更得心應手”,榮臻說(shuō)。
芯片開(kāi)發(fā)是個(gè)系統工程,極高的復雜性很容易牽一發(fā)而動(dòng)全身。因此在前期,團隊會(huì )花費大量時(shí)間反復確認各項細節,各個(gè)環(huán)節盡早打通也會(huì )使開(kāi)發(fā)效率顯著(zhù)提高。曉兵覺(jué)得這就像繪制油畫(huà)時(shí),先期要花大量時(shí)間起素描稿,以決定畫(huà)面構圖和明暗關(guān)系。
當芯片定義完成之后,設計團隊開(kāi)始著(zhù)手將藍圖搬到實(shí)際的畫(huà)布上,那些精細的線(xiàn)路和布局就是作品動(dòng)人的色彩,體現了他們的匠心!霸O計的最大挑戰之一是靜態(tài)電流”,芳莉說(shuō),雖然TI在電源領(lǐng)域深耕數十年,積累的很多IP是快速開(kāi)發(fā)新品的基石,但在實(shí)際中將這些IP組合起來(lái)形成產(chǎn)品卻并不簡(jiǎn)單。復用IP的原產(chǎn)品只有60伏,但LMR38020的靜態(tài)電流卻要求降低50%!霸O計芯片時(shí)要同時(shí)兼顧這兩點(diǎn),就像要求一件衣服在輕薄的同時(shí)還要保暖。"在時(shí)間有限和整體架構已經(jīng)確定的情況下,設計團隊最終通過(guò)不懈努力,以創(chuàng )新的設計,實(shí)現了低靜態(tài)電流。
2021年2月,LMR38020首次流片即成功,這讓團隊非常振奮。隨即產(chǎn)品進(jìn)入了測試環(huán)節,這是確保芯片能達到設計目標的最重要一道工序,也是作品完成的關(guān)鍵步驟。如果說(shuō)系統工程師在定義指標,設計師給出模擬的結果,那么產(chǎn)品和測試工程師就是在和真實(shí)的芯片打交道,通過(guò)測試來(lái)把控風(fēng)險。榮臻選擇來(lái)自三個(gè)不同批次的各千余顆芯片,在不同環(huán)境、不同電壓的條件下進(jìn)行老化測試,同時(shí)應用工程師則會(huì )根據客戶(hù)的實(shí)際使用條件,創(chuàng )建不同的場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)際應用測試,“用排列組合公式算算就會(huì )明白這是多大的工作量”。
如果沒(méi)有他們之間的彼此信任、精誠合作,以及TI對于芯片質(zhì)量控制方面的完備體系,這顆芯片如此順利的誕生是不可想象的。
曉兵表示:“回顧整個(gè)過(guò)程,芯片設計充滿(mǎn)平衡和創(chuàng )新的藝術(shù)。非常開(kāi)心,我們的‘藝術(shù)作品’得到了市場(chǎng)的積極回應,工業(yè)和汽車(chē)等領(lǐng)域的客戶(hù)對這款產(chǎn)品有非常高的認可。芯片是創(chuàng )新的源頭,我們致力于通過(guò)芯片技術(shù)讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟實(shí)用,讓世界更美好!
|