從自掏腰包拼湊六百余萬元,再到實現(xiàn)行業(yè)多個第一。從50平的小房間,到別人的水房,再到海內(nèi)外多家分公司或辦事處。在這樣的環(huán)境下,這些人不僅不覺得艱苦,反而覺得很得意和與眾不同……那段時期或許你沒經(jīng)歷過,但你現(xiàn)在仍要感謝國產(chǎn)化的先驅(qū)們?yōu)楝F(xiàn)代的電子行業(yè)的耕耘。
或許你聽說過復(fù)旦大學,但沒聽說過上海復(fù)旦微電子集團股份有限公司(下文簡稱“復(fù)旦微電子”)的故事。這是一家從事超大規(guī)模集成電路的設(shè)計、開發(fā)、測試,并為客戶提供系統(tǒng)解決方案的專業(yè)公司,其自主研發(fā)的MCU和FPGA產(chǎn)品是廣被電子行業(yè)傳頌的精良之作。
經(jīng)過前兩年的國際形勢影響,電子行業(yè)在國產(chǎn)化話題上討論度越來越高。產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化進程愈發(fā)向上,自主產(chǎn)品越做越好,復(fù)旦微電子就是這樣一家企業(yè)。21ic記者對話了復(fù)旦微電子集團副總經(jīng)理曾昭斌為讀者揭秘背后的艱辛。
創(chuàng)業(yè)坎坷,有志之士卻樂在其中
曾昭斌為記者介紹:“我們的集成電路設(shè)計工作能夠達到現(xiàn)在這樣一種水平,可以說是凝聚著幾代人的智慧,幾代人的心血。享有世界盛譽的我國著名物理學家謝希德教授,50年代從美國回來,就很有戰(zhàn)略眼光地在復(fù)旦大學開創(chuàng)了半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)研究;復(fù)旦大學專用集成電路與系統(tǒng)國家重點實驗室創(chuàng)建人之一葉仰林教授,不僅學術(shù)造詣深厚,而且非常富有開拓創(chuàng)新精神,當時的實驗室是葉仰林教授向復(fù)旦大學貸款100萬元建起的,他認為芯片設(shè)計外國人能做,為何中國人就不能做呢? ”
1994年,始終牽掛實驗室的創(chuàng)始人施雷正式與葉仰林教授談了自己的思路,可惜第二年葉先生就去世了,這件事也就暫時擱淺了。此后的幾年,施雷還是念叨著實驗室的事。直到1998年,施雷與當時的實驗室副主任俞軍談了5分鐘,就達成了組建復(fù)旦微電子的意向,在公司內(nèi)部被戲稱“五分鐘決議”??梢哉f,是三代人的努力造就了今天的復(fù)旦微電子。
圖1:經(jīng)過三代人的努力,復(fù)旦微電子正式成立
1998年7月,一群受過高等教育、有實際工作經(jīng)驗且在國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)中知名度較高的優(yōu)秀青年,放棄出國機會,激揚著報效國家的崇高理想,滿懷著追趕世界微電子行業(yè)制高點的雄心壯志,匯聚在黃浦江畔的一個院落,在國家沒有投資一分錢的情況下,他們自掏腰包,拿出各自積蓄,拼湊了六百余萬元,成立了中國集成電路設(shè)計業(yè)第一家發(fā)起式股份公司。
公司剛成立時條件比較艱苦,最早的辦公地點是在復(fù)旦大學一個50平的小房間里,人員擴充后,又陸續(xù)租了兩個“辦公房”,一個在教學樓里,另一個則在別人的水房里。但是這群滿懷理想的年輕人們不認為在水房辦公艱苦,反而很得意,覺得很與眾不同。
圖2:50平米的水房,成了創(chuàng)造國產(chǎn)自主品牌的堅實陣地
經(jīng)歷過艱苦,也樂在其中,但復(fù)旦微電子的志向遠不于此。曾昭斌告訴記者,集團致力于創(chuàng)立一家受人尊重,讓員工可以過上體面人的生活的企業(yè)。體面人的生活包括有一套舒適的房子、一輛漂亮的車子、一個不說違心話的地方。這是復(fù)旦微電子創(chuàng)立的初心,也是企業(yè)一直堅持的文化。
公司發(fā)展至今,復(fù)旦微電子集團已形成安全與識別、智能電表、非揮發(fā)存儲器、智能電器、可編程器件FPGA、互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新六大成熟的產(chǎn)品線和系統(tǒng)解決方案,產(chǎn)品行銷30多個國家和地區(qū)。在海內(nèi)外設(shè)立多家分公司或者辦事處,包括香港公司、北京辦事處、深圳辦事處、臺灣辦事處、新加坡辦事處、美國公司等,擴大市場觸角,加強與海內(nèi)外各地的聯(lián)系,推動企業(yè)的不斷發(fā)展壯大。
除了各個細分領(lǐng)域、專業(yè)條線的獎項、榮譽外,復(fù)旦微電子集團還是上海市高新技術(shù)標桿企業(yè)和知識產(chǎn)權(quán)示范企業(yè),也是國家認定的博士后工作站企業(yè)和國家規(guī)劃布局的集成電路企業(yè),曾多年擔任國際特殊奧林匹克運動會指定技術(shù)贊助商。
圖3:復(fù)旦微電子現(xiàn)上海辦事處一角
險境環(huán)生,再難也要做出中國自己的芯片
道路不會一馬平川,國產(chǎn)化自主研發(fā)面臨的困境遠超我們的想象。曾昭斌說:“我們堅持走正向設(shè)計自主研發(fā)的道路,但自主研發(fā)會面臨諸多的挑戰(zhàn),尤其是對于高端復(fù)雜的芯片。”
一方面是研發(fā)投入高,國外企業(yè)占據(jù)大部分市場份額之后,可以通過規(guī)模效應(yīng)有效的分攤研發(fā)成本,而國內(nèi)企業(yè)在這方面風險承擔能力就比較薄弱。
另一方面是除了芯片本身,還需要進行生態(tài)建設(shè)。比如我司的FPGA芯片、MCU芯片和人工智能芯片,都存在一個生態(tài)的問題。賽靈思、TI公司、英偉達公司的GPU,CUDA生態(tài)是一道很深的護城河,而新興國產(chǎn)芯片企業(yè)想要有所突破,不但需要在芯片技術(shù)上進行創(chuàng)新,也必須建設(shè)相應(yīng)的應(yīng)用生態(tài)。
更加讓市場復(fù)雜化的是,地緣政治摩擦下,加速了中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主化發(fā)展,國產(chǎn)化替代成為了不可不聊的話題。對此曾昭斌坦言,近年來受外部環(huán)境的不穩(wěn)定因素影響,國內(nèi)芯片行業(yè)遭受了國外專利壁壘、標準壁壘、貿(mào)易壁壘等“卡脖子”制約。
這對行業(yè)來說是挑戰(zhàn),也是機遇。近期國務(wù)院印發(fā)《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策》,提出中國芯片自給率要在2025年達到70%,為國產(chǎn)芯片公司的自主發(fā)展帶來了巨大的發(fā)展空間。
一系列政策讓“國產(chǎn)替代”成為了近年來的熱點話題,但對復(fù)旦微電子來說,早在上個世紀成立初期,“做中國人自己的芯片”的理念就已深入每個復(fù)微人的心中。公司“以發(fā)展中國微電子事業(yè)為‘己任’”,致力于研發(fā)讓市場認可的國產(chǎn)芯片,時至今日獲得了廣大客戶和市場的認可。
以智能電表為例,過去國內(nèi)市場基本由歐美日系進口芯片絕對壟斷。而經(jīng)過20多年的深耕,復(fù)旦微電子的單相表市場占有率現(xiàn)已超60%,自主研發(fā)的高可靠工業(yè)級主控MCU實現(xiàn)了核心元器件國產(chǎn)化。通用型低功耗MCU也得到市場的肯定,目前已在智能水氣熱表、安防消防、智能家居、健康醫(yī)療、可穿戴設(shè)備、工業(yè)控制等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)。截至2020年底累計銷售4.5億顆。
圖4:復(fù)旦微電子推出的FM33G0XX系列通用MCU
除了MCU,最讓曾昭斌自豪的顛覆性產(chǎn)品就是自研FPGA。根據(jù)他的介紹,公司致力于為人工智能產(chǎn)業(yè)提供底層算力平臺支持和通用計算加速架構(gòu)。在可重構(gòu)器件(FPGA)方面,公司經(jīng)過長期積累,具備了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進的技術(shù)水平,先后完成了國內(nèi)首款千萬門級FPGA、國內(nèi)首款億門級FPGA、國內(nèi)首款億門級PSOC芯片的突破。
圖5:FMQL45AIT(簡稱青龍筋斗云),國際首款自定義全新架構(gòu)的可重構(gòu)AI芯片
公司在2019年,推出了首款面向人工智能的可重構(gòu)芯片——FPAI(FPGA AI)芯片。該芯片創(chuàng)新性的集成了大容量可編程邏輯、高性能AI加速核心和多核處理器系統(tǒng),在保證強大AI算力的同時,還為用戶提供了靈活可配置的算力資源。高效靈活的FPAI芯片方案、快速部署的平臺方案和軟硬一體的完整方案,公司將為客戶提供了多方位的AI解決方案,幫助用戶在人工智能時代成就未來。
雖然芯片真的那么“難”,但復(fù)旦微自成立以來始終堅持自主創(chuàng)新的道路,通過技術(shù)和產(chǎn)品的革新來推動企業(yè)的發(fā)展。復(fù)旦微成立專門的研究院,該部門員工近200人,獨立于各大產(chǎn)品線,主要研究世界各項前沿技術(shù),通過最新的技術(shù)研究來推動項目的進程和落地:
1、復(fù)旦微電子聯(lián)合申通地鐵集團及高晶檢測科技股份有限公司推出的智能識別X光機系統(tǒng),能夠直擊目前人工安檢的痛點,通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別技術(shù),每一臺X光機都可以變身為一個經(jīng)驗豐富的安檢人員,以硬件形式呈現(xiàn)的智能X光機安檢系統(tǒng),能夠24小時不間斷地、穩(wěn)定地工作。
2、復(fù)微神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能檢測系統(tǒng)由復(fù)微神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智算平臺組成。我們模擬安檢人員的工作方式,利用“圖像識別技術(shù)”來對經(jīng)過安檢機的X光圖片進行識別,檢測其中的違禁品。采用“卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”(ConvolutionalNeuralNetwork)相關(guān)技術(shù),可以檢測到圖片中的物品類別及其位置,并在圖片中畫出對應(yīng)的提示框。通過十萬量級數(shù)據(jù)的訓(xùn)練,對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行不斷地調(diào)整,能達到對六大類違禁品超肉眼的識別精度。
3、智算平臺是復(fù)旦微電子磨礪3年研發(fā)出來的一款針對CNN卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基于FPGA的深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速平臺,具有高算力、低功耗的加速效果,提供高達1TGOPS的算力,靈活的支持VGG、YOLO、FaceNet等主流深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)勢。智算平臺配合智能識別X光機,以150ms處理每張圖片的速度,幫助安檢人員在復(fù)雜場景下識別各類物品,從而保證鑒別結(jié)果,極大提高安檢效率。
政策利好,跟著國家一步一個腳印
當然,除了困境和壞消息,好消息也不斷激勵著電子行業(yè)蓬勃發(fā)展。經(jīng)歷種種打壓,國家政策逐漸電子產(chǎn)業(yè)傾斜,這也為行業(yè)帶了新生機。曾昭斌告訴記者,隨著國家的重視和資本的涌入,行業(yè)的整體發(fā)展進程將顯著加快,市場需求會呈現(xiàn)出多樣化和高端化的趨勢,對應(yīng)產(chǎn)品和技術(shù)的迭代也需要跟上市場步伐。舉例來說,信息安全領(lǐng)域一直以來廣受關(guān)注,通信技術(shù)的發(fā)展和云時代的到來更是對其提出了極高的需求。
應(yīng)此市場需求,復(fù)旦微電子開發(fā)了包括基于國際加密算法標準SM9等在內(nèi)的多種密碼算法安全實現(xiàn)方案,這些方案可用于網(wǎng)絡(luò)攝像頭的增強身份認證、數(shù)據(jù)傳輸加密等。其中,SM9是中國首個列入國際標準的加密算法,是一款適于IoT需求的輕量級算法防護方案。而復(fù)旦微電子研發(fā)的PUF(物理不可克隆防偽)技術(shù)實現(xiàn)了國內(nèi)首個量產(chǎn)PUF芯片,結(jié)合區(qū)塊鏈實現(xiàn)了可溯源的唯一性認證平臺(UIVS)。
PUF技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于國臺酒防偽、油罐防偽、京東商城正品追溯、進口高端葡萄酒、藝術(shù)品防偽等高端市場,獲得了客戶的一致認可。而在復(fù)旦微電子的安全實驗室內(nèi),不僅會對基礎(chǔ)算法進行開發(fā),還會對算法在系統(tǒng)的應(yīng)用和效能作為基礎(chǔ)技術(shù)研究。此外,復(fù)旦微電子還會研究芯片安全攻擊方法,以“矛”試“盾”,從而驗證與確保產(chǎn)品可靠性。
另一方面,國家提出了新基建的長期發(fā)展戰(zhàn)略,并不限于某類具體產(chǎn)品的實現(xiàn),其目的更多是預(yù)先研究布局,做好產(chǎn)業(yè)必須的基礎(chǔ)準備工作。而這與復(fù)旦微電子長期以來的發(fā)展策略不謀而合。在23年的發(fā)展歷程中,集團始終堅持對前瞻領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)進行布局。同新基建一樣,針對集團整體發(fā)展產(chǎn)品定位、自身技術(shù)積累、人員結(jié)構(gòu)以及后期發(fā)展方向,修煉“內(nèi)功”,并依托此進行產(chǎn)品和技術(shù)創(chuàng)新。
以存儲領(lǐng)域為例——復(fù)旦微電子具有長期存儲的技術(shù)積累,從機理、產(chǎn)品、設(shè)計方面對技術(shù)都擁有深刻的理解,無論在嵌入式還是通用存儲市場都具有了很好的口碑。而作為集團的核心基礎(chǔ)技術(shù)之一,存儲技術(shù)廣泛應(yīng)用在電力電子、FPGA、安全識別事業(yè)部、存儲等產(chǎn)品線及領(lǐng)域。而得益于集團對于存儲技術(shù)的前瞻布局和研究,復(fù)旦微電子也成為了全球領(lǐng)先的NVM供應(yīng)商,現(xiàn)已形成EEPROM、SPINORFlash、SPINANDFlash、專用存儲器四大產(chǎn)品線,也是國內(nèi)非揮發(fā)存儲器產(chǎn)品線最完整的公司之一。
國家政策逐漸利好電子行業(yè),作為公司也要回饋社會,建立社會責任,傳播正能量。曾昭斌表示, 2017年底,復(fù)旦微電子集團攜手上海市慈善基金會,捐助“花兒綻放——聽障兒童人工耳蝸”項目。公司成立“復(fù)旦微電子集團專項基金”每年出資100萬元,贊助家境貧困的重度聾兒裝置人工耳蝸,使孩子們能最大限度地重建聽力。2019年聯(lián)合上海市聾兒康復(fù)中心、上海音樂學院等機構(gòu)成立的上海市第一支全部由聽障兒童組成的合唱團——“蝸牛寶寶合唱團”。
骨子里有著“頂天立地”的宏偉藍圖和格局的復(fù)旦微電子,在“做中國人自己的芯片”的理念下,正在譜寫國產(chǎn)化的新篇章。
----------------------- END-----------------------