舜网-济南时报
2022-10-18 03:55:01
【编者按】 十年光阴，具体而细微的物件身上，最能折射发展成就的光辉。济南时报·新黄河客户端推出“非凡十年·有一说一”主题报道，选取十个领域里最有代表性的“一”，透视山东这十年发展成就，展现全省上下牢记嘱托，扛牢“走在前、开新局”的使命担当。
孙晓宁与团队讨论定义FPGA下一代产品
朱振博士在观察激光器外延片的材料生长情况 本版照片均由记者王颖军 摄
自主创新很艰难，九死一生，却是必由之路。
失败是成功之母，科技工作者们对此有着更深的感悟，时代给了他们一次次重新开始的机会，也让他们坚信一定会到达成功的彼岸。
科技是第一生产力。山东省建立了充分鼓励科技创新的体制机制，以企业为创新主体，产学研深度融合，创新链与产业链无缝对接，新动能、新产业蓬勃生长。
三项国际先进技术背后 连续几十次失败是常事
研发生产半导体激光器的华光光电，是山东省激光产业链的链主企业，激光产业的核心技术在激光器，尤其是高功率激光器，我国目前仍然主要依赖进口。华光光电是国际上极少数具有研发实力并能量产高功率半导体激光器芯片及器件的公司之一。
党的二十大召开前夕，新黄河记者来到华光光电采访，科技工作者们争相传递了这样一个好消息：华光光电刚刚有三个科技成果被权威部门鉴定为达到国际先进水平，分别为“高功率高可靠性808nm激光器关键技术及产业化”“宽温区、高可靠性808nm泵源模块研制及产业化”“高能占比高功率半导体激光器光谱压缩技术及产业化”。
37岁的朱振是华光光电高功率激光器技术负责人，这三个项目他都参与其中，其中一个由其主导。10年前，朱振博士毕业于山东大学微电子专业，此后一直在华光光电从事激光器芯片设计和制备工作，并坚持在车间一线进行材料制备的设计及新产品工艺的调试。
“其实，我在博士毕业前一年已经到华光光电实习，公司技术基于蒋华民院士的研究成果，可以说，起点是非常高的，除了蒋院士，还聚集了徐现刚教授等行业顶尖人才，我在这里学到很多，成长很快。”朱振坦言，作为一名科研工作者，他深知自己供职的机构肩负着国产化替代的使命，自豪感时时激励他不断挑战技术难点。
华光光电研发的激光器，一方面用于国家重大战略需求，另一方面面向市场需求，在国防科技、工业制造、医疗美容等领域都有广泛应用，产品种类繁多，对激光器的功率、稳定性、轻量化、性价比等要求也不断提高。对朱振和他的20多位科研伙伴来说，新产品开发荆棘密布，十几次甚至几十次实验失败是常有的事，而每一次验证的周期往往需要一个月时间，关键时刻，团队的技术骨干常常连续24小时盯在实验室。
“尤其是，当我们自认为做好了一切预设，但失败又一次来敲门，内心的难过不可避免。”朱振说，考虑到公司已经为研发投入了巨大的设备、材料成本，迷惘、焦虑、痛苦交织，不知道什么时候才能成功。“每当此时，公司领导、老一辈科技带头人总是给我们极大的鼓励，让我们感受到团队的强大支撑。静下心来复盘，其实之前的设计还是有瑕疵的，修改设计，又一次满怀信心重新开始。”
全正向设计下一代“万能芯片” 填补山东集成电路产业空白
众所周知，每种芯片都有固定的应用场景。有没有一种芯片，可以按照需要，随时变成任意一种芯片，并发挥对应的运算功能呢?这就是有着“万能芯片”之称的FPGA 芯片。FPGA，全称是 Field Programmable Gate Array(现场可编程门阵列)，通过现场对芯片进行硬件编程来实现不同的电路功能，可谓“芯片界的孙悟空”。
20世纪80年代，FPGA诞生于西方国家，如今已经成为通信设备必备芯片。我国对这项技术的研究起步较晚，正处于国产化替代过程中。今年7月，由山东中科产业技术协同创新中心引进的项目——中科亿海微落地济南，这是中科院唯一从事FPGA技术产品化与产业化的团队。
近日，新黄河记者来到中科亿海微济南分公司。在芯片研发领域深耕14年的设计总监孙晓宁，正与团队讨论定义FPGA下一代产品。
为了满足经济发展，国产FPGA厂家大多通过逆向工程方式仿制FPGA产品，但由于知识产权、生产工艺和软件技术等多方面的限制，仿制品种有限，技术无法突破，存在安全隐患。
中科亿海微始终坚持全正向设计路线，自主设计芯片架构、电路和EDA软件，同时在国内完成流片、封测和测试，实现FPGA芯片制造流程的全面自主可控。
“公司在济南落地不久，但之前我们在山东已有不少客户。不仅通信行业，国产化替代需求迫切的行业，比如金融、石油、电力、交通等为代表的重要行业都已启动国产化替代项目并稳步推进，针对数据分析、信号处理、图像压缩与恢复、终端控制、信息中转等应用场景提供成熟的解决方案。”孙晓宁介绍，在可靠性方面，经专业极限温度测试检测，中科亿海微FPGA芯片可实现190℃稳定运行192小时，远远超过国内同类产品，而产品的应用场景也在不断拓展。“以工业制造为例，相比专用集成电路产品，FPGA半定制化、可编程特点使其更具灵活性，也就可以大大节约生产成本，并提高生产效率。”
更令人振奋的是，中科亿海微的落地，不仅填补了山东省集成电路产业在这一领域的空白，而且其研发的是“万能芯片”升级版。鉴于未来芯片应用领域对可编程和可重构的需求，下一代产品会将FPGA和SoC(系统级芯片)结合在一起，进入MPSoC(片上多处理器系统、多核嵌入式系统)的开发领域。在MPSoC的设计体系中，将为客户提供一套完成的SoC系统，同时预留可编程逻辑eFPGA部分供客户进行二次开发，可以释放终端客户产品的研发压力，加快产品的更新换代，缩短产品的研发周期。同时将可重构系统和可编程器件结合起来，逐步形成基于MPSoC的生态链。
“目前新产品在定义阶段，要做大量的市场调研，由于产品的研发周期比较长，我们还需要预期未来几年的市场需求。”在局外人看来，芯片研发是一项烧脑累心的工作，但全身心投入的孙晓宁却一直乐在其中。上个周末，妻子怕他太累，喊他去看电影放松一下，他笑谈，看电影和到办公室看资料没有什么区别，为了新产品早一天上市，他还是选择到办公室加班。
引领自主创新之光 山东高新技术企业已突破2万家
在采访中，朱振、孙晓宁都反复谈到自主创新就是试错的过程。华光光电每年投入巨资用于研发，公司经过23年的发展，已经形成科研与生产的良性循环;中科亿海微济南分公司的办公室里，有一幅醒目的海报，上书“所有的创业都是九死一生的过程，从实验室走出来的FPGA也不例外”。
难能可贵的是，面对一次次失败，他们的眼中始终有光，有继续前行的力量。
无数科技工作者眼中的光汇聚成自主创新之光，照亮产业之路，让实体经济发展之路愈发宽广。引领自主创新之光的源头，来自于我们所处的时代，来自于各级政府部门为科技创新提供的强大后盾。
记者了解到，近年来，山东省不断加大科技创新投入，仅省级财政2022年投入就达145.2亿元，是2018年的4.5倍。今年4月，山东省出台《关于改革完善省级财政科研经费管理的实施意见》，提出32项创新性政策，明确为科研人员简除烦苛再“松绑”，通过扩大预算编制自主权、预算调剂自主权、结余资金留用自主权，以及经费包干制范围，赋予科研人员更大的经费使用自主权。
为强化企业创新主体地位，近年来，山东省实施科技型企业梯次培育行动计划，持续完善扶持政策体系，科技型企业队伍群体持续发展壮大。目前，山东省规模以上工业企业有研发活动企业占比达到39.2%，超过全国平均水平。截至2021年底，全省高新技术企业总数已突破2万家，全省规模以上高新技术产业产值同比增长19.53%，全省高新技术产业产值占规模以上工业总产值的比重达到46.76%。(济南时报·新黄河客户端记者王颖军)
