以ADC芯片為例,在核技術(shù)研究等領(lǐng)域,為獲得充分的物理信息,對(duì)儀器中ADC芯片采樣率和垂直分辨率指標(biāo)都有極高的要求。目前,相關(guān)規(guī)格的高速高精度ADC芯片,基本被ADI和TI這兩家美企壟斷,而其頂級(jí)產(chǎn)品,也均被列為兩用物品受到出口管制,國(guó)內(nèi)很難獲取。
而更為外界熟悉的FPGA芯片,瓦森納協(xié)議等機(jī)制也按其管腳數(shù)、傳輸速率進(jìn)行了限制。作為邏輯器件,F(xiàn)PGA芯片的性能不僅由設(shè)計(jì)決定,更與生產(chǎn)工藝相關(guān),更先進(jìn)的制程帶來(lái)更低的閾值電壓和功耗、更快的運(yùn)行速度,目前AMD(賽靈思)UltraScale等高端FPGA制程已演進(jìn)至16乃至7納米水平,而國(guó)內(nèi)由于眾所周知的限制,國(guó)產(chǎn)FPGA在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)恐怕將很難獲得相關(guān)先進(jìn)制程支持。
(優(yōu)利德與迅芯微達(dá)成戰(zhàn)略合作,共筑國(guó)產(chǎn)高端測(cè)試測(cè)量產(chǎn)業(yè)生態(tài))
高端ADC、FPGA芯片受限,反過(guò)來(lái)對(duì)半導(dǎo)體領(lǐng)域也有直接影響。例如不少“專(zhuān)家”大談特談所謂Chiplet技術(shù)可“彎道超車(chē)”,繞開(kāi)美國(guó)對(duì)先進(jìn)制程技術(shù)封鎖,殊不知2.5D/3D堆疊往往涉及裸片間超高速互連通信,相關(guān)接口IP由于瓦森納協(xié)議對(duì)高性能示波器及分析軟件的禁運(yùn),國(guó)內(nèi)同樣很難進(jìn)行開(kāi)發(fā),而示波器的核心元件,正是高速高精度ADC芯片和高傳輸速率的FPGA芯片。
FPGA這條賽道在國(guó)內(nèi)已堪稱(chēng)“顯學(xué)”,相比之下,高端ADC芯片則仍顯冷清,不少院??此艫DC芯片研究論文不斷,細(xì)加辨析往往是用“師兄留下的方案”修修補(bǔ)補(bǔ),仿真跑出個(gè)別不錯(cuò)的指標(biāo)交差,方案再傳承給下一屆師弟,成果的“成色”可想而知。772所等機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品則面向航天軍工等小批量科研生產(chǎn)的特殊領(lǐng)域,難以進(jìn)入公開(kāi)市場(chǎng)。
目前,盡管也有一些海外人才歸國(guó)創(chuàng)辦企業(yè),從事高性能ADC芯片開(kāi)發(fā),但作為模擬芯片中極為考校手藝積累的“硬骨頭”,現(xiàn)有產(chǎn)品性能與ADI等大廠還有不小的距離。除了設(shè)計(jì)能力,在產(chǎn)品流片環(huán)節(jié),雖然不需要先進(jìn)制程支持,但臺(tái)積電等海外廠商對(duì)此類(lèi)敏感產(chǎn)品審核極其嚴(yán)苛,而國(guó)內(nèi)55-28納米代工產(chǎn)能盡管漸具規(guī)模,適應(yīng)高性能模數(shù)混合芯片需求的工藝庫(kù)仍然尚待完善。
有鑒于當(dāng)前迫切的應(yīng)用需求,高端ADC或可成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)助力儀器設(shè)備自立自強(qiáng)的關(guān)鍵切入點(diǎn),而在實(shí)踐模式上,借鑒核高基專(zhuān)項(xiàng)突破高端DSP的寶貴經(jīng)驗(yàn),鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)、高校同企業(yè)開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)無(wú)疑是一條極具可行性的道路。
而著眼更長(zhǎng)期的基礎(chǔ)能力保障,在相關(guān)領(lǐng)域打造跨越學(xué)術(shù)、工業(yè)界壁壘的新型科研平臺(tái)也有待破題,建立一個(gè)能真正聚攏人才,保障其專(zhuān)注研究心無(wú)旁騖的平臺(tái),或許比具體的一兩個(gè)項(xiàng)目成功更具意義。
結(jié)語(yǔ)
著眼當(dāng)前與長(zhǎng)遠(yuǎn)需要,我國(guó)儀器設(shè)備領(lǐng)域進(jìn)一步強(qiáng)化自主可控已刻不容緩,正如我國(guó)儀器界泰斗王大珩院士所言:“儀器儀表往往被看做科研和工業(yè)生產(chǎn)的‘配角’,然而它早已成為我國(guó)科技發(fā)展和提升工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的核心組成部分,作用舉足輕重。事實(shí)證明,中國(guó)科技實(shí)力與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的‘咽喉’,部分地被卡在儀器儀表這一關(guān)上。”
(同惠電子:多項(xiàng)電子測(cè)量?jī)x器新品達(dá)領(lǐng)先水平,積極進(jìn)行國(guó)產(chǎn)替代)
對(duì)儀器設(shè)備而言,半導(dǎo)體在一眾支撐性能力中具有非同尋常的關(guān)鍵性意義,我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),也必將在儀器設(shè)備自立自強(qiáng)的進(jìn)程中獲得廣闊的發(fā)揮舞臺(tái)。