在上海張江，TI的幾個年輕人聯(lián)手孕育了一款面向全球工業(yè)和汽車市場的明星產(chǎn)品。這是誕生在TI中國芯片星河中一顆閃亮的芯。
它的誕生源于市場的召喚。工業(yè)以太網(wǎng)供電的最高電壓已達57伏，汽車用電量的劇增導(dǎo)致傳統(tǒng)的12伏和24伏電氣系統(tǒng)逐漸被48伏電氣系統(tǒng)取代，使得市場為80伏電氣系統(tǒng)提供了更高的電壓范圍。雖說這個需求明明白白地擺在那里，但為什么偏偏是他們?nèi)⒖蛻舻男枨笞兂涩F(xiàn)實中的產(chǎn)品，而且能夠這么去做？
成功往往會讓旁觀者忽略過程中曾經(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的開關(guān)頻率，低EMI、簡單的8引腳封裝……業(yè)內(nèi)人看到LMR38020同步降壓轉(zhuǎn)換器的指標就明白它是一位全能型選手。
系統(tǒng)工程師曉兵的職責就是詳盡地了解市場需求，并定義出適合這些需求的芯片。作為TI中國的一名系統(tǒng)工程師，他的工作絕不輕松，詳細了解市場和客戶的需求只是第一步，如何在一大堆各不相同甚至相互矛盾的需求中找出滿足絕大多數(shù)客戶的指標、充分利用公司現(xiàn)有的IP技術(shù)、兼具高性能與經(jīng)濟性等等都極具挑戰(zhàn)。
2019年10月，曉兵開始構(gòu)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。“這不可能”，這是設(shè)計工程師芳莉帶領(lǐng)的設(shè)計團隊看到指標的第一反應(yīng)，“其實如果不計成本，所有技術(shù)層面指標都有可能實現(xiàn)，但我們想要的是既滿足絕大部分客戶新的需求，同時兼具產(chǎn)品經(jīng)濟性”。
如果說系統(tǒng)工程師是理想主義者，那么設(shè)計者都很現(xiàn)實，通過對每個創(chuàng)新指標的大量調(diào)研與驗證，反饋給前者哪些是可實現(xiàn)的。在關(guān)鍵指標上，曉兵絕不妥協(xié)，“如果沒有競爭力，無法滿足客戶需求，我們不如不做。”
此時產(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測試發(fā)現(xiàn)并解決芯片存在的缺陷，以確保交到客戶手中的芯片的質(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(tǒng)工程師、設(shè)計工程師一起設(shè)計和制定測試規(guī)格書，以滿足所有的測試需求。
產(chǎn)品和測試工程師榮臻需要同TI的制造廠和團隊一起溝通，反復(fù)確認封裝和測試的可行性，不斷地進行風險評估，確保這顆芯擁有最佳的性能。其中芯片的凸點加工和其中的一種封裝形式是在TI的成都工廠完成，“沒有時差，溝通更高效、更得心應(yīng)手”，榮臻說。
芯片開發(fā)是個系統(tǒng)工程，極高的復(fù)雜性很容易牽一發(fā)而動全身。因此在前期，團隊會花費大量時間反復(fù)確認各項細節(jié)，各個環(huán)節(jié)盡早打通也會使開發(fā)效率顯著提高。曉兵覺得這就像繪制油畫時，先期要花大量時間起素描稿，以決定畫面構(gòu)圖和明暗關(guān)系。
當芯片定義完成之后，設(shè)計團隊開始著手將藍圖搬到實際的畫布上，那些精細的線路和布局就是作品動人的色彩，體現(xiàn)了他們的匠心。“設(shè)計的最大挑戰(zhàn)之一是靜態(tài)電流”，芳莉說，雖然TI在電源領(lǐng)域深耕數(shù)十年，積累的很多IP是快速開發(fā)新品的基石，但在實際中將這些IP組合起來形成產(chǎn)品卻并不簡單。復(fù)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%。“設(shè)計芯片時要同時兼顧這兩點，就像要求一件衣服在輕薄的同時還要保暖。"在時間有限和整體架構(gòu)已經(jīng)確定的情況下，設(shè)計團隊最終通過不懈努力，以創(chuàng)新的設(shè)計，實現(xiàn)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)品進入了測試環(huán)節(jié)，這是確保芯片能達到設(shè)計目標的最重要一道工序，也是作品完成的關(guān)鍵步驟。如果說系統(tǒng)工程師在定義指標，設(shè)計師給出模擬的結(jié)果，那么產(chǎn)品和測試工程師就是在和真實的芯片打交道，通過測試來把控風險。榮臻選擇來自三個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行老化測試，同時應(yīng)用工程師則會根據(jù)客戶的實際使用條件，創(chuàng)建不同的場景進行實際應(yīng)用測試，“用排列組合公式算算就會明白這是多大的工作量”。
如果沒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：“回顧整個過程，芯片設(shè)計充滿平衡和創(chuàng)新的藝術(shù)。非常開心，我們的‘藝術(shù)作品’得到了市場的積極回應(yīng)，工業(yè)和汽車等領(lǐng)域的客戶對這款產(chǎn)品有非常高的認可。芯片是創(chuàng)新的源頭，我們致力于通過芯片技術(shù)讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟實用，讓世界更美好。”
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