中國(guó)電科芯片技術(shù)研究院。首席記者 龍帆 實(shí)習(xí)生 李秀杰/視覺(jué)重慶
3月27日，西部（重慶）科學(xué)城西永微電園，中國(guó)電科芯片技術(shù)研究院科研人員在工作中。
“電路圖優(yōu)化一下?！薄鞍鎴D再調(diào)整一下?！?/p>
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4月19日，在位于西部（重慶）科學(xué)城西永微電園的中國(guó)電科芯片技術(shù)研究院（簡(jiǎn)稱“電科芯片”），汽車芯片專項(xiàng)攻關(guān)小組正忙于電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)芯片的設(shè)計(jì)攻關(guān)。
而這，只是他們正在研制的17款汽車芯片之一——
隨著智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車的發(fā)展，汽車芯片已成為影響汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。2022年9月，電科芯片牽頭組建了中電科汽車芯片技術(shù)發(fā)展研究中心，整合中國(guó)電子科技集團(tuán)有限公司的相關(guān)優(yōu)勢(shì)資源，打造國(guó)內(nèi)一流的汽車芯片技術(shù)創(chuàng)新策源地，貫通國(guó)產(chǎn)汽車芯片自主可控全產(chǎn)業(yè)鏈，支撐汽車芯片技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
汽車芯片是電科芯片加快自主創(chuàng)“芯”的一個(gè)縮影。
“作為中國(guó)電科在重慶的重要布局，我們要打造芯片技術(shù)領(lǐng)域世界領(lǐng)先的研究院和世界一流創(chuàng)新型領(lǐng)軍企業(yè)，成為‘強(qiáng)芯固基’主力軍、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)發(fā)展中堅(jiān)力量?！彪娍菩酒h委書記、董事長(zhǎng)王穎表示，如今，電科芯片布局了特種芯片、先進(jìn)計(jì)算、5G通信、汽車電子、智慧文博、智能傳感六大產(chǎn)業(yè)板塊，加快提升集成電路科技創(chuàng)新策源功能和科技成果產(chǎn)業(yè)化能力，推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。
歷史淵源
我國(guó)第一塊大規(guī)模集成電路芯片出自重慶
中國(guó)電科與重慶的故事，可以追溯到上世紀(jì)60年代。
在“好人好馬上三線”的號(hào)召下，一大批正值芳華的青年，從天南海北匯聚到西南，投身到熱火朝天的“三線建設(shè)”中。
正是在這一背景下，解放軍14院24所、26所、44所（現(xiàn)中國(guó)電科24所、26所、44所）在永川扎下了根。
1993年，這3家研究所從永川搬遷至南坪。之后，中國(guó)電科整合集團(tuán)公司在重慶地區(qū)24所、26所、44所及綿陽(yáng)地區(qū)9所資源，于2007年組建中電科技集團(tuán)重慶聲光電有限公司，并將公司總部搬遷至西永，從事微電子、微聲/慣性器件、光電子、磁電子及其微系統(tǒng)的科研生產(chǎn)。
為進(jìn)一步推動(dòng)集成電路與核心元器件攻關(guān)，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，2022年9月，中國(guó)電科又整合下屬24所、26所、44所、58所四家國(guó)家I類研究所研發(fā)資源，正式成立中國(guó)電科芯片技術(shù)研究院。由此，中電科技集團(tuán)重慶聲光電有限公司也更名為中電科芯片技術(shù)（集團(tuán)）有限公司，與研究院一體化運(yùn)行。
“重慶是國(guó)內(nèi)發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)最早的城市之一?！彪娍菩酒呒?jí)專家譚開洲感慨地說(shuō)，也許很多人不知道，我國(guó)第一塊大規(guī)模集成電路芯片就出自電科芯片，模擬集成電路國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也依托電科芯片而建立。
刻蝕工藝是芯片制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。在一顆小小的芯片上進(jìn)行刻蝕有多難？有人打了個(gè)形象的比方：相當(dāng)于在普通人的頭發(fā)絲上蓋一棟百層高樓。
在國(guó)內(nèi)沒(méi)有相關(guān)技術(shù)和數(shù)據(jù)參考的情況下，電科芯片研究團(tuán)隊(duì)反復(fù)分析、研究和試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了特色模擬集成電路工藝的自主突破，有力支撐了我國(guó)集成電路領(lǐng)域科技自立自強(qiáng)。
“從‘三線建設(shè)’的三大所成長(zhǎng)為中國(guó)電科第一個(gè)子集團(tuán)，從永川到南坪、再到西永，50多年來(lái)，時(shí)代在變遷，辦公地幾經(jīng)搬遷，但電科芯片一直與重慶共成長(zhǎng)。”譚開洲說(shuō)。
重大突破
自主品牌智能汽車的“眼睛”用上“重慶芯”
激光雷達(dá)被稱作汽車自動(dòng)駕駛的“眼睛”，具有強(qiáng)大的信息感知和處理能力，能幫助智能汽車“觀察”周圍環(huán)境，讓汽車“大腦”能夠更好地規(guī)劃行駛路線。
激光雷達(dá)是通過(guò)發(fā)射和接收激光線束的方式進(jìn)行工作，電科芯片研發(fā)出的硅雪崩光電二極管，就是用于接收激光線束的核心元器件。
“激光雷達(dá)有單線、多線之分。目前在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域應(yīng)用較廣的多線激光雷達(dá)，顧名思義，具有多個(gè)激光發(fā)射器和接收器，可以同時(shí)發(fā)射和接收多條激光線束?！彪娍菩酒腆w圖像部專家曾武賢說(shuō)，激光線束越多，汽車在“觀察”時(shí)就會(huì)越清晰。
他介紹，用在激光接收器上的硅雪崩光電二極管，是光電倍增器的一種。簡(jiǎn)單地說(shuō)，這就像是一個(gè)超級(jí)放大鏡，哪怕是微弱光，甚至單光子都難逃它的“法眼”。
硅雪崩光電二極管具有體積小、靈敏度高、響應(yīng)速度快、功耗低和抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)，長(zhǎng)期以來(lái)，其量產(chǎn)制備技術(shù)被國(guó)外巨頭掌握，且價(jià)格十分高昂。
電科芯片從2011年便開始了硅雪崩光電二極管的國(guó)產(chǎn)化量產(chǎn)制備研究。
“硅雪崩光電二極管的量產(chǎn)制備對(duì)材料、設(shè)計(jì)和加工工藝要求極高，當(dāng)時(shí)沒(méi)有技術(shù)經(jīng)驗(yàn)可借鑒，沒(méi)有文獻(xiàn)資料可查閱，什么都得靠我們自己?！痹滟t回憶道。
沒(méi)有現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)條件，就自己搭建科研平臺(tái)；為了突破關(guān)鍵工藝，團(tuán)隊(duì)成員全國(guó)各地到處跑，一連跑了五六家研究所……一年之后，他們就研發(fā)出國(guó)產(chǎn)化硅雪崩光電二極管，并于2015年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
之后便是把硅雪崩光電二極管封裝成芯片。目前，電科芯片這一芯片產(chǎn)品的年產(chǎn)能達(dá)到5000萬(wàn)顆以上，在成功實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化量產(chǎn)制備的同時(shí)，大幅降低了產(chǎn)品價(jià)格。
隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，激光雷達(dá)的作用愈發(fā)重要，業(yè)界甚至認(rèn)為它決定了自動(dòng)駕駛進(jìn)化的水平。為此，電科芯片與國(guó)內(nèi)多家激光雷達(dá)廠商進(jìn)行合作，讓自主品牌智能汽車的“眼睛”用上了“重慶芯”。
得益于在傳感領(lǐng)域完備的技術(shù)、工藝和產(chǎn)品線，目前，電科芯片已獲批牽頭組建重慶市先進(jìn)感知產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心。
“我們將進(jìn)一步構(gòu)建高效協(xié)作創(chuàng)新體系，聚焦特種電子、汽車電子、醫(yī)療電子、智能制造和智慧城市五大領(lǐng)域，服務(wù)和支撐關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，加快融合創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，推動(dòng)先進(jìn)感知產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展?！敝须娍葡冗M(jìn)感知?jiǎng)?chuàng)新中心主任楊靖表示。
自主創(chuàng)新
讓普通手機(jī)能直接給北斗衛(wèi)星發(fā)短報(bào)文
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)歷了艱難的“三步走”過(guò)程。在這過(guò)程中，電科芯片深度參與了北斗二號(hào)、北斗三號(hào)系統(tǒng)多款射頻芯片產(chǎn)品的研發(fā)，總體技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，助力北斗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“天上好用，地上用好”。
全球首款北斗短報(bào)文射頻基帶一體化芯片，就是電科芯片聯(lián)合研發(fā)的產(chǎn)品之一。
一顆芝麻大小的芯片，讓普通智能手機(jī)與3.6萬(wàn)公里外的北斗衛(wèi)星之間實(shí)現(xiàn)了超遠(yuǎn)距離通信，在無(wú)地面通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域，也能救人于危難之中……2022年7月，這款北斗短報(bào)文射頻基帶一體化芯片發(fā)布，引起廣泛關(guān)注。
“短報(bào)文是我國(guó)北斗系統(tǒng)有別于其他同類導(dǎo)航系統(tǒng)的‘獨(dú)門絕技’。”電科芯片專家李家祎說(shuō)，在深山、荒原、大海等沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)、沒(méi)有手機(jī)信號(hào)的區(qū)域，人們可以通過(guò)短報(bào)文終端設(shè)備，直接給北斗衛(wèi)星發(fā)送信息，從而獲得救助。
過(guò)去，給北斗衛(wèi)星發(fā)送短報(bào)文需要專業(yè)的終端設(shè)備，由于體積大、價(jià)格昂貴，普通大眾難以接受。北斗短報(bào)文芯片這款技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品的面世，讓普通智能手機(jī)就能給北斗衛(wèi)星發(fā)送短報(bào)文。
“我們的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了其中的射頻模擬IP設(shè)計(jì)研發(fā)、封裝測(cè)試、應(yīng)用支持和批量生產(chǎn)等工作，在系統(tǒng)架構(gòu)、電路結(jié)構(gòu)、芯片應(yīng)用等多方面展開了兩年多的攻關(guān)?！崩罴业t說(shuō)。
為加快研發(fā)進(jìn)度，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)集中優(yōu)勢(shì)資源，采用了多種技術(shù)路線并行實(shí)施方式，僅用八九個(gè)月就一次流片成功，完成了芯片的研發(fā)、應(yīng)用驗(yàn)證和量產(chǎn)，完全采用國(guó)產(chǎn)自主可控工藝制造。
如今，支持北斗衛(wèi)星短報(bào)文功能的智能手機(jī)已經(jīng)上市，進(jìn)一步推動(dòng)北斗衛(wèi)星從行業(yè)應(yīng)用拓展到大眾應(yīng)用。
“下一步，我們將持續(xù)開展原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)，更好地服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略，賦能重慶產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！崩罴业t表示?！?/p>
