如果按半導(dǎo)體行業(yè)的繁榮程度劃分中國各區(qū)域,北京,、上海,、深圳當(dāng)屬核心城市,談及”國產(chǎn)芯片“,,能聯(lián)想到長沙的應(yīng)該不多,。
北京在1956年就擁有了第一批從北大半導(dǎo)體物理專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生,并于1968年建成國內(nèi)第一家IC專業(yè)化工廠,。上海經(jīng)過60多年的發(fā)展,,已經(jīng)形成從設(shè)計(jì)、制造到封測的完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈,,其中內(nèi)地晶圓代工龍頭中芯國際就坐落于上海,。而深圳,單一家華為海思就足成為這座城市芯片產(chǎn)業(yè)的標(biāo)簽,。
亮眼的北上深后面的長沙,,擁有國產(chǎn)自主計(jì)算機(jī)體系核心CPU、GPU能力的公司聚集于此,。作為一座內(nèi)陸城市,,長沙是如何扛起國產(chǎn)芯片設(shè)計(jì)大旗,成為國產(chǎn)芯片聚集地,?
圖片源自景嘉微官網(wǎng)
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從電視機(jī)到集成電路的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移
長沙的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步晚,、時(shí)間短?!堕L沙通史》記載,,長沙的電子工業(yè)始于1933年湖南電器制造公司裝配的省內(nèi)第一臺電子管收音機(jī)。此后的短暫幾年里,,長沙便以收音機(jī)為中心發(fā)展電子工業(yè),,1936年建成湖南制造廠用于生產(chǎn)無線電通訊設(shè)備及收音機(jī),。
經(jīng)典電子管收音機(jī),圖片源自iStock
新中國成立后,,以廣播電視設(shè)備產(chǎn)品及相關(guān)元器件制造起步的長沙,,順理成章地成為計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代全國最早的電視機(jī)專業(yè)定點(diǎn)地區(qū)之一。改革開放后,,隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品需求的爆發(fā),,長沙大規(guī)模引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)線,收音機(jī)和電視機(jī)等消費(fèi)類電子產(chǎn)品產(chǎn)量成倍增長,,微型計(jì)算機(jī),、彩色圖形終端、軟磁盤驅(qū)動(dòng)盤等新產(chǎn)品也開始批量生產(chǎn),,電視機(jī)成為當(dāng)時(shí)全省電子工業(yè)支柱產(chǎn)業(yè),。
直到1988年底,長沙乃至整個(gè)湖南的彩電產(chǎn)量達(dá)到歷史最高水平,,彩色顯像管發(fā)展最繁榮的時(shí)候其產(chǎn)值占據(jù)全省電子信息產(chǎn)業(yè)的半壁江山,。同年,我國的集成電路總產(chǎn)量達(dá)到1億塊并進(jìn)入大工業(yè)化時(shí)代,,這與距離我國造出第一塊集成電路的時(shí)間相隔23年,。
直到液晶顯示技術(shù)的興起, 生產(chǎn)彩色顯像管的LG曙光公司被市場淘汰,,從長沙經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)出走,,龍頭企業(yè)的落幕給長沙電子信息產(chǎn)業(yè)一記重錘,這時(shí)長沙才意識到,,其電子信息產(chǎn)業(yè)單純依靠電視機(jī)和某一家龍頭企業(yè)行不通,,建立產(chǎn)業(yè)集群勢在必行。
因此,,在”十一五“期間(2006年至2010年),,湖南省在其9個(gè)市州建設(shè)了11個(gè)省級電子信息產(chǎn)業(yè)園,并引進(jìn)大企業(yè),、大項(xiàng)目,,以龍頭企業(yè)帶動(dòng)配套企業(yè)的方式加速形成產(chǎn)業(yè)集群。其中,,省會(huì)長沙負(fù)責(zé)承接智能終端,、電力電子和集成電路等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。
這是自2001年長沙被科技部劃分為首批國家集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化基地之后,,在集成電路領(lǐng)域的再次發(fā)力,。
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”長征路上“的景嘉微和國科微
如今長沙最負(fù)盛名的兩家芯片設(shè)計(jì)公司,是景嘉微和國科微,。景嘉微專注于研發(fā)在圖形處理芯片(GPU),,從成功應(yīng)用于國家重點(diǎn)項(xiàng)目向商用版本演進(jìn),,如今已經(jīng)能夠支持國產(chǎn)CPU和國產(chǎn)操作系統(tǒng)。國科微業(yè)務(wù)廣泛,,涉及智能機(jī)頂盒,、存儲(chǔ)和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。
這兩家公司有許多共同點(diǎn),,都創(chuàng)立于”十一五“期間,,都獲得了國家大基金一期投資,其創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)成員均畢業(yè)于湖南長沙的大學(xué),,但都沒有海外留學(xué)經(jīng)歷,,且在公司成立之前均無核心技術(shù)和專利做支撐,明顯區(qū)別于當(dāng)下許多AI芯片初創(chuàng)公司的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì),。這兩家公司的發(fā)展,,更像是一次跨界與長征。
景嘉微的創(chuàng)始人曾萬輝畢業(yè)于國防科技大學(xué)微波與毫米波技術(shù)專業(yè),,在決定創(chuàng)業(yè)之前曾是一名體制內(nèi)的干部,。他曾在接受媒體采訪時(shí)坦言不習(xí)慣平淡的生活,,才最終決定辭職同校友胡亞華和師兄饒先宏一起創(chuàng)辦一家創(chuàng)新型高科技公司,。
景嘉微創(chuàng)立之初,曾萬輝和其他兩名創(chuàng)始人為尋求業(yè)務(wù),,接受了中航工業(yè)某研究所開發(fā)某芯片顯卡驅(qū)動(dòng)軟件的任務(wù),,由于沒有有價(jià)值的資料可供參考,國內(nèi)有實(shí)力的研發(fā)單位耗費(fèi)三年也未能順利完成,,對于彼時(shí)還年輕的景嘉微而言更是難上加難,。
不過,幾位創(chuàng)始人與技術(shù)骨干并不懼難,,從最底層的技術(shù)摸索,,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)每天工作16個(gè)小時(shí)以上,最終成功完成這一任務(wù),,打開公司局面,。
景嘉微公司全景,圖片源自景嘉微官網(wǎng)
曾萬輝及其團(tuán)隊(duì)在研制具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的圖形處理器芯片的過程中,,集中公司50多個(gè)技術(shù)骨干,,耗費(fèi)8年時(shí)間,在國家投資幾百萬元的情況下自籌三千多萬元經(jīng)費(fèi),,最終于2014年取得成功,,研發(fā)出國內(nèi)首款國產(chǎn)高可靠、低功耗GPU芯片-JM5400,,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán),,且在多個(gè)國家重點(diǎn)項(xiàng)目中得到成功應(yīng)用,。
在之后的發(fā)展中,景嘉微又于2018年推出新一代自主研發(fā)的高性能,、高可靠GPU芯片JM7200并成功流片,,該芯片能夠?yàn)楦黝愋畔⑾到y(tǒng)提供顯示能力。2019年,,景嘉微首次推出商用版本的GPU,,全面支持國產(chǎn)CPU和國產(chǎn)操作系統(tǒng)。
國科微的發(fā)展歷程則更為特別,,其CEO向平在創(chuàng)業(yè)之前是一名科技記者,,非技術(shù)出身也未從事過科研開發(fā),2004年從深圳的報(bào)社辭職回到家鄉(xiāng)長沙,,開始了他的集成電路事業(yè),。
用向平的話講,選擇回到長沙是因?yàn)檫@個(gè)地方生活成本不高,,適合關(guān)起門踏踏實(shí)實(shí)做科研,,另外長沙有眾多名牌院校,人才資源儲(chǔ)備充分,。于是向平在2008年創(chuàng)辦了國科微,,并招徠了華為前高管傅軍擔(dān)任總經(jīng)理,日本富士通研究所前研究員姜黎擔(dān)任首席技術(shù)官兼副總經(jīng)理,。姜黎在日本富士通時(shí)曾開發(fā)出HDTV,、MPEG-4Codec芯片。
國科微起步于廣播電視系列芯片領(lǐng)域,,最早一款產(chǎn)品是一顆安全解碼芯片,,發(fā)布于2011年,大規(guī)模出貨之后就成為當(dāng)時(shí)”村村通“,、”戶戶通“機(jī)頂盒市場的主流解決方案,。這顆芯片意義重大,是在國內(nèi)廣播電視芯片嚴(yán)重依賴進(jìn)口,、中國廣電總局頒布廣播電視標(biāo)準(zhǔn)之后的首顆國產(chǎn)安全解碼芯片,,突破了國外廠商的技術(shù)壟斷。
在后續(xù)的發(fā)展中,,國科微向智能視頻監(jiān)控和存儲(chǔ)領(lǐng)域延伸,,并在2019年發(fā)布國內(nèi)首款全自主固態(tài)硬盤控制芯片,搭載國內(nèi)自主嵌入式CPU IP核,,成為國內(nèi)真正實(shí)現(xiàn)全自主的固態(tài)硬盤控制芯片,。
國科微全自主存儲(chǔ)主控芯片GK2302概念圖,圖片源自國科微官網(wǎng)
作為國產(chǎn)芯片的聚集地,如今除了景嘉微的國產(chǎn)GPU和國科微的固態(tài)硬盤外,,國產(chǎn)CPU飛騰的股東中國長城總部也坐落長沙,,另有在DSP領(lǐng)域有多項(xiàng)技術(shù)突破的進(jìn)芯電子也在位于長沙。這意味著,,芯片四大件中的CPU,、GPU、DSP,、FPGA,,長沙占了三大件,是目前全國唯一一座能夠?qū)崿F(xiàn)芯片三大件設(shè)計(jì)國產(chǎn)自主的城市,,填補(bǔ)了許多國產(chǎn)芯空白,。
與長沙集成電路產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)的,是長沙的高校集群一直通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的方式為產(chǎn)業(yè)源源不斷地輸送人才,。國防科技大學(xué)于2015年獲教育部批準(zhǔn)成為全國首批籌建的示范性微電子學(xué)院,,在集成電路方面的教學(xué)、研究和工程實(shí)踐方面實(shí)力較強(qiáng),,其科研團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持自主創(chuàng)新,,為產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)了許多核心關(guān)鍵技術(shù)。景嘉微的發(fā)展歷程已然證實(shí)了國防科大的芯片實(shí)力,。
另外,,中國第一個(gè)三維封裝”973“項(xiàng)目在中南大學(xué)完成,中南大學(xué)自此成為國內(nèi)芯片封裝領(lǐng)域的技術(shù)與人才儲(chǔ)備地,。
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打破功率器件的技術(shù)封鎖
除了擁有計(jì)算機(jī)體系核心的芯片”三大件“之外,,長沙的集成電路產(chǎn)業(yè)同樣在功率器件尤其是IGBT方面上表現(xiàn)出色。
IGBT即絕緣柵雙極型晶體管,,作為功率半導(dǎo)體器件的一種,是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?,相?dāng)于電力電子裝置的CPU,,在軌道交通、智能電網(wǎng),、航空航天,、電動(dòng)汽車與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,其高端產(chǎn)品長期被歐美,、日韓占據(jù),。
不過,中高端IGBT芯片技術(shù)被國外壟斷的局面在2014年被打破,。這一年,,全球第二條、國內(nèi)第一條8英寸IGBT芯片產(chǎn)線落地湖南株洲,年產(chǎn)量24萬片,,年產(chǎn)值超20億,。產(chǎn)線建成的第三年,國內(nèi)首個(gè)半導(dǎo)體功率器件及應(yīng)用創(chuàng)新中心也落戶于湖南株洲,,這一中心打通了半導(dǎo)體器件的上下游,,形成”材料—器件—裝置—應(yīng)用“的完整產(chǎn)業(yè)鏈,引領(lǐng)國內(nèi)功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展,。
湖南IGBT產(chǎn)業(yè)日漸繁榮,,輻射范圍逐漸擴(kuò)大,就在2020年3月,,長沙比亞迪IGBT項(xiàng)目正式啟動(dòng),,用于生產(chǎn)新能源汽車的電子核心功率器件,致力于打破國外技術(shù)封鎖,。
一如以往在電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向上的敏銳,,2020年炒得火熱的第三代半導(dǎo)體也是近兩年長沙半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn),且能在近幾年來湖南省集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中窺見一二,。
相關(guān)資料顯示,,湖南在于2015年提出集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,自2015年起,,前兩年為起步階段,,后三年為發(fā)展階段,重點(diǎn)發(fā)展CPU,、GPU等設(shè)計(jì),,并以功率半導(dǎo)體為突破口,實(shí)現(xiàn)集成電路關(guān)鍵裝備和材料國產(chǎn)化,,到2020年集成電路銷量收入超過400億元,。
去年,湖南省又發(fā)布《湖南數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃(2020-2025年)》,,提出除了在CPU,、GPU、DSP,、SSD,、4K/8K、5G等高端芯片產(chǎn)業(yè)化上實(shí)現(xiàn)突破,,另外布局新一代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),,推動(dòng)IGBT和第三代半導(dǎo)體等重大項(xiàng)目。
在具體實(shí)踐上,,近幾年長沙在第三代半導(dǎo)體上動(dòng)作頻頻,。
2018年11月3日,,天岳碳化材料項(xiàng)目在長沙瀏陽高新區(qū)開工,據(jù)《湖南日報(bào)》當(dāng)時(shí)報(bào)道,,該項(xiàng)目的開工標(biāo)志著國內(nèi)最大的第三代半導(dǎo)體碳化硅材料項(xiàng)目及成套工藝生產(chǎn)線開建,。
2019年,泰科天潤半導(dǎo)體6英寸半導(dǎo)體碳化硅電力器件生產(chǎn)線項(xiàng)目落戶長沙,,總投資15億,。
2020年7月,三安光電也簽約長沙,,總投資160億元,,旨在建設(shè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的襯底(碳化硅)、外延,、芯片及封裝產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)基地,。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截止2020年8月,,長沙落地的第三代半導(dǎo)體項(xiàng)目已經(jīng)超過200億元,。
如今,在眾多產(chǎn)業(yè)政策支持以及第三代半導(dǎo)體的火熱趨勢下,,第三代半導(dǎo)體將成為繼芯片”三大件“和LGBT芯片之后,,長沙集成電路產(chǎn)業(yè)的又一專長。