七月的北京骄阳似火,室外温度逼近38度,柏油马路都被烤得有些发软。而向阳大厦顶层的实验室里,虽然冷气开得很足,但每个人手心里的汗却比外面还要多。
一张长长的防静电工作台上,摆放着一只银色的金属手提箱。
箱子上贴着醒目的封条,上面印着繁体中文和英文的双语标签: tSmc Fab12 (hsinchu) - priority Shipment / 极密
这是昨天深夜刚刚从台湾桃园机场起飞,经香港转机,最后由专人护送抵达北京的“天元3号”首批mpw(多项目晶圆)回片。
“开箱吧。”
林向阳站在人群中央,声音依旧沉稳,但眼神中也难掩那一丝期待。
赵子明深吸一口气,戴上防静电手套,小心翼翼地撕开封条,输入密码,打开了箱子。
防震泡沫的中心,静静地躺着几个黑色的防静电盒。打开盒子,里面是一排排仅仅指甲盖大小、黑得深邃的芯片。
tianyuan 3 (tY-920) designedxiangyang / madetaiwan
这行激光刻蚀的小字,在无影灯下折射出幽冷的光芒。
“这就是咱们的命根子。”赵子明用镊子夹起一颗,手有些抖,“28纳米hKmG工艺,集成了4G基带,还有那个……让业界吵翻天的大小核架构。”
“别感慨了,上机。”梁国栋教授推了推眼镜,催促道,“是骡子是马,拉出来遛遛。现在外面都在等着看咱们笑话呢。”
确实,自“天元3号”设计方案公布以来,业界的质疑声就没断过。
高通的高管曾在公开场合嘲讽:“把高发热的4G基带集成进手机Soc,就像是把火炉搬进了冰箱里。向阳集团这是在制造手雷。”
甚至连英伟达此时都在移动芯片上栽了跟头,因为发热问题被戏称为“核弹”。
行业共识是:4G初期,必须用Ap(应用处理器)+ bp(基带处理器)的分离式方案。集成?那是找死。
“准备上电。”
测试工程师将芯片压入测试座(Socket),扣好卡扣。
连接电源,连接调试接口,连接显示器。
“3,2,1,启动!”
电流涌入那数亿个晶体管的瞬间,旁边示波器上的电压曲线微微一跳,随即稳定下来。
屏幕亮了。
那个熟悉的“昆仑山”Logo一闪而过,紧接着,一行行启动代码如瀑布般刷过屏幕。
bootloader initialized... Kernel loaded... baseband handshake success... System Ready.
“启动成功!”赵子明挥了一下拳头,“基带握手正常!没有死锁!”
这只是第一关。能开机,说明逻辑设计没错,EdA工具和人工布线的“补丁”没出大篓子。但真正的考验——那个让所有芯片巨头都头疼的“发热”魔咒,才刚刚开始。
“开始压力测试。”林向阳下达指令,“双烤。”
所谓“双烤”,就是让cpU和基带同时满负荷运转。
“启动Geekbench多核测试循环!启动4G LtE全速下载!”
测试工程师按下了回车键。
原本平静的电流曲线瞬间飙升。芯片内部的四颗cortex-A15“大核”和四颗cortex-A7“小核”被瞬间唤醒,同时,那个集成了“虚拟映射查表法”的4G基带开始疯狂吞吐数据。
所有人的目光都从屏幕移到了旁边的一台热成像仪上。
那是生与死的判决书。
如果是高通或者英伟达的芯片,在没有主动散热风扇的情况下,这种强度的双烤,通常会在30秒内导致核心温度飙升到90度,然后触发过热降频(throttling),性能断崖式下跌。
“核心温度上升……”赵子明盯着读数,“35度……40度……42度……”
时间一分一秒过去。
一分钟。两分钟。五分钟。
实验室里安静得只能听到电流的轻微滋滋声。
赵子明的眼睛越瞪越大,最后几乎要贴到热成像仪的屏幕上。
“45度……不动了?”
他难以置信地回头看向测试员:“你的温控探头是不是坏了?全速双烤五分钟,怎么可能才45度?这他妈是坏了吧!”
“赵总,换了三个探头了,数据一致。”测试员也是一脸懵逼,“而且……你看主频,一直维持在1.8Ghz的满血状态,完全没有降频!”
“这不科学!”赵子明抓着头发,“基带呢?4G速率多少?”
“下载速度稳定在98mbps,接近Lt的理论峰值。”
既跑得快,又不发热?
这完全违背了2013年的芯片物理常识!
“没什么不科学的。”
一直站在后方沉默观察的王博突然开口了。他走到控制台前,调出了底层的调度日志。
“老赵,你那是硬件思维。”王博指着屏幕上一条条不断跳动的彩色线条,“你以为这八个核是在一起干活?错,它们是在‘接力’。”
“看这里。”王博指着一段毫秒级的数据流,“当你在进行4G下载时,数据包的处理其实并不需要高性能的大核。我们的‘方舟’调度器极其精准地把这部分负载扔给了A7小核。A7的功耗只有A15的五分之一。”
“再看游戏场景。当画面静止或者只有简单UI渲染时,大核瞬间休眠,小核接管;只有在复杂的3d物理碰撞发生的那一瞬间,大核才会满血介入。这种切换速度是微秒级的,用户根本感觉不到。”
“这就是‘异构计算’的魅力。”王博推了推眼镜,眼神中满是骄傲,“高通的芯片像是一群只会蛮干的肌肉男,有活儿一起上;而我们的天元3号,是一支训练有素的交响乐队。谁该响,谁该停,指挥棒在‘昆仑oS’手里。”
“可是……”赵子明还是觉得不可思议,“就算调度再好,基带本身的物理发热是免不了的啊。那个查表算法虽然规避了专利,但晶体管数量可没少。”
“这就得问林总了。”王博转头看向林向阳。
林向阳笑了笑,从口袋里掏出一片薄如蝉翼的黑色薄膜。
“还记得我们在做第一代电容屏手机时,解决屏幕局部过热的技术吗?”
赵子明接过来一看,愣住了:“石墨烯导热膜?但这玩意儿不是贴在屏幕背后的吗?芯片里面怎么贴?”
“不在里面,在盖子上。”林向阳指了指测试座上的那颗芯片,“你们看到的这颗芯片的金属封装盖,不是普通的铜镍合金。我在封装厂那边做了特殊要求,在这个盖子的内侧,烧结了一层微米级的石墨烯涂层。”
“石墨烯的水平导热系数是铜的十倍。”林向阳解释道,“基带模块产生热量的瞬间,这层膜会像‘热超导’一样,瞬间把热量平摊到整个芯片表面,消除了局部的‘热点’。”
“热点没了,热量就被均摊了,再加上外部的散热通道,温度自然就压下来了。”
赵子明拿着那片薄膜,手都在抖。
“软硬结合……”梁国栋教授长叹一声,摘下眼镜擦了擦湿润的眼角,“王博的调度算法是‘软’,向阳的石墨烯封装是‘硬’。这一软一硬,硬是把‘火炉’变成了‘冰库’。”
“林总,这哪里是芯片……”赵子明咽了口唾沫,看着那颗正在满负荷运转却依旧“冷静”的黑色方块,“这简直就是……神U啊!”
在2013年,当竞争对手还在为“暖手宝”发愁时,向阳集团拿出了一颗性能碾压、功耗减半的怪兽。
这意味着什么?
意味着搭载“天元3号”的“火种S2”手机,将在续航和发热体验上,对苹果三星形成降维打击。
“别高兴得太早。”林向阳虽然内心激动,但表面依然保持着冷静,“性能稳了,那专利呢?高通的律师团可不是吃素的。”
“放心!”赵子明这下腰杆硬了,他调出基带的底层逻辑验证报告,“我们刚才抓取了全流程的数据包。所有的信道编码、速率匹配,走的都是我们的‘虚拟映射路径’。在任何一个时钟周期里,都没有触发布‘循环缓冲区’的写入动作。”
“高通要是敢告,我们就把这组数据甩在他脸上!”赵子明狠狠地挥了一下手,“这不仅不侵权,效率还比他的标准高了15%!我都想反诉高通阻碍技术进步了!”
林向阳看着这群兴奋的工程师,心中那块悬了一年的石头终于落地。
去年,他们还在为没有EdA工具而绝望; 上个月,他们还在为光刻胶断供而窒息; 而今天,他们交出了一份满分的答卷。
“天元3号,确实是完美的。”
林向阳走到窗前,看着窗外北京灿烂的阳光。
“梁老,老赵,老王。”他转过身,目光如炬。
“把这份测试报告封存,列为绝密。在‘火种S2’发布会之前,不许向外界透露半个字。”
“我要给库克(苹果cEo)和雅各布(高通cEo),准备一份大大的惊喜。”
“另外,”林向阳看向赵子明,“既然芯片回来了,那就通知富士康,产线全开。首批备货量,从500万追加到1000万。”
“1000万?!”赵子明吓了一跳,“林总,这有点冒险吧?万一市场……”
“没有万一。”林向阳打断他,语气中透着一股王者的霸气。
“在这个4G刚刚开启的蛮荒时代,谁能解决发热,谁能解决续航,谁就是上帝。”
“这颗芯片,就是我们插在4G高地上的第一面旗帜。”
……
当晚,向阳大厦顶层公寓。
林向阳回到公寓时,已经是深夜。
卧室里开着昏黄的夜灯。沈清仪正靠在床头,怀里抱着已刚满百天的林启,轻轻地哼着摇篮曲。
小家伙睡得很香,长长的睫毛覆盖在眼睑上,小嘴偶尔蠕动一下,像是梦到了好吃的。
林向阳轻手轻脚地走过去,坐在床边。
“回来了?”沈清仪抬起头,声音轻柔,“芯片怎么样?”
林向阳没有说话,只是从口袋里掏出一个精致的小盒子。打开盒子,里面是一颗做成了挂坠的芯片——那是“天元3号”的第一颗样片,虽然不能通电,但它代表了向阳集团的最高技术结晶。
他轻轻地把挂坠放在儿子的枕边。
“这颗芯片,很冷。”林向阳轻声说道。
“冷?”沈清仪有些不解。
“对,它不发热。它是这个世界上最冷静、最强大的心脏。”林向阳看着熟睡的儿子,眼中满是柔情,“就像我们的儿子一样,以后遇事要冷静,要有大心脏。”
“这算是补他的百天礼物?”沈清仪笑着拿起那个充满了极客风格的挂坠。
“算是吧。”林向阳握住妻子的手,又握住儿子的小手,“也是给这个时代的礼物。”
“清仪,你知道吗?今天在实验室里,看着那颗芯片跑满分的时候,我突然觉得,我们真的挺过来了。”
“材料有了,芯片有了,系统有了。”
“接下来的路,虽然还会有人挡道,但再也没人能掐死我们了。”
沈清仪看着丈夫眼中的光芒。那是一种历经沧桑后的从容,也是一种剑客收剑入鞘的自信。
“那就好。”她把头靠在林向阳的肩膀上,“明天,带星星去拍张全家福吧。纪念一下,我们都挺过来了。”
“好,拍全家福。”
夜深了,林向阳看着窗外的星空。
北斗星高悬天际。
在遥远的南方工厂里,流水线即将启动;在西部的深山里,矿机正在轰鸣;在河北的化工厂里,反应釜正在运转。
这是一个最好的时代,也是一个最坏的时代。 但对于向阳集团来说,这是一个属于他们的时代。