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物联网的“芯”故事——访西安优势微电子有限公司董事长孙长征先生


作者:周军 来源:RFID世界网 2009-12-07 08:21:17

摘要:访西安优势微电子有限公司董事长孙长征先生

关键词:优势微电子[0篇]  西谷微功率[0篇]  唐芯[0篇]  孙长征[0篇]  物联网[406篇]  

  物联网是指将任何物件、在任何时间、任何地点连接起来的网络,在这个崭新的网络中,机器、物体和环境都将被纳入人类感知、测控的范畴,所有的物体将获得生命的迹象,从而实现智能化识别和管理。作为一个全新的概念,在全球的产业和技术发展都处于探索阶段,对错过四次科技发展机遇的中国来说,是挑战亦是机遇。为此,上至温总理下至各地地方政府无不把物联网建设作为一项重要的政治任务来抓。然而,物联网最为关键、最为核心也是最为上游的芯片技术的缺失,严重制约了我国物联网产业的发展。为此很多人痛心疾首、暗恨不已。正当此时,名不经传的西安优势微电子有限公司宣布发布中国物联网的第一颗芯——唐芯一号。唐芯一号的问世让无数人欢欣鼓舞,引来各界人士的关注。在这其中有人称赞,也有人质疑。那么究竟这颗名动天下的唐芯是不是真正的“中国芯”?它的问世能不能解决制约中国物联网发展的核心技术问题?记者带着问题,特别采访了“唐芯一号”主要发明人——西安优势微电子公司董事长、西安西谷微功率公司总经理孙长征先生,以求了解中国物联网的“芯”故事。 



西安优势微电子有限公司董事长孙长征先生  (江照军拍摄)

芯的问世——填补国内空白 

  改革开放三十年以来,我国电子信息产业作为国民经济发展的重要推动力量,一直保持2至3倍于GDP的速度增长,已发展成为我国国民经济的基础性、支柱性、先导性和战略性产业。但由于在计算机和互联网两次信息浪潮中,起步晚、跑得慢,我国电子信息产业处处受制于人。继两次信息浪潮之后,物联网掀起了第三次信息产业浪潮,而今中国终于和发达国家站到了同一起步线上,因此抓住这个重大历史机遇尤为重要。 

  要想抓住这一重大历史机遇,抢占信息产业新一轮竞争中的制高点。我们必须突破一些关键技术和核心技术,建立属于自己的技术体系和标准体系,夺得国际话语权。在必须突破的关键技术和核心技术中,芯片技术以工艺复杂性和规模复杂度成为了最大的拦路虎。有无自主知识产权的核心芯片,对我国物联网的健康发展至关重要,关系到我国的战略制高点,是决定我国相关企业发展成败的重要因素。多年来我国竭力发展芯片技术,取得了不少的成就,涌现了“龙芯”、“凤芯”等系列有自主知识产权的芯片。但是在即将深刻改变人类的生产生活方式的物联网产业领域里,并没有一颗完全意义上的芯片。 

  10月24日,在西安曲江国际会展中心举行的第四届中国民营科技产品博览会上,西安优势微电子有限公司董事长孙长征先生宣布,正式发布国内物联网首颗核心芯片——“唐芯一号”。拥有完全自主知识产权的唐芯一号的问世,标志着我国已经攻克了物联网的核心技术。此前只有美国和北欧少数公司拥有类似的产品。 

  孙董表示:“唐芯是我国第一颗拥有完全自主知识产权的‘2.4G超低功耗射频可编程片上系统’,完全满足物联网的核心技术要求,是物联网的技术核心。‘唐芯一号’完成设计并一次流片成功,填补了国内的空白,整体水平达到国际先进水平,部分关键指标达到国际领先水平,是目前国内外同类芯片中集成度最高、静态功耗最小、运用最为灵活的产品,是真正实现物联网人与物、物与物之间双向无线沟通和测控的核心产品。” 

芯的由来——十年磨一剑 

  开发一款芯片不容易,开发低功耗射频片上系统芯片更不容易,设计和研发的难度非常之大。“我们的团队用了足足三年时间来研发和反复校验。”孙董如是说。 

  孙董说的三年,不包括此前近六年的筹划和两年市场调查。真的要追溯起来,我们甚至能将孙董和他的“中国芯”故事追溯到十几年前。芯片行业是一个依靠技术高度和研发速度制胜的产业,与高额利润如影随形的是高得惊人的淘汰率。很难想象有人敢用十几年的时间,去做这么一件高风险的事情。 

  孙董表示:“我们做的好多事情是要做3-5年,更是要静下心来做3-5年才可能有成果的事情,而且风险性非常大的事。很多人不愿做的。因为你的判断可能会出错,你选定的方向或许不对,开发也很有可能遭遇失败。但是,凡是做过集成电路设计的人都会有一种切肤之痛。如果你没有解决产业核心问题,你就永远被人牵着走,自始至终都是被动的,即便是你拿出标准了,也一样还是会受制于人。我们的家电、我们的手机,说到底我们也只是给世界做做廉价的加工厂。相比美国高通等企业凭借专利许可所获得的收益,我们生产厂商获得的利润非常之少。” 

  孙董对外国人操控着芯片等核心技术的现状一直耿耿于怀。有一种责任感和使命感驱使着他努力前行,他将“做中国芯”作为事业的动力和方向。 

  孙董道:“我曾经在西电任教,在我工作的几年里,我的学生成为了我的好朋友。我们共同在这个领域探索。他们其中有一部分毕业以后去了美国留学。但大家都没有放弃做芯片的梦想。我们时常交流和探讨做那个方向?做哪个有前途?做哪个我们能突破?我们用电话、用Email不断地交流,逐步地锁定了这个方向。后来我在国内成立了公司,和他们一起组建了研发的核心团队,再加上西安和成都的一部分科研人员,整个团队既多元化又国际化。做事情有很多偶然和必然的因素,几年前我们在规划这个领域,发现低功耗的射频领域将会是未来发展的方向。因为它会越来越方便人们的生活。我们看到了这种需求蕴藏着庞大的市场,同时也感觉到了国家在这个领域受制于人。所以走上这条道路,既有来自市场的动力,又有心底深处的一种冲动。物联网给我们一个相当好的机遇,我们有机会也有能力抓住这个发展机遇。” 

芯的命名——真正的中国芯 

  “唐芯”的问世必将打破我国2.45G射频芯片完全依赖进口的僵局,对建立属于中国自己的技术体系、标准体系和夺得国际话语权有着非常重要的意义。它的存在甚至可能改变我国信息产业一再受制于人的局面。那么有着这样特别意义的芯片是怎样被命名的呢? 

  名字对中国人来说是有讲究的,它不仅仅是一个标识,更多的是它所蕴含的意义。中国人信奉名不正则言不顺这个道理,所以这颗“中国芯”问世后,孙董及团队在命名时有诸多考虑。这是一颗中国自主研发的芯片,是中国的骄傲,它不但要服务于中国物联网的建设,同时也将参与国际化竞争,因此名字一定要体现中国的色彩,同时还要区别于国内其它芯片。 

  孙董表示:“命名‘唐芯’,有几种含义,一来唐朝是中国历史上强大朝代,是非常具有中国色彩,也非常能代表它是一颗中国芯;二来,唐朝的都城恰好在如今的西安境内,取‘唐’也是以它的出生地点为纪念。三来,我们寄望于这颗芯,能帮助中国抓住这次历史机遇,开创一个如同唐朝一样盛大的物联网时代。” 

  唐芯寓意贴切并饱含了作为发明人如同父母一样对孩子的期盼。但“唐”很容易联想到“汉”,因为西汉和唐代在中国古代社会发展和中华民族形成的历史中均占有非常重要的地位,而“汉芯”是一颗鼎鼎大名的假中国芯,这会不会对给“唐芯”带来负面影响呢? 

  孙董表示:“我也有这种顾虑。但仔细想来,‘唐芯’和‘汉芯’有所不同,第一,立足的目的和出发点不同。‘汉芯’的目的是争取到国家项目的资金。而‘唐芯’是我们企业按照自己的规划一步步研发出来的。在这个过程中,没有去拿国家的任何基金,目的是为了在市场盈利。第二我们是本土民营企业。一方面没有像国内的某些公司有特殊背景的,包括官方背景和海归背景。很多芯片企业是由主创人员从国外回来,带着国际先进技术和境外的风险投资,这种背景在本质上来说,不是完整意义上的中国芯,因为它的所有权不完全属于中国。虽然在中国做的开发,但公司股权都是国外的,甚至很多公司本身就在国外注册的,最初的目的就是在海外上市。在这样的模式下,即便是做出一款芯片也不能叫中国芯。政府和军方在使用这样一颗芯片时,会持保留态度,因为物联网毕竟会涉及到国家的安全层面的问题。像我们这样既非国有,也非官方,不靠政府基金,也不拿境外风险投资的纯粹企业在国内少之又少。因此,唐芯无论从自主研发的先进技术、产权的明确还是在未来物联网时代的重要性看,都无愧于其名。” 

  事实上,汉芯多少对唐芯产生了影响。西安优势微电子有限公司多年的默默无闻及始终坚持以自己的力量研发芯片,不拿政府任何一笔基金,不拿任何一笔国外风投,便是有一定此类因素的考虑。为了排除舆论的影响,唐芯在流片成功之前没有向任何媒体透露一丝消息。知耻近乎勇,西安优势微电子终于一雪学术界的前耻,推出了中国第一颗物联网之芯。 

芯的秘诀——找到平衡点 

  其实做中国芯,不只是孙董和他们团队的梦想,也是很多中国人的共同梦想。多少年来,一批批集成电路精英始终坚持着、前仆后继追逐着这一梦想,立誓要为中国制造出一颗中国芯。但芯片以它的高科研成本、高技术难度使诸多精英功败垂成,真正研发出芯片并称得上中国芯的只有“龙芯”、“凤芯”等寥寥可数的几颗。为什么很多研究机构、高校、大型企业会相继失败,而不拿任何基金、风险投资的西安优势微电子却能够获得成功呢?难道他们真的有什么秘诀? 

  孙董解释道:“首先我们评估了自身的资源和自身的能力,所以我们选择了做射频芯片,而非CPU。很多企业或研究机构就是因为没有细致地去考虑怎样选择方向。那么设计出来的集成电路不是稳定性不好,就是功耗很大,或者良品率上不来,又或不能达到量产。我们是企业,企业关心的是效益,因此我们量力而行。每个人都中国的芯片技术能赶英超美,但要看自身的能力。” 

  “其次,出发点不一样。一直以来我国的芯片研究项目都是由一些科研机构、高校等来负责,通过课题基金的方法来激励研究者。所以他们是以完成课题为目标,重在理论和学术。不站在应用的角度去思考、去研究芯片,也就不计较成本高低。我们不一样。作为企业,我们要按照国际标准规划产品的定位。我们是要参与国际化的竞争的,所以产品的指标和性价比都要考虑在内。 

  “再次,我们选择做国内没有、填补国内空白的射频芯片,同时芯片还将参与国际竞争,所以,我们的目标是要和国际同类企业去竞争,而非国内企业。我们在硅谷还有一个小的团队。你想,要是我们如果不站到世界科技的最前沿去,肯定就很难把握这个领域。既然目标是要跟世界同步、同发,肯定就要近距离地感受它的研发。另外,开发过程有个时间,你还要适度超前。你要预计几年以后芯片是怎么样子的。如果我设定的目标是国内面世的产品,那么等你出来的时候就已经落后了。现在都是多技术集成了,那么芯片如果不能具备某些未来2-3年的主流技术,或者不能和这些技术接口的话,那么芯片就不能满足市场需求,不能满足需求的芯片便完全没有意义。所以设计者要视野开阔,面向国际,适度超前。” 

  “此外,做射频电路经验也非常重要。其中数字部分,我们科研通过一些辅助的工具来进行设计,而模拟部分我们更多是依靠不断地尝试。因为影响一个电路性能的因素会很多,所以经验的积累和大量的仿真计算是必须的。我们的团队是多学科结合的、非常优秀的团队。成功研制出射频片上系统,这是国内的第一个。” 

  “还有,西安西谷微功率公司的技术对于我们产品的完善非常有帮助,虽然它对芯片设计本身帮助不大,但对芯片后期帮助修正芯片的方向功能等有大的贡献。西谷微功率更偏重应用,能对芯片提出更具体、更实际性的需求。根据这些需求,我们可以确定哪些功能重要,确定哪些功能可以不要,哪些功能需要增加。西谷微功率公司和西安优势微电子公司,一个从技术角度,一个从应用角度。有时候两种思想一碰撞就会产生新的想法。从思路上两者之间是相互启发的。为什么现在我们很多方面敢拍胸脯说是世界上独一无二的,就是因为我们把应用的需求和技术结合得比较好。” 

  “总体说来,我们做芯片的秘诀就是找到平衡点。在芯片设计之时,我们详细考虑了自身科研的能力、研发所需时间、目标市场的未来走向以及芯片的处理能力、功耗、成本等之间找到平衡点。” 

芯片的未来——前途无可限量 

  虽然目前“唐芯一号”的工程片还没有出来,但其样片的性能处于国际先进水平,部分指标达到了国际领先水平。用孙董的话来说:“集成度我们是最高的,适用范围我们是最宽的。芯片功耗我们是最小的。”对于唐芯的未来,孙董充满乐观。孙董认为唐芯的未来可能会呈现出以下几种发展趋势: 

  第一,唐芯是物联网的第一颗“芯”,也将是应用范围最广的一颗“芯”。在孙董看来,并不是物联网中用到的所有芯片都是物联网芯片。芯片作为物联网关键技术有其自身的特征和要求。孙董表示:“首先,物联网是无线的,否则,地球就成了一个蜘蛛网,我们就变成了蜘蛛人。唐芯就是一颗2.4G的无线射频芯片;其次,物联网应该是低功耗的,需要像手机一样每天充电的网络是不实用的。唐芯做到了一颗电池能够连续工作几年;再次,物联网应该是高度集成的,否则无法降低体积,体积过大就会限制很多场合的应用。唐芯集成了一个节点除电池外所需的几乎所有单元,本身是一个完整的系统。物联网是智能的和高度个性化的,唐芯是智能可定制的,完全满足各种场合的下的特殊要求。同时,唐芯是按照低成本工艺设计的,量产后成本可以大幅度降低。” 

  “RFID是物联网的一部分。RFID中还有高频和超高频的芯片,但这些芯片只是纯粹的芯片而不能称之为一个射频片上系统。能提供的功能只有单一的射频识别,用途都在特定的范围内。虽然这些芯片的设计难度也是比较大,它们的问世对物联网的促进也比较大,但将不会在物联网网络中占主体地位。唐芯不光能用于识别,还能用于通信。像我们的通常所讲的通信或者短程无线互联都可以做到。唐芯把识别、采集、定位、控制、处理等功能集成于一体。它可以应用于物联网的各个领域中去。而且它是一颗可编程的片上系统,它比高频、超高频的芯片的更具有广泛的适用性,唐芯应用范围可以覆盖整个物联网。” 

  第二,唐芯将在国内市场表现优异,一举打败国外芯片,成为物联网芯片的首选。他表示:“2.45G射频芯片市场不是一个过度竞争的市场,市面上的芯片也就那么几颗芯片。就目前阶段,这些大型厂商不会因为我们而改变他们的策略。在他们看来共用的市场也不是他们的主要市场。他们更关注行业市场,比如军方、行业定制。他们产品线更长一些。他们公司太大,他不会为国内的某个市场做一些特定的支持和服务。此外,他们的芯片基本是套片,芯片里面包含有协议。他们在销售芯片的同时也希望客户能采用他们的协议。采用国外的协议是和国家利益冲突的,每个国家包括中国在内,出于国家安全的考虑,都想拥有自主可控的协议标准。所以,我们评估的结果是国际大型公司设定的利润率比较高,其成本也比我们高出许多,他们的产品更不可能满足符合国家安全的特殊要求,因此,我们的介入肯定会对市场有一定的冲击。我们的策略是,相同价格我们的性能更好,相同性能我们的价格更低。电子产品在中国,特别是在珠三角是世界的制造中心。这里蕴藏着巨大的需求,一直以来由于核心技术的缺失,导致了多数物联网企业同质化竞争很厉害。同质化一严重就不可避免地陷入价格战的怪圈。所以这些企业也急需找到与众不同的芯片来满足其的需求,生产出更有竞争力的产品。因此,唐芯将成为国内物联网芯片的首选。” 

  第三,唐芯将走出国门,直面国际化竞争,在公用和专用市场皆有不错的表现。孙董分析过国际同类芯片的市场。他认为和国际同类芯片相比,唐芯在成本上、在产品的功能定义上、在市场的反应速度上有自己的优势。他表示:“芯片的应用市场可以分成两块,一块专用市场,一块是公用市场。在公用市场,我们会采用和国际芯片商的方法——用通用的芯片。这个市场拼的是性价比,通过几个代理商,进行各地区分销。以唐芯的低成本、低功耗,我相信我们能抢占一块国际市场。在专用市场,我们需要和各行业进行融合。我们和行业解决方案提供商合作,用我们的技术资源配合他们对行业理解和拥有的行业资源,可以产生多种的结合模式。如我们可以组成一个联合的项目组,也可以由合作对象定制开发,也可以和合作对象一起成立合资公司。用这些合作方式达到满足行业需求的目的。同时我们现在不光拥有研发芯片的西安优势微电子公司,我们还有西谷微功率公司。西谷微功率的专利技术和针对照明、物流、交通等各行业的完整解决方案,也能满足许多行业用户的不同需求。可以预见到,我们在专用市场也将有不错的表现。” 

  第四,唐芯将会发展出一个完整的芯片体系。孙董在设计唐芯时将工作分为三个步骤。第一步是做一个射频集成电路,第二步是把模拟电路和数字电路集成到一块,第三步是做一个完整的、可编程的片上系统,使唐芯拥有无限升级的功能。孙董表示:“之所以这样安排是为了以后的开发做好准备。‘唐芯一号’的开发用了三年,但‘唐芯二号’、‘唐芯三号’开发可能只要半年时间。很多共性的基础都已经积累好了,还有很多技术已经得验证了。我们会推“唐芯”系列产品,给大家一些更灵活的选择。在频点覆盖上,将陆续推出433M、780M、900M、5.8G等产品。在处理能力上,将会给客户8位的处理器、16位的处理器、32位的处理器等多个选择。在存储容量上,我们也将按客户的需求推出或小、或大的产品。逐步地把产品系列做全,发展出一个唐芯产品体系。” 

  孙董和他的西安优势微电子公司定位的目标是——做出中国最专业的数模混合电路,弥补中国在这一领域的空白,引领中国摆脱核心技术受制于人的命运。为了实现着一目标,孙董将和他的西安优势微电子公司与TI、ST、NXP等芯片巨头竞争,在全球竞争最为激烈的行业“与狼共舞”,开创一个中国芯无限可能的未来。 

后记 

  物联网的发展将对世界经济、政治、文化、军事等各个方面都产生出无比巨大的影响力,它被称为世界信息产业的第三次浪潮,将是中国赶上世界先进国家的重大历史机遇。上至中央政府下至人民群众都不想错失这一发展良机。唐芯圆了国人的中国芯梦想,或许它也将帮助国人完成另一个大梦想。 

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