晶华微总经理罗伟绍:芯片正向设计就像创作新文章

来源:时代财经 #晶华微# #模拟芯片#
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本文作者:幸雯雯、张昕迎

晶华微是国内较早一批,且为数不多坚持正向设计的半导体企业。

轻轻跺脚,原本黑暗的走廊光亮起来,是一片小小的声控芯片起的作用。

过去几十年来,中国半导体芯片技术创新推动了现代技术的变革性进步。时至今日,半导体芯片已经广泛应用于通信、计算机、消费电子、汽车、人工智能以及云计算等领域,深刻地改变了人们日常生活。这离不开国家扶持,以及业内千万家企业。

其中,2005年在杭州成立的晶华微值得一提。

晶华微是国内较早一批,且为数不多坚持正向设计的半导体企业。晶华微诞生时,正值中国半导体产业大发展起步阶段,晶华微就在这样一个充满机会的时空里耕耘。

2008年,晶华微在国内率先推出自主研发的工控HART调制解调器芯片,打破模拟芯片产业呈国外企业主导的局面,后来设计的红外测温枪产品解决方案,又为2020年初的疫情防控做出重要贡献。

近日,时代财经邀请到晶华微总经理罗伟绍进行专访。这位IC(集成电路)设计资深工程师、晶华微的灵魂人物为向我们讲述了他与IC设计、与杭州芯片业的故事。

晶华微总经理罗伟绍。图片来源:受访者提供

时机到了

罗伟绍在模拟混合集成电路设计有着30余年的经验。从上世纪80年代开始,罗伟绍一直在美国从事芯片设计方面的工作,在霍尼韦尔、摩托罗拉等多家知名企业任职过工程师。

已经取得了如此成绩,不少人会选择待在舒适圈内“躺平”,而在2004年下半年,也就是罗伟绍48岁时,他作出回国创业的决定。

事实上,罗伟绍一直希望为国内集成电路事业尽一份力。他认为,在国外尽管职位再高、薪酬再多,始终是在为他人作嫁衣裳,“像我们做科技做技术的,这种感觉更加强烈”。

2004年下半年,投资人吕汉泉邀请罗伟绍回国,做一番支持国内高科技产业的事业,罗伟绍认为“时机到了”。

除了罗伟绍自身的技术积淀、吕汉泉的资金支持,当时也正值国家大力支持集成电路行业发展的时机,这些给予了罗伟绍莫大的鼓励。

据艾瑞股份的《中国半导体IC产业研究报告》,2000年起,是国内IC产业大发展阶段。2000年6月24日,国务院出台了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》。一年后,科技部制定了首批国家集成电路设计产业化基地,包括上海、西安、北京、深圳、杭州、长沙、武汉。

“当时国内IC设计行业已起步,小微企业在中国的创业成本不高,生存机会都不少”,罗伟绍回忆起创业初期的环境,“据说2005年全国就有600家IC设计公司了。杭州IC孵化基地召开会议时,也有十几家企业参与。”

当时,杭州市政府在大力塑造杭州基地“天堂之芯”IC设计产业品牌,吸引了不少优秀芯片企业。2001年,杭州第一家半导体IC企业士兰微也在杭州下沙建立了自己的芯片制造基地。

罗伟绍介绍,由于投资人的实业基地就在杭州,晶华微也将基地设在杭州,很多后勤工作有兄弟单位帮忙处理,使他可以专注于公司发展,“更重要的是,杭州政府非常重视IC产业发展,提供了很多培训、会议等机会,让我更快地融入了国内IC行业的生态。”

天时地利人和,2005年2月,晶华微成立,总部设在杭州市滨江区。

正向设计

自80年代起,台积电首创纯晶圆代工商业模式后,晶华微所采用的Fabless模式开始蓬勃发展。

Fabless模式,即无晶圆厂的集成电路企业经营模式。晶华微只专注于集成电路的设计研发和销售,而晶圆制造、封装测试等环节会委托给专业的晶圆制造企业和封装测试企业代工完成。

晶华微成立初期,虽然正值IC产业大发展阶段,但行业良好生态还未确立。罗伟绍指出,当时反向之风浓厚。

“反向”是芯片业行话,指将目标产品的电路提取出来。“反向设计有两种目的,一种是思考对方是怎样做出这个电路,找出理论,去消化,然后想办法做得更好、性价比更高,是一种健康的竞争手段”,罗伟绍解释道:“而另一种,他们提取别人的电路后,可能做一点检查,确保没有连接错误,就直接拿去生产,相当于抄袭。”

罗伟绍在美国求学期间,啃下的每篇原创论文,在实验室动手做的每次实验,记录的每个原始数据,都训练他成为专业IC设计工程师,更让他极其珍视原创的重要性。他指出,反向设计对集成电路行业损害很大,复杂一点的集成电路设计动不动就要投入几百万到几千万元,在产品出来还没能赚回设计成本前,就出现反向产品来抢你的客户,“谁还敢去投入正向设计?”罗伟绍反问。

半导体、芯片与集成电路之间的关系,有业内人士这样来比喻:半导体是建筑工业中的原材料,芯片是这个项目的地皮,集成电路就是在这块地皮上打桩建造起高楼大厦。

要想做到自主创新,底层技术基础至关重要。

在罗伟绍的哲学里,自主研发就像堆积木一样,得从最基本的功能模块开始研究,研究透彻后,用一块一块积木建设起整个系统,“这样做的确要投入更多时间,但只有夯实底层技术基础,你才能明白电路中每一个晶体管的功能,才可以驾轻就熟地按不同的应用来修改你的功能模块,从而达到最优化目标。”

在罗伟绍看来,正向设计就像创作一篇新的文章,而不是“练书法”,“只对别人的作品进行临摹,不管临摹了多少年,也很难超越原来的书法品味。”他感慨道。

因此,自诞生起,正向设计深深刻入了晶华微的基因。

抓住市场

一开始,晶华微首先把目光投向了模拟信号链芯片市场。

一般来说,半导体产品根据国际分类标准可分为集成电路(IC)、分立器件、光电器件和传感器四大类。其中,集成电路产品规模长期占据全球半导体产品规模80%以上,是半导体产业中的核心规模市场。具体来看,集成电路产品又分为数字电路产品与模拟电路产品。

晶华微做市场调查发现,一些芯片可以用在比较先进的智能工控仪表,但又因为总体市场用量不大,基本被国外大厂垄断,国内没有人去碰它。

同时,与消费品不同的是,优秀的工业控制芯片由于更追求安全和稳定性,因此其产品生命周期较长,也更具有不可替代性。再加上自己本身就是做与模拟信号处理芯片设计相关工作,罗伟绍当时预判,这将会成为晶华微的优势。

罗伟绍信念坚定,晶华微要做实实在在能用的东西,“国内现在没有人去做,但是中国应该要有自己的东西,我们就去做。”

就这样,有专业核心技术的晶华微找到了赛道,确立了最初的“拳头产品”。2008年,晶华微在国内率先推出自主研发的工控HART调制解调器芯片,又在2013年推出了国内首款自主研发的工控16位4~20mA电流环DAC芯片,并广泛应用于压力变送器、温度变送器、数字万用表等工业控制仪表。

晶华微设计的芯片产品。图片来源:受访者提供

“目前全中国,真正量产HART芯片的只有我们这一家了。”罗伟绍掩饰不住自豪。

芯片原本是高深的科技产品,但在实际应用上,与普通消费者的日常生活紧密相连。在打响“工控芯片”第一炮后,晶华微又开始将目光投向应用更为广泛的消费类芯片产品。

其中,医疗健康是未来发展的大方向之一,终端应用市场十分广阔。

罗伟绍直言,晶华微一直以满足市场需求、提升大众的生活质量为研发理念,“于是我们也就在这方面开始深耕。”

高度集成的芯片可以大大降低医疗整机设备的成本,“通过降低成本进而降低最终产品的价格,是造福广大消费者的好事。”罗伟绍表示。

而后,晶华微在特定工艺及成本的条件下实现高精度、低噪声、低功耗、高集成度等性能,并完善其他相关高性能模拟信号链电路资源设计、辅以内置算法,推出了医疗健康SoC芯片、工业控制及仪表芯片、智能感知SoC芯片等系列产品。

疫情爆发后,晶华微作为国内极少数SoC单芯片解决方案的主力供应商,其红外测温信号处理芯片将人体红外测温仪的测量误差缩小至±0.1度,为疫情保障做出了不少贡献。

得益于技术创新,晶华微的业务范围持续扩大。智能感知SoC芯片也是晶华微的拳头产品之一,主要应用于智慧家居及物联网市场,比如自动节能照明装置、门铃系统、智能玩具控制、自动门、感应冲水器等设备。

“节能和安防都是能提高人民生活水平的好产品,晶华微会不断关注市场情况和国家政策,适时进入其他技术前沿领域。”罗伟绍说。

共同成长

回望晶华微成立初期,趟过的坎不少,主要是担心版图数据遭泄露或者被抄袭,选择晶圆厂战战兢兢,再加上公司没有名气,难以吸引行业人才。

“当时不认识国内行业人才,就招了一批刚毕业的学生,组成了晶华微第一代设计人员。”罗伟绍回忆,直到后面很多年,校招生都一直是晶华微的“主力军”。

公司内部开课、“老”员工带新人做项目,晶华微内部一批年轻员工伴随公司的成长轨迹,也逐渐成熟起来。

在晶华微的核心技术人员陈建章看来,创立初期,罗伟绍是“晶华大学”的校长兼唯一的教师,“罗总领着我们七个刚毕业的IC行业小白,早上进行集成电路理论授课,下午开展具体的IC项目设计。”

在IC设计沉淀了近20年,晶华微从杭州走向全国,2022年7月29日,顺利登陆资本市场。晶华微的愿景是要成为一个用户在产品质量上完全可以信赖的品牌,不断在更多应用领域上提供更广泛的产品,成为集成电路产业中首屈一指的企业。

第30届中国国际测量控制与仪器仪表展览会上,晶华微展厅。图片来源:受访者提供

而晶华微背靠的华东地区,集成电路产业从设计延伸至制造,产业链不断完善。晶华微所在的杭州市滨江区则主要集中在集成电路设计板块。

晶华微的发展,可以看作杭州集成电路产业的一个缩影。在过去近20年时间里,晶华微始终与这座城市同频共振,既见证了杭州IC产业的蓬勃发展,也实实在在参与其中,真切感受到杭州在IC产业发展上的支持力度。

“企业的发展需要以城市为载体,以产业为依托,近20年来,能与杭州这座城市及产业携手同行,共同成长,晶华微也倍感荣幸,而且也相信这种互动会一直持续,未来公司也将一如既往地潜心研发,自主创新,以更优秀的业绩回报社会各界的关心和支持。”罗伟绍感慨道。

如今,罗伟绍日常工作主要在探索公司发展方向,知道要进入哪些新领域,避开哪些坑。他说,每天看到年轻员工朝气蓬勃,觉得像是早晨八九点钟的太阳,希望寄托在他们身上。他把为公司清除障碍幽默地称为“打杂”,认为最重要的工作是提供土壤,给中青年干部发挥主观能动性。

采访最后,这位头发花白,说话自带笑容的工程师说,“要真心强烈喜爱你要去做的事情”。

责编: 爱集微
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