美國斷“芯”把中興通訊推上了風(fēng)口浪尖，國人也為此捏了一把冷汗。我國在集成電路芯片技術(shù)上的短板問題日益凸顯。芯片，被喻為國家“工業(yè)糧食”，是所有整機設(shè)備的“心臟”，其技術(shù)重要性可見一斑。

重慶作為西部唯一的直轄市，在芯片制造產(chǎn)業(yè)上默默發(fā)力。位于渝北區(qū)重慶仙桃數(shù)據(jù)谷的一家企業(yè)，僅用半年多時間便研發(fā)出了一款高性能、低成本的載波芯片，目前已批量出貨。

這款芯片究竟有何妙用，又將與哪些行業(yè)產(chǎn)生神奇的化學(xué)反應(yīng)?研發(fā)這款芯片的重慶企業(yè)有何獨到之處?研發(fā)中又有哪些故事?近日，記者前往重慶仙桃數(shù)據(jù)谷，為你獨家揭秘?；蛟S這家名不見經(jīng)傳的企業(yè)——重慶物奇科技有限公司(下稱：物奇科技)，有望成為下一個獨角獸企業(yè)。

工作人員展示電力線載波通信芯片

將電線變?yōu)閿?shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)

重慶物奇科技有限公司十分“低調(diào)”，尚未有任何信息見諸于公眾媒體。據(jù)有關(guān)部門提供的資料顯示，該公司于2016年11月在重慶仙桃數(shù)據(jù)谷注冊成立，注冊資本為3600萬元。2018年3月，物奇科技正式入駐辦公，主要從事物聯(lián)網(wǎng)、安全和終端智能的芯片研發(fā)和設(shè)計。

和大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)公司一樣，物奇科技擁有寬松、舒適的辦公環(huán)境。記者近日獲準(zhǔn)前去探訪，一進(jìn)門，正對著的便是辦公區(qū)，工作人員專注于電腦顯示屏，敲擊編寫著軟件代碼。辦公區(qū)右側(cè)是活動區(qū)，設(shè)有咖啡機、臺球等休閑娛樂設(shè)施。

熊飛

在公司負(fù)責(zé)人熊飛的帶領(lǐng)下，記者來到產(chǎn)品展臺前，見到了他們才研制成功的電力線載波通信芯片。芯片放在透明的圓形盤中，大小在一平方厘米左右，約為成年男性小指甲的一半面積。一旁還放有已經(jīng)安裝了該芯片的成品主板。

熊飛舉起圓形盤介紹說，芯片體積很小，是內(nèi)含集成電路的硅片，集成電路非常精密，其單位為納米。芯片里安裝有公司設(shè)計的軟件系統(tǒng)，通電后系統(tǒng)自動運行，可以儲存、計算、識別和傳輸數(shù)據(jù)。

“電力線載波通信芯片其實就是將電線變?yōu)閿?shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)，形成一個數(shù)字系統(tǒng)。”熊飛介紹道，安裝了芯片的設(shè)備，可以通過電線和終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，就像人們利用WiFi可以讓設(shè)備連接上互聯(lián)網(wǎng)一樣。

電力線載波通信芯片

主板元器件數(shù)為同類產(chǎn)品的一半

也許你還記得，以前家里每月交電費前，總有抄表員挨家挨戶地抄錄電表數(shù)。這種方式一是麻煩，二是電網(wǎng)公司不能實時監(jiān)測用電數(shù)量，以致會有偷電、漏電的現(xiàn)象發(fā)生。大約2010年前后，我國開始推行智能電表，也就是利用技術(shù)實現(xiàn)自動抄表。

那時叫做窄帶電力線傳輸技術(shù)，其原理也是將電力線變?yōu)閭鬏敂?shù)據(jù)的介質(zhì)。顧名思義，窄帶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有限，而且速度很慢，當(dāng)時基本上只能實現(xiàn)每天一次抄表。因為窄帶技術(shù)抗干擾比較差，可能還會導(dǎo)致不少電表的數(shù)據(jù)無法回傳總站。因此，2014年，國家電網(wǎng)開始制定寬帶載波通信標(biāo)準(zhǔn)，開始推行寬帶電力線傳輸技術(shù)。

“我們研制的這款芯片完全能夠滿足國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，甚至在國際上也處于領(lǐng)先水平。”熊飛興奮地說，使用這款芯片，不僅傳輸速度快，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也將更大，時效上也更及時，可以實時監(jiān)測電表數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網(wǎng)的電量調(diào)度。

“相信國內(nèi)也有同類產(chǎn)品，但我們還是有所創(chuàng)新。”熊飛打開電腦，展示了他們研制的芯片與同類產(chǎn)品的不同。“我們主板上的元器件數(shù)比同類產(chǎn)品少了一半，這意味著生產(chǎn)成本更低，同時傳輸速度更快。”熊飛解釋道，“我們將外圍的元器件植入了芯片內(nèi)部，給客戶帶來的直接好處就是設(shè)計更為簡單，方案性價比更高!”

同時，由于元器件的減少，芯片的出錯率也會更低。“在生產(chǎn)中，如果一個元器件出錯，整塊模組就不能用了，我們將生產(chǎn)模組的成功率稱為板級良率，良率的提升其實也是降低了產(chǎn)品的成本。”熊飛說。

可用于物聯(lián)網(wǎng)智能家居等領(lǐng)域

除了用于電網(wǎng)自動抄表，這款芯片還能為人們帶來哪些便利?“能夠運用到物聯(lián)網(wǎng)智能家居等各個領(lǐng)域。”熊飛說，比如智能電燈、智能電視、智能冰箱和智能空調(diào)等。

芯片將電線變?yōu)榱藗鬏敂?shù)據(jù)的介質(zhì)，那么家庭里所有插電的電器都能實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，從而進(jìn)行通訊。他舉例說，如今使用無線音箱的人越來越多，而電視和無線音箱連接主要靠的是藍(lán)牙技術(shù)，其實兩者都是插電的，如果電線作為了傳輸介質(zhì)，兩者自然就連接起來，藍(lán)牙就不再需要了。

再比如人們使用的熱水器，分為室內(nèi)安裝的控制器和室外安裝的外機，控制器和外機會有一股線連接著，但其實控制器和外機都需要插電的，如果能夠利用電線將控制器和外機連接，那么就省去了中間的連接線。“未來，你會發(fā)現(xiàn)電器間的連接線會越來越少，不會再為各種雜亂的線煩惱。”熊飛說。

“另外，我們這款芯片具備了通訊、測量、主控和安全四合一的功能。”熊飛說，通訊就是進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸連接，測量就是電能計數(shù)，而主控就是可以呈現(xiàn)為菜單供人自主選擇，安全就是在數(shù)據(jù)傳輸和連接時需要類似加密配對，“別人三塊芯片才能完成的任務(wù)，我們一塊芯片就能搞定。”

熊飛說，隨著電動汽車的使用，許多公共場所和停車庫都設(shè)置了充電樁。但這些充電樁的設(shè)備都較為龐大，因為它需要安裝多個芯片才能實現(xiàn)通訊、測量和主控等功能。“我們的芯片集合了多種功能，能夠讓充電樁變得更袖珍。”

利用電線傳輸數(shù)據(jù)，那會不會存在串線的可能，因為家家戶戶的電線都是相通的，這些數(shù)據(jù)是否安全?熊飛說，這個跟WiFi的密碼類似，需要進(jìn)行配對才行，所以無需擔(dān)心，相反WiFi的連接性更隨意，它比WiFi更加安全。

工程師半年時間寫了50萬行代碼

熟悉芯片行業(yè)的人都知道，一款芯片從研發(fā)設(shè)計到流片(打板成型)，通常需要一年半的時間。然而，物奇科技的這款芯片從研發(fā)設(shè)計到流片僅用了半年多的時間。他們?nèi)绾尉喸炝藭r間上的神話?記者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這得力于成熟的科研團(tuán)隊。

物奇科技的創(chuàng)始團(tuán)隊有著豐富的芯片產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗。在2016年到重慶成立公司之前，他們都曾在世界頂尖的芯片研發(fā)企業(yè)工作，而且都拿著高薪。最難得的是公司CEO鄭建生，成立物奇時已經(jīng)是世界500強IC設(shè)計公司的高管，在半導(dǎo)體行業(yè)有超過30年的從業(yè)經(jīng)驗，是人生的再次創(chuàng)業(yè)。

創(chuàng)業(yè)，對于他們而言是深思熟慮后的選擇。熊飛說，未來是物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的時代，這個時代必將帶來半導(dǎo)體行業(yè)的突飛猛進(jìn)，“宇宙大爆炸源自奇點，物聯(lián)網(wǎng)的奇點也已經(jīng)到來，這也是公司名字的由來。”

公司發(fā)展十分順利，從2016年底注冊成立，到2017年2月，他們的團(tuán)隊人數(shù)已經(jīng)發(fā)展到30余人。“我是一個理科生，不善于表達(dá)情感，但團(tuán)隊的迅速成長讓我很感動。”熊飛說，其中有很多人是從外企跳槽而來，“他們的薪酬大幅下降，有的甚至放棄了股權(quán)，但他們依然堅持，有句話讓我觸動很深，‘與其為別人打工賣命，不如成立公司為國造芯’!”

團(tuán)隊到位，他們把公司研發(fā)的第一款芯片瞄準(zhǔn)了電力線載波通信。由于國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定，寬帶電力線載波通信具有較高的門檻，其實是打開了一個全新的市場。同時，電力載波通信將有望解決未來網(wǎng)絡(luò)的痛點。

2017年6月，芯片研發(fā)設(shè)計完成，10月流片完成，并于年底實現(xiàn)量產(chǎn)。熊飛笑著說，一款芯片的成型包括硬件和軟件，通常程序是先設(shè)計硬件，在流片回來后開始設(shè)計軟件，然后再經(jīng)過不斷調(diào)試穩(wěn)定，“我們這款芯片是邊設(shè)計硬件，邊編寫軟件，半年間，我們的工程師一共編寫了50萬行軟件代碼，這50萬行還沒包括硬件的RTL代碼。”

“因為我們速度確實太快，有人曾懷疑我們是簡單復(fù)制抄寫了別人的IP。”熊飛斬釘截鐵地說，“我們的所有設(shè)計都是自給自足，是徹徹底底的自主設(shè)計，之所以能夠迅速完成，是因為我們團(tuán)隊都是熟手，而且是曾經(jīng)配合得很好的熟手。”

工作人員在做裝有芯片的智能電表測試

芯片行業(yè)是一個燒錢的行業(yè)，但物奇科技至今并未選擇融資，而是靠創(chuàng)始團(tuán)隊直接注資。這主要因為他們對自身產(chǎn)品的自信。熊飛透露，他們自主研發(fā)的第二款芯片預(yù)計6月將流片，新的一款芯片瞄準(zhǔn)的是智能終端的3D人臉識別。

如今，市面上的人臉識別多為二維平面，相比目前二維人臉識別的方案，3D人臉識別精度更高也更安全，應(yīng)用領(lǐng)域也更廣，蘋果就是把3D人臉識別作為他們最新的iPhone X的最大亮點。但是要實現(xiàn)3D人臉識別需要更強的計算能力，目前iPhone X就是靠強大的CPU作為3D人臉識別支撐。熊飛解釋說：“其實CPU也是芯片的一種，它的功能更加強大，我們研發(fā)的芯片，就是希望能夠在不需要高性能CPU的情況下，用簡單的芯片就能完成3D人臉識別的功能。”

具體來講，蘋果手機能夠?qū)崿F(xiàn)3D人臉識別，是因為其強大的CPU，但是如果你要讓一個POS機也實現(xiàn)3D人臉識別，不可能給它配置一個蘋果那樣的CPU，那樣成本會很高。以后使用一款3D人臉識別的芯片，POS機也可以實現(xiàn)這個功能。“這樣一來，也許我們以后支付不需要帶手機，帶臉就可以了。”熊飛說。

熊飛說，可以預(yù)見，當(dāng)3D人臉識別這款芯片面世后，公司將會迎來更大的發(fā)展。公司制定了一個戰(zhàn)略目標(biāo)，那就是在三年時間內(nèi)將物奇科技打造成獨角獸企業(yè)，“雖然市場瞬息萬變，不過我們有信心做到”。

信心源自何處?熊飛表示，所謂獨角獸企業(yè)，一般是指在短時間內(nèi)估值超過10億元美元的企業(yè)，物奇科技做到這一點的時間應(yīng)該不會太久，“作為芯片研發(fā)設(shè)計公司，我們處在產(chǎn)業(yè)鏈的上游，重慶的芯片產(chǎn)業(yè)剛剛起步，但未來前景無限，我們期待與重慶一起成長。”

物奇科技在重慶的發(fā)展離不開渝北區(qū)黨委、政府和重慶仙桃數(shù)據(jù)谷的強有力的支持，中國的集成半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)要趕超也離不開政府在資源配套和產(chǎn)業(yè)布局層面的大力支持。熊飛十分看好重慶的市場前景，他希望能夠?qū)⑽锲婵萍佳邪l(fā)的芯片與重慶傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)和電子信息產(chǎn)業(yè)進(jìn)行集合，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的雙贏。

集成電路產(chǎn)業(yè)“風(fēng)口”多大？萬億進(jìn)口額亟待國產(chǎn)化

目前我國集成電路產(chǎn)業(yè)對外依賴嚴(yán)重，國內(nèi)約八成芯片需要進(jìn)口，其中高端領(lǐng)域幾乎全部依賴進(jìn)口。據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，自2013年以來，我國每年都需進(jìn)口超過2000億美元的芯片，這一數(shù)額在2017年更創(chuàng)下新高，達(dá)2601億美元，芯片已替代原油成為我國第一大進(jìn)口商品。

從國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)布局看，低毛利率的封裝產(chǎn)業(yè)占據(jù)近半壁江山，而核心工藝如設(shè)計、制造方面，產(chǎn)業(yè)規(guī)模均較小。隨著近年國家對集成電路研發(fā)創(chuàng)新給予重點扶持，國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)已在諸多領(lǐng)域的核心技術(shù)上取得突破，并在手機芯片、IC卡芯片、數(shù)字電視芯片等領(lǐng)域取得創(chuàng)新成果。不過，在通用CPU、存儲器等“量大面廣”的通用集成電路產(chǎn)品方面，目前國內(nèi)仍屬空白。

2014年6月，國務(wù)院頒布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新技術(shù)研發(fā)提升至國家戰(zhàn)略高度。清華大學(xué)微電所所長魏少軍認(rèn)為，國家及地方政府陸續(xù)出臺的扶持政策，正在加快芯片產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能全面爆發(fā)。目前，包括重慶、北京、武漢等多個城市都有芯片產(chǎn)業(yè)項目。

“盡管和國外先進(jìn)水平仍有較大差距，但我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍保持增勢。”中電科集團(tuán)首席科學(xué)家李儒章表示，數(shù)據(jù)顯示，我國芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)在2017年銷售額達(dá)到2073.5億元，首次超過2000億元關(guān)口。另外在2017年，我國自研集成電路產(chǎn)品在全球產(chǎn)業(yè)版圖中的占比約7.78%，同比上升0.48個百分點。

重慶集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展怎么樣？20家企業(yè)正上路

據(jù)市經(jīng)信委相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，我市是國內(nèi)發(fā)展大規(guī)模集成電路最早的城市之一，我國的第一塊大規(guī)模集成電路就出自中國電子科技集團(tuán)公司第24研究所。

近年來，我市集成電路產(chǎn)業(yè)快速起步，已初步建成“IC(集成電路)設(shè)計——晶圓制造——封裝測試及原材料配套的全流程體系。目前全市共有集成電路企業(yè)20家。

一是設(shè)計企業(yè)12家。包括西南集成、中科芯億達(dá)、偉特森電子等本地企業(yè)3家;銳迪科、原璟科技、雅特力科技、弗瑞思科、烈達(dá)半導(dǎo)體、物奇科技、渝芯微、光曉半導(dǎo)體、芯馳致行等引進(jìn)企業(yè)9家。主要從事功率、射頻、通信、驅(qū)動、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸、微控制器、汽車駕艙SOC(系統(tǒng)級芯片)等芯片設(shè)計業(yè)務(wù)。

二是晶圓制造及IDM(整合元件制造商)企業(yè)3家。包括本地企業(yè)1家，中國電科在重慶擁有模擬集成電路、CCD(電荷耦合元件)兩條6英寸軍民融合芯片生產(chǎn)線;引進(jìn)企業(yè)2家，華潤微電子8英寸功率及模擬芯片生產(chǎn)線并以此為基礎(chǔ)建設(shè)國內(nèi)功率半導(dǎo)體基地，萬國半導(dǎo)體12寸電源管理芯片生產(chǎn)線及封測線正抓緊建設(shè)。

三是封裝測試企業(yè)3家。本地企業(yè)平偉實業(yè)從事功率器件封裝測試;引進(jìn)企業(yè)2家SK海力士、嘉凌新科技。

四是原材料企業(yè)2家。包括超硅生產(chǎn)大尺寸集成電路用硅片，奧特斯生產(chǎn)半導(dǎo)體封裝載板。

五是另有配套企業(yè)10余家。包括中科戰(zhàn)儲從事芯片的儲備和物流貿(mào)易，法液空、林德、普萊克斯、美國空氣化工等企業(yè)在渝建設(shè)大宗化學(xué)氣體、化危品的生產(chǎn)、分裝、充裝項目。

空間布局上，我市集成電路企業(yè)主要分布在西永微電園和兩江新區(qū)。此外，重慶高新區(qū)、渝北區(qū)、南岸區(qū)、梁平區(qū)等區(qū)縣、園區(qū)也有企業(yè)落戶因地制宜發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)。