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芯人物郑朝晖给疑难杂症芯片治病的 [复制链接]

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“芯人物”是年集微网重磅推出的栏目,以重点采访芯片产业链上下游企业家为主。区别于以往的技术与产业文章,聚焦于从人物的成长历程、职业发展、创业经历、产业认知等多维度梳理。集微网希望通过本栏目的长期报道,能让更多圈内外人士从中了解国内芯片业无数“航行者”的风采与光芒。

图示:郑朝晖

郑朝晖,年出生,上海季丰电子股份有限公司执行董事长,毕业于上海交通大学测控专业硕士,精密仪器本科学士;具有20年从事半导体的经验;曾经担任上海贝岭测试工程经理、创锐讯中国区运营总监、高通中国区工程总监、上海芯导工程及质量副总经理。

文/乐川

校对/艾檬

年,郑朝晖出生于浙江江山,这是一个位于浙、闽、赣三省交界、有“七山一水二分田”之称的幸福小城。江山人的性格特征就是直爽、刚硬、能吃苦、讲信用,这也是他的性格写照。

从小就认为生活不应该只是学习,因此也未两耳不闻窗外事一般投入学习。高中时他特别喜欢踢足球,但是他所在的2班同学很多是从农村来的,平时喜欢篮球,对足球普遍不爱好。高二时学校组织足球比赛,总共6个班级6只队,唯独2班凑不出一个足球队,他就挨个去男生宿舍动员,总算把11人凑起来了。结果第一场爆冷1:0击败强队,队员们兴致高昂,但随后第二场输了,大家受了打击,很多人不想踢了,于是郑朝晖又去挨个动员,最终打完整个比赛。从这件小事就能看出,只要是认准了的事,郑朝晖都会充满激情地卯足劲去完成。

放弃读博,涉足芯片测试到产品运营工程

江山隶属衢州市,这是一个自古以来的文化重镇,学风浓厚。年郑朝晖高考,那届江山中学高考出了4个清华、1个北大、3个复旦、4个交大的优秀学子,他们理科班出了1个北大、1个复旦、1个交大、1个浙大的学子。那年在这么一个县级市出了这么多优秀的学子,至今让人津津乐道。郑朝晖考上了上海交大精密仪器专业,那时有一个中学同学的爸爸说精密仪器就是以后出来修手表的。

在交大郑朝晖本科学精密仪器,研究生念的是测控专业,都是比较综合的学科,同学毕业以后有去计算机领域的、有做芯片设计的、有做质量管理的。而专业课不仅有光学、材料学,还有传感器、计算机、单片机课程等等,这正好跟后来他进入的测试领域要求的通才相符合。

研究生毕业后,郑朝晖本已被录取为本校的博士,但是家里有些变故,他觉得自己应该是时候挑起家庭的重担,于是放弃读博,开始找工作,年底便进了上海贝岭测试部。

当时的贝岭拥有国内最新进的设计团队、晶圆、以及测试部门。当时上海贝岭在给贝尔做程控交换机芯片,他所在的部门负责芯片测试。芯片测试的特点是既要了解这个芯片的特点,开发测试硬件,又要写程序,还需要再回过头去配合设计人员改进芯片设计。“因为一旦芯片开发完成量产了,再去修改设计方案,是不可能的。”他说。

像那个年代的许多新人一样,新入职的郑朝晖也在生产线上跟操作工一起三班倒,以这种最一线的接触来迅速了解工作内容、了解量产测试。后来从两周的产线倒班结束以后,公司最新的泰瑞达A测试设备交给了郑朝晖。“部门领导认为我是交大的研究生嘛,应该有潜力,就把最好的机器给我了。”他开玩笑说。不过他也确实很快就把这台设备摸透并上手了,他提及:“当时是参考了一些过去的设备测试案例,研究了一些相关的测试程序,再理解一下产品,用功看手册,就搞清了。”

所以至今郑朝晖还是认为,要做好一名测试工程师,除了会编程,还要学会用万用表、示波器、频谱仪等设备去看信号,再检测软件硬件,同时还要会分析数据、了解产品运营工程。当时公司里早年买的一套国外数据分析软件,基本上没人用,郑朝晖却喜欢上了它,逐渐对产品工程有了更多认识。

他说,芯片测试是个黑白世界,产品工程则是灰色世界!虽然现在很多测试仪都能自动化了,机器有了各种各样的参数可以调,但是采集到的信号可能就是一个处理过的信号。自己动手去测试,去看没有处理过的信号,一步步理解会更透彻。比如模拟电路的采样,当时通过采样定理出来的信号怎么分辨出来、如何用傅立叶变换计算都需要用程序来写,而现在的测试工程师多数都不写了,测试过程都自动化了,模型采样完了把结果算出来就行。从工业效率来看这样的自动化是进步,但是对测试工程师个人而言,可能只是轻易拿到了一个结果一个数据,却未必明白中间过程。

郑朝晖这种积极做事、敢于尝试的性格,使他在上海贝岭6年内做到了测试工程经理,管理一个十来人的团队,负责测试方案的开发。

成为创锐讯中国研发部“第一员工”

年,自觉工作知识出现瓶颈的郑朝晖离开上海贝岭,加入一家创业不久的公司Atheros(创锐讯),当时创锐讯在中国及香港只有几个销售员,都是在外面跑的。他跟美国总公司的领导一起把创锐讯在上海的第一个办公室组建起来,成为创锐讯办公室里的“第一个员工”。

这家年才成立的年轻公司,是哪里吸引使他离开了在大家看来待遇很好的贝岭?当时放弃一个稳定的工作、选择创业型公司是一个风险很高也难以理解的事。可后来创锐讯的成功大家都了解了,它在WiFi、蓝牙与GPU等芯片市场迅速崛起,成为计算、网络和消费电子行业中无线与有线局域连接的领导厂商,年以31亿美元被高通收购。而收购前,创锐讯中国研发中心已经成为其全球最大的研发中心,达到近人规模。

后来朋友无不羡慕地问他,Hanson,你眼光怎么这么好会选择创锐讯?他说,一是当时他知道创锐讯公司时,特意去查了一下公司的背景,发现这是一家年以来硅谷发展最快的公司,说明这是一个非常好的平台;二再看它的创始团队,创始人是斯坦福大学的TeresaMeng博士和斯坦福大学校长、MIPS创始人JohnHennessy博士,公司董事有很多斯坦福大学的教授,年时这家公司已经发展到人,其中25%是博士,所以他觉得有这么多优秀的人,跟着这个团队自然能学到东西。而且比你优秀的人都选择了这家公司,那为什么不选呢?

最后还有一个很重要的原因是当时他觉得对国内数字与模拟的芯片测试已经学得差不多了,而国内的射频电路还很弱,也没有真正意义上的射频器件,只有公交卡、身份证卡这类智能卡芯片,而创锐讯当时已经开发了三合一的WiFi芯片,因此在那边可以学到先进的射频测试技术。于是郑朝晖毫不犹豫地加入了创锐讯做测试开发经理。相对于郑朝晖的这种果敢,不少人则错过了创锐讯的offer。

在创锐讯以及随后的高通这样全球数一数二的优秀芯片公司工作久了,慢慢对先进的产品运营理念也能融会贯通。几年下来,从测试开发、到量产维护、到产品工程、到质量管理再到采购和计划,郑朝晖按照自己的见解组建了一支国内非常专业的技术团队,做到了中国区运营总监。后来创锐讯被高通收购以后,成为高通中国区产品测试部工程总监。郑朝晖还坚决力排众议成立了系统级特性测试团队,实现了从系统到量产的协调。

那是他带过最自豪的团队,在上海这样跳槽率很高的芯片行业,除了团队专业能力一流、从未项目失败之外,还是一支超高稳定的团队,十多年来甚至没有人提出辞职。当时高通全球举办了部门文化评比,郑朝晖所在的部门在全中国部门文化自评中排名第一,而中国的评分比国外团队平均高10%,说是部门文化全球第一毫不为过。

转入芯片制造中的运营管理

一流芯片设计公司的高水平运营部门职责是什么?

郑朝晖是这么理解的:“简单地说,就是将一个好的设计变成一个好的真实产品的整个过程。略微具体点,就是在研发部门在芯片设计后,运营部门进行流片、封装、测试、可靠性认证、失效分析等工程,包括采购、生产计划、供应链管理,把所有环节控制好,让芯片成功量产上市,控制好供应链,保证产品的质量及成本。”

一颗SoC芯片的成本,如果晶圆制造占了近60%,封装大概35%,测试5%左右(具体芯片比例有差异)。一般国外芯片设计公司的产品线毛利率都控制在50%以上,太低的话就会被淘汰。9年左右的时候,有一条以太网产品线毛利率掉到了35%,面临被砍掉的风险,当时这一产品线负责人找到郑朝晖,希望芯片不改版来提升毛利,他认为那就只能在封装和测试方面做文章。当时创锐讯的芯片都在海外Tier-1封测厂做封装测试,假设一颗芯片售价是1美元,成本是50美分,按40%的封测成本来算就是20美分,郑朝晖分析如果换成国内的供应商成本可以降近10美分左右,其中光包装就能节省近2美分,这样下来芯片的毛利在同样的售价下就提高了10%。后来按郑朝晖提出的方案,实现国内转移,很快就把利润提到了45%,国内的相关产业链也因此受了。

那当时国内的封测水平能否成功接下这些订单呢?郑朝晖回忆说,国外公司一开始不会把先进的产品放到国内生产,会先把技术挑战最低的一些产品调整采用国内供应链。当然问题也还是出了一些,比如国内封测厂在转厂时的严谨性不够,准备工作不够,好不容易调顺的生产在供应商转厂后出现了不少问题。另外,以QFN封装为例,在molding之后切割时,国内有封装公司出了不少管脚毛刺问题,容易引起焊接短路,封装厂不知道怎么解决。后来还是郑朝晖和同事去生产线上看,跟他们说不能用25℃的室温水,要用18℃的冷却水,封装厂一试,果然好了。所以这些在芯片制造、封测中的工艺和工程经验,只要有任何一项参数不对,出来的结果就不一样,而这些know-how只能通过经验来积累,国内的产业也需要这个过程。如果过了这个阶段,基本上就没什么大问题了,就是量产的正常执行,国内封装也都能满足质量要求。

在创锐讯(高通)的13年运营管理中,郑朝晖觉得中国IC设计公司在做后端运营的两个普遍存在的问题是:一是不知道产品运营工程,不知道要做什么、怎么做、谁能做;二就是普遍不舍得花钱。很多设计公司老板没想明白的是,芯片在工程阶段做不好、量产就做不好,接着导致芯片到客户那边的时候会出各种问题,也就等于产品宣告失败,影响公司发展。

运营就要求在越早的时候发现并纠正错误,比到了客户端再出问题纠正的成本要低得多。比如一颗芯片成本1美元、售价几美元,一台笔记本电脑、手机几百上千美元,这个纠错成本放大了多少倍?一般而言,初创公司资金实力不够、人手也少,千方百计降低成本,品质可能被疏忽。等到逐渐壮大,客户越来越多,到最后超级客户要求品质不能妥协,逐渐会把品质放在越来越重要的位置。

那么正确的后端运营是要做什么?他指出,简单来说,就是看成本、技术、产能三个维度的平衡。首先,比如今年考虑用哪个晶圆厂,它有哪些符合要求的工艺,什么是最适合的设计产品性能的工艺,然后还要考虑它的价格、产能。芯片运营的工作包括晶圆厂的取舍、封装厂的取舍、测试用什么平台、测试时间怎么控制、怎么进行系统与ATE验证。产品刚出来时,为了满足客户的时间需求,哪怕降低良率也要hold住品质;接着在产品逐步上量的时候,良率逐渐提升;在大批量出货成熟期,要保证生产等各方面稳定,这是收回研发成本的回报期。

“芯片设计相当于是画建筑图纸,而运营就是把这栋建筑从图纸变成现实。盖房子过程中可能就要用到泥瓦工、木工、油漆工等等,还要懂五金、水、电、材料,还有价格、性价比、周期等。”郑朝晖比喻说,“一个做运营的高手,就相当于是一个盖房子的高手,需要在不同的工程、技术、产能、价格等方面不断寻找一个动态平衡。”

“有些中国初级IC设计企业还比较小,可能没有能力去做后端运营,以为运营就是做生产计划和商务谈判,这是不完整的。运营的核心还是在强大的工程理解!”郑朝晖掷地有声。

为得“疑难杂症”的芯片排忧解难

国外设计公司虽然待遇很不错,而经历了工程及质量副总经理的工作之后,郑朝晖觉得20多年学到的很多东西如只能服务一家公司,还是比较可惜。于是他决定离开,年加盟了季丰,服务更广阔的中国IC产业。

季丰电子位于张江高科腹地,成立于8年,致力于发展半导体后端工程及技术服务:集PCB板设计制造组装及飞针测试、可靠性认证、失效分析、材料分析、测试方案、封测统包、设备及部件销售为一体,为客户提供一站式的解决方案和芯片技术服务。公司通过了高新技术、专精特新等企业资质认定,和国内外众多产、学、研组织建立起紧密的合作关系,获得了众多知名国内外一流客户的认可,并于年成功登陆新三板。

已经成为董事长的郑朝晖,由于专业技能全面,时不时还需要亲自出马,与团队一起为客户出问题的芯片做“医生”。

有一次,一家封装厂找到他,说一个客户抱怨他们最近封装出来的产品良率比之前低了10%以上,客户抱怨问题如果得不到解决,将取消订单。封装厂拼命找原因,想要知道问题出在哪里,最后他们拿着失效芯片来到季丰。失效芯片有一套失效分析流程,经过非破坏性和破坏性分析,发现并没有芯片的封装问题。但是如果把这个结论简单地反馈给封装厂,并不解决公司的压力。

于是郑朝晖主动接手案件,查看到开盖过的芯片有Efuse烧过的痕迹。Efuse是一次性可编程存储器,在芯片出厂之前会被写入信息。之前失效分析技术员认为好坏芯片都有类似的Efuse烧过的痕迹,不认为有问题。郑朝晖发现,有些烧断的地方,颜色有深有浅,在显微镜下观察似乎没有完全烧断,于是要求技术员再用SEM探针去测烧断电阻。果然发现异常:烧断有几千欧姆到几百千欧姆的不同阻抗,而真正烧断的话这个阻抗是几十兆欧姆以上。结合过去20年的工程功底,郑朝晖判断是测试出了问题。

郑朝晖告诉封装厂,可以去问问客户芯片设计公司,有没有改过测试程序。最后查证下来这次问题跟封装厂没有任何关系。原来是封装厂拿到的客户待封晶圆,之前在另一家测试厂做好了晶圆测试,而这家测试厂为了节省成本,采取了提高Pattern频率缩短测试时间的方法,导致该烧断的Efuse烧不断,等到封装厂做完封装再去成品测试,就发现芯片数据都不对,客户就冤枉了封装厂。郑朝晖为这家封装厂找到失效芯片问题所在,客户只花了元,就找到了真正的问题!

还有一次,有一个卖给SMT厂客户的芯片,才几分钱一颗,但它的客户因为这颗芯片的可焊性问题索赔一百多万元。当时这颗芯片是用在某手机里,客户做了跌落试验,发现这颗芯片管脚松动有掉落的可能,而当时已经生产了几万部手机,一部分已经发到国外市场去了,一部分在仓库里待发。SMT厂认为:“因为其它器件都没问题啊,那肯定是你这颗芯片的问题。”那现在这颗芯片焊接出了可靠性问题,剩下的货还要不要发?该如何赔?这家芯片公司的老板和质量主管的压力很大,这些芯片辛苦做出来也就卖几万块钱,而如果赔偿就要翻几十倍地赔。

郑朝晖先安排在第三方实验室做了严格的管脚可焊性分析,包含浸润实验、剥落截面分析、镀锡层厚度分析等,都证明可焊性没问题;同时经过更深入排查发现,同一批疑问产品分别在客户的A、B两个工厂生产,A厂出来的产品就有问题,而B工厂生产的就没有问题;把A工厂问题残料送到B工厂做贴片,同样也没有问题。所以最终确定症结所在:即A厂的工艺出了问题。客户最终也认可了郑朝晖出具的这份专业报告,没再提赔偿问题。

另外也有一次,郑朝晖替一个设计公司解决了客户停用问题,这是个顶级客户,一千多万部手机里,发现有5部手机在终端消费者手里有客诉,只有0.5DPPM,也因为问题发生在客户终端,客户无法接受之前的失效分析报告,因此宣布停用。这对作为供应商的设计公司而言是无法承受的,仓库里、产线上产品怎么办?!最后郑朝晖经过细致的失效分析,找到封装厂可以改善的地方,实施了整改方案。报告最终被客户严格审查后采用,终于恢复了采购。

“这样的故事还有很多,这也是真正的综合运营工程实验室的价值!也是季丰电子的真正价值!”郑朝晖说到。

所以所有的失效分析,如同一名良医在诊断病人,都是有蛛丝马迹可以寻找,逐渐猜想问题、定位问题、证明问题,最终解决方案。这就是“芯片医生”郑朝晖的部分工作写照,排查、研究、找证据、写报告,帮助客户处理问题,他也很满足于这样的工作,真正体现了自己的价值。

郑朝晖精力都放在芯片上,对自己的

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