26 июля 2019

Наверное, только Богу подвластно создать что-то сложное и неповторимое за семь дней. Людям же для этого нужна ответственная команда, опыт, знания и, конечно же, любовь к профессии. 
Коллектив, обладающий такими характеристиками, трудится в отделении «А» филиала НТЦ «Белмикросистемы»: с 2012-го бок о бок создают микросхемы инженеры Ольга Янушонок и Роман Козлович, а также ведущий конструктор Сергей Минько. 
Итак, для того, чтобы разработать новое изделие, необходимо изучить уже существующие. Часто это образцы микросхем-аналогов. Сначала они детально исследуются специалистами ГЦ «Белмикроанализ» в объеме заданных требований. Это позволяет оценить проектные нормы, характеристики используемой элементной базы, особенности построения схемотехнических блоков, сделать заключение о наличии на предприятии необходимого технологического процесса. Если по итогам проведенного анализа установлено, что создать микросхему реально, его результаты и необходимые исходные данные (спецификация, требования к электрическим параметрам, корпусному исполнению, стойкости к внешним факторам, послойно оцифрованная топология аналога) попадают на стол к группе сотрудников отделения «А». 
Старт дает схемотехник Роман Васильевич. На основе требований технического задания, имеющегося опыта и результатов анализа аналога он создает электрическую схему. Сначала разрабатываются функциональные блоки и узлы (опорник, генератор, блоки защиты и так далее), необходимые для выполнения заданных функций. Затем инженер приступает к более детальной проработке проекта: моделирует отдельные блоки и всю схему для получения значений параметров в соответствии с ТЗ (например, изменяет схемотехнику блоков, оптимизирует размеры транзисторов, емкостей, резисторов). Процесс трудоемкий, сложный и ответственный. При моделировании электрической схемы требуется проверка работоспособности во всех возможных режимах, расчет проводится во всем диапазоне температур, напряжений питания, токов нагрузки. Необходимо учитывать паразитные параметры как топологии кристалла, так и используемого корпуса. Это требует перебора большого количества комбинаций, длительных расчетов. Разработчик должен уметь анализировать их результаты, оперативно вносить изменения, исходя из принципов функционирования изделия, обеспечивать полноту расчетов, что удается не всегда. Иногда не на пользу идет и чрезмерная ориентация на проведенный анализ образца аналога, так как он не всегда дает точное понимание «внутренностей» микросхемы. Именно качество разработки и полнота контроля при моделировании во многом определяют характеристики будущей микросхемы, позволяют минимизировать возможные проблемы в процессе изготовления, обеспечивают востребованность изделия. 
Практически параллельно вступает в процесс проектирования и тополог Ольга Владимировна: обеспечивает топологическую реализацию будущей микросхемы. Разработка топологии проводится с использованием выбранных технических требований, которые предоставляют технологи. Это своеобразные «правила», которые включают в себя требования к параметрам элементной базы, а также к линейным размерам, зазорам, перекрытиям и так далее. На основе их в программной среде создаются правила контроля, экстракции и верификации.
Топология – это рисунок, набор контуров и слоев, обеспечивающий в процессе изготовления перевод схемы электрической в реальные элементы. Специалист, который этим занимается,  в своей работе использует как уже имеющиеся библиотечные элементы, так и создает новые исходя из особенностей конкретного изделия. Процесс требует тесного взаимодействия схемотехника и тополога. Даже простое размещение элемента в другом месте кристалла может привести к изменению характеристик схемы. 
Топологический чертеж создается от месяца до трех: в зависимости от размера кристалла, его сложности и уникальности. Изделие может содержать от 50 до 10 000 различных элементов, а также разное количество слоев. После того, как «шедевр» готов, он передается в отдел программно-аппаратных средств. Там проводится преобразование топологии в специальный формат, каждый слой выводится отдельно и передается на производство «ФОТЭК» для изготовления шаблонов. С их использованием уже изготавливается микросхема. 
За выполнением процесса следит ведущий конструктор Сергей Леонидович: распределяет работу, оказывает техническую поддержку, помогает находить и исправлять ошибки, решает организационные вопросы. 
Группы разработчиков разделены по тематике. Вышеупомянутые специалисты занимаются аналоговыми и цифро-аналоговыми схемами малой и средней степени интеграции. «Такое разделение – очень мудрый шаг, – делится руководитель группы. – Ведь быть гуру во всех типах микросхем невозможно. А чтобы преуспеть, нужно выбрать определенное направление». 
За годы совместного труда команды технология и схемотехника шагнули вперед, требования к размерам кристаллов и электрическим параметрам становятся жестче, что усложняет процесс. При этом группе из трех специалистов приходится разрабатывать до пяти микросхем одновременно. Однако одно остается неизменным: слаженный профессиональный труд. Конечно, компьютер может указать на неточности и ошибки. Но последнее слово все же за грамотными специалистами. В тонком процессе создания микросхем нужны не только знание всевозможных правил и требований, скрупулезное следование документации, но и колоссальный опыт. 
В таком режиме многозадачности сложно трудиться, если не любить свою работу. «Нюансов здесь много, но невероятно интересно, ведь каждая схема индивидуальна, везде свой техпроцесс, исключительный набор элементов», – рассказывает Ольга Янушонок. А руководитель группы добавляет: «Многим кажется, что проектирование микросхем – это скучно и однообразно. Но я не соглашусь. Это самое настоящее творчество».