這是一顆5毫米見方的北斗導(dǎo)航芯片，比成人指甲小得多，看上去很不起眼，卻是上海科研人員智慧的結(jié)晶。近日，上海北伽導(dǎo)航科技有限公司在2014上海軍民兩用技術(shù)促進(jìn)大會上發(fā)布“航芯一號”，標(biāo)志著我國北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的最大瓶頸得到突破。這顆芯片將于明年量產(chǎn)，進(jìn)入中興等品牌手機(jī)，并將逐步進(jìn)入平板電腦、可穿戴設(shè)備、車載導(dǎo)航等設(shè)備，使百姓能用到更多北斗導(dǎo)航產(chǎn)品。
據(jù)了解，北伽導(dǎo)航公司去年本打算研發(fā)55納米工藝芯片，因?yàn)閲鴥?nèi)主流的北斗芯片生產(chǎn)工藝是130納米，而且是非一體化工藝（射頻芯片與基帶芯片分離）。然而，如今問世的是我國首顆40納米SoC工藝北斗多模射頻基帶一體化芯片。與國內(nèi)主流技術(shù)相比，滬產(chǎn)芯片可謂跨越了兩代。這一“跨越式突破”是如何實(shí)現(xiàn)的呢？
要做就做國際一流芯片
北伽導(dǎo)航公司總經(jīng)理王永平介紹，該公司前身是上海伽利略導(dǎo)航有限公司，成立于2005年。當(dāng)時(shí)，這家國有企業(yè)作為我國唯一的地區(qū)代表，參與了“中國—?dú)W洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航合作計(jì)劃”。通過國際合作，公司在芯片、高精度地基增強(qiáng)系統(tǒng)等領(lǐng)域積累了一定技術(shù)。
2010年，在市政府專題會議上，市領(lǐng)導(dǎo)明確了上海衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)：一頭抓器件，發(fā)揮本市集成電路產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，研發(fā)北斗芯片；另一頭抓位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)。
遺憾的是，北斗系統(tǒng)建設(shè)升級后，國家北斗衛(wèi)星導(dǎo)航管理辦公室組織的年度北斗芯片比測中，上海沒有團(tuán)隊(duì)和企業(yè)進(jìn)入第一陣營。2012年、2013年連續(xù)兩年的北斗芯片比測中，沒有一家上海單位參與。
面對激烈的國內(nèi)競爭環(huán)境，上海政府部門和企業(yè)憋著一股勁。2013年，市科委從多個(gè)團(tuán)隊(duì)的北斗芯片設(shè)計(jì)方案中，選擇了王永平團(tuán)隊(duì)提出的55納米北斗射頻基帶一體化方案。“這是去年國內(nèi)提出的最先進(jìn)北斗芯片方案，對國內(nèi)企業(yè)來說，技術(shù)難度已很高。能否研制成功，我心里沒底。”王永平告訴記者。
然而去年5月，當(dāng)他們把完整方案提交市科委后，方案居然被退了回來。原來，市科委相關(guān)部門那時(shí)已了解到，美國高通公司已在研制40納米工藝GPS/北斗雙模一體化芯片。如果上海決定研發(fā)一顆問世后必落后于國際領(lǐng)先技術(shù)的導(dǎo)航芯片，那么，它怎能承載國產(chǎn)北斗芯片參與國際競爭的夢想？
“要做，就做國際一流導(dǎo)航芯片。”市科委負(fù)責(zé)人對王永平說。經(jīng)過多次論證，這支團(tuán)隊(duì)確定了將SoC工藝升級到40納米的方案。2013年8月，北伽導(dǎo)航公司正式投入研發(fā)。
聘海歸科學(xué)家?guī)ш?duì)研發(fā)
科技創(chuàng)新最重要資源是人才。技術(shù)方案一確定，北伽導(dǎo)航公司就開始招攬海外高端人才。
馮衛(wèi)鋒是美國加州大學(xué)博士，曾在美國知名芯片企業(yè)—博通公司工作，有十幾年海外從事通信和導(dǎo)航類集成電路設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。尤為關(guān)鍵的是，他帶隊(duì)研制過40納米SoC工藝芯片。去年，北伽導(dǎo)航公司將這位華人科學(xué)家招致麾下，任命他為副總裁，帶隊(duì)研發(fā)北斗芯片。
吳駿，一位在上海長大的“80后”，被北伽導(dǎo)航公司引進(jìn)前，在美國從事芯片開發(fā)。他告訴記者，“SoC芯片設(shè)計(jì)的工作量非常大，我們導(dǎo)航部團(tuán)隊(duì)的成員都是‘80后’，干活特別拼，工作到晚上10點(diǎn)、11點(diǎn)是家常便飯，有時(shí)做通宵。”靠著這股拼勁和高端人才的指揮，這支團(tuán)隊(duì)在9個(gè)月內(nèi)完成了芯片架構(gòu)、集成電路設(shè)計(jì)和算法開發(fā)。今年4月底，公司將第一版芯片的設(shè)計(jì)圖紙交給了生產(chǎn)商。7月底，芯片實(shí)物樣品被送到公司，進(jìn)入測試階段。8月5日凌晨3時(shí)，當(dāng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)將芯片連入基板，完成功能測試后，全場爆發(fā)出一片歡呼聲。“這會是我終身難忘的一刻！”回憶起當(dāng)時(shí)場景，吳駿記憶猶新。“我們做芯片的，最怕把芯片實(shí)物樣品連入基板后，升起一縷青煙，芯片變成一塊石頭，上百萬元投入就這樣報(bào)廢了。”幸運(yùn)的是，北伽團(tuán)隊(duì)一年多的艱辛付出沒有白費(fèi)。在9月的路測中，這顆芯片的定位精度為2.5米，達(dá)到國內(nèi)一流水平。
除了引進(jìn)人才，公司還聘請海外顧問。據(jù)透露，一位國際衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)界的“大牛”曾任公司顧問，為北斗芯片研發(fā)做了指點(diǎn)。
政府采取“對賭機(jī)制”
芯片研發(fā)，高額資金投入也是一個(gè)問題。選擇40納米工藝方案，研制成功后能使北斗芯片達(dá)到國際一流水平，但如果失敗，意味著大量經(jīng)費(fèi)付諸東流，這是一家企業(yè)難以承受的。為此，市科委提出采取“對賭機(jī)制”，即政府和企業(yè)共同在研發(fā)上投入，公司“押寶”40納米方案，政府也在這個(gè)方案上“押寶”。這種機(jī)制，既可以解決研發(fā)經(jīng)費(fèi)問題，也能鼓勵(lì)企業(yè)開展高難度技術(shù)攻關(guān)。
目前，市科委已投入數(shù)百萬元，北伽導(dǎo)航公司投入資金更大，使國產(chǎn)北斗芯片實(shí)現(xiàn)了“跨越式突破”。據(jù)透露，明年市科委將繼續(xù)投入，立項(xiàng)支持北伽導(dǎo)航公司研制厘米級北斗導(dǎo)航芯片。這顆芯片如問世，能用于地理測繪、車道定位、無人機(jī)等領(lǐng)域，有望大幅降低高精度定位的成本。
王永平表示，今天發(fā)布的北斗芯片是第一版樣品，第二版芯片將于明年初問世，性能指標(biāo)達(dá)到國際一流水平。明年3月，第二版芯片將投入量產(chǎn)，并在中興手機(jī)上開展百萬級示范應(yīng)用。預(yù)計(jì)2016年，這款芯片將實(shí)現(xiàn)超過千萬級的大規(guī)模應(yīng)用。“我們還將把北斗芯片推向國際市場，讓北斗導(dǎo)航產(chǎn)品進(jìn)入國外大眾消費(fèi)領(lǐng)域。”