為何晶元製造這麼難為何沒有生產線的矽谷卻能領先世界為何年輕人不願意從事硬體設計 錢江晚報
本報記者 鄭琳 通訊員 程振偉
駱建軍(右)和自己的恩師鄧先燦合影。 |
聽說是敬重的導師鄧先燦推薦採訪,還在美國出差的駱建軍馬上給錢報記者打來了越洋電話,關於「中國芯」他有說不完的話,我們一聊就是一個多小時。 駱建軍是鄧先燦的弟子。上世紀90年代,駱建軍曾經在東方通信成功開發光纖通信SDH/SONET系統的專用集成電路,當時比華為、中興還早。 但是那時候,國內業界還沒有認識到自主研發晶元的必要性。
也是在那時候,美國公司把駱建軍挖到矽谷,擔任高級設計師。又過了幾年,駱建軍就和楚傳仁先生一起在美國矽谷創業,成立了BaleenSystem公司,從事固態存儲控制晶元的開發。
後來,鄧先燦將自己這個最得意的弟子從美國召回杭州,讓其傳承自己在微電子研究中心的衣缽,當了研究中心的主任和教授。當時,眼光長遠的鄧老就指示弟子,必須創立自己的企業:晶元必須產業化,必須走出國門,這才是正確的生存和發展道路。
駱建軍由此創立了華瀾微電子股份有限公司,並陸續推出了存儲卡、U盤、固態硬碟(SSD)、計算機介面及硬碟陣列等一系列晶元產品,不僅僅中國公司採用,也被國際市場接受,在中國大量進口晶元的背景下,逆向出口全球。
每個晶元都是
微觀世界裡的「超級城市」
「晶元確實很難引起人的重視,因為它太小了,比指甲蓋還小。」駱建軍說。
就是那麼一個小小的封裝起來的黑色小矽片,卻是一切電子設備的核心,包括高鐵、飛機、電視機、手機的核心,甚至是發動機的發動機……
為了讓普通人理解晶元的複雜度,駱建軍打了一個形象的比喻:
「拿到一般的顯微鏡下看,就像是一張上海市地圖;拿到更高級的電子顯微鏡下看,就能看到每家每戶的窗戶、陽台,一扇扇門,一條條馬路;大家平常說的28納米、15納米,就是這個城市建築的最小尺寸。」
這個尺寸有多小?1納米大約相當於六萬分之一的頭髮絲。
如此細微的結構,只有在顯微鏡下才能顯現其宏偉壯觀,所以,集成電路設計就更被人忽略了。
「但是今天,矽谷佔領了晶元設計和軟體這個產業金字塔的頂尖。」駱建軍說。
上世紀八十年代的矽谷,擁有很多半導體生產線。矽谷也以此從一個葡萄園為主的乾旱山谷轉變為以「硅」工業為核心的高科技基地。
到了九十年代,這些生產線逐漸移到了美國偏遠地區、亞太地區,台灣、韓國、新加坡就是在這個時期建立了很多生產線,集成電路開始發展起來。
「今天的矽谷,已經基本上沒有生產線。」駱建軍說。「以設計公司和軟體公司為主流。」
例如,全球GPU領軍企業(英偉達)、全球最大的可編程器件公司XILINX(賽靈思)、通信晶元公司Broadcom(博通),都是沒有生產線、純粹靠智慧設計在領導全球某個產業方向。
晶元技術要靠一點點積累
沒有任何捷徑可走
駱建軍說,集成電路設計,就好像設計一座「新上海城」:馬路是7層甚至8、9層立交的;建築物有幾百萬座;擁有幾千萬人口,幾億扇門窗不斷開關;所有建築物的門窗一秒鐘要開關上億次,而且不能夠有一扇門窗的開關不準確。
「在這張超級地圖上,每個房間都要供電、供水,一兩個房間水壓不夠就可能造成電路計算不準確,你的飛機就可能掉下來,這就是失敗的晶元。」
集成電路晶元在設計環節出現任何一個小缺陷,就必須重來。重新設計又需要至少1年時間,幾千萬元的投入。
「所以集成電路設計需要從軟體到硬體的高超的設計、指揮、風險控制能力。」
為什麼中國集成電路設計公司那麼少呢?
面對這個問題,駱建軍解釋說,今天的集成電路設計包括兩大類,一類是特定技術要素的;另一大類實際上是系統級設計,用技術語言說是「片上系統晶元」(SOC),內部不僅僅有硬體電路,還有軟體在跑。
「設計這樣的晶元,實際上是設計一個完整的系統,就好比金庸武俠小說裡面,真正的高手是內功和外功一起修鍊、都達到了極致的。而且,外功招式漂亮很容易,內功卻是一點點積累起來的,玩不得虛,必須十年磨一劍才可能成功。我在學校遇到的學生,相當大一部分對硬體甚至有種『畏懼』的感覺。」
現在的年輕人
鮮有願意從事硬體設計的
國內目前的情況,集成電路產業發展不如意,駱建軍感覺很無奈,但又認為可以理解,他感嘆說:「當年同班同學至今堅持做本專業工作的已經十不存一了。我們也不能要求大家都來搞集成電路,放棄房地產、放棄金融產業這樣的發財機會,這是不合情理的。」
他認為,中國科技產業的興旺,應該是各行各業都有合理的利潤,科技含量高、風險大或者付出勞動多的產業,就應該多得,這才是「多勞多得」的基本立足點。同時,我們的晶元也要儘快融入高度國際化的全球半導體產業。
「集成電路行業,技術變革太快了,我們的學術團隊和教育系統也要加快改革。」駱建軍說,「大多數工科院校的老師,並沒有實際工業經驗。我們必須把產學研聯合提高到新的高度,要有更加接地氣的政策。當然,產學研是工科院校要倡導的,對於理論研究那是另外一回事。」
一個人精力有限,只能帶有限的學生,杯水車薪。「每個學生特點脾性不一樣,高端人才必須因材施教,不可能工業化量產。」鄧先燦先生說,而更讓她擔心的,是現在高校里的年輕人,鮮有願意學硬體設計的。
「硬體設計的糾錯成本特別高,糾錯周期也特別長。而做成的晶元,卻又非常廉價,一個只賣幾毛錢。」鄧先燦說,「做軟體就不同了,調試軟體的成本和時間比較少,而軟體工程師的薪水又很高,所以,年輕人都去做軟體設計了。現在又是互聯網時代,大家都去做互聯網創業了,還有誰來做晶元呢?」
然而,「無芯缺魂」的現狀必須改變。
「媒體上宣傳的這個芯、那個芯,包括華瀾微的存儲控制晶元,都解決不了中興的問題,因為中國需要的是成千上萬的晶元公司,從材料到加工,從設備到設計,這是一個綜合國力的培養過程。」鄧先燦說。
她剛過完八十五歲生日,「處江湖之遠則憂其君」,還在為中國的科技產業、信息安全而努力。
「還有像林德俊先生,整理科研資料到生命的最後一刻。」駱建軍說,「我們這一代人,更應該冷靜下來,踏踏實實,每個團隊做精做強一個方向,如同一盞燈,當千萬盞燈彙集起來,就能點亮中國科技產業的天空。」
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