重慶郵電大學(xué)成功研發(fā)第三代半導(dǎo)體功率芯片

  ICC訊 DMB是一種數(shù)據(jù)傳播技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于無線多媒體信息傳播。在這一領(lǐng)域，重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院集成電路系統(tǒng)和芯片設(shè)計創(chuàng)新團(tuán)隊深耕十多年，所生產(chǎn)的數(shù)字廣播芯片與國際知名芯片公司的產(chǎn)品相比，在同等工藝下，面積不到其1/4，功耗不到其1/8，性能卻達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

  他們是怎么做到的?11月12日，重慶日報記者前往該校一探究竟。

“重郵芯”研究團(tuán)隊正在測試芯片。(重郵供圖)

  研發(fā)出世界首款

  不需要運(yùn)行任何軟件的數(shù)字廣播芯片

  時間回到十多年前，當(dāng)時3G剛剛出現(xiàn)，人們對手機(jī)看視頻表現(xiàn)出濃厚的興趣，但3G帶寬根本不足以支撐此類應(yīng)用。于是，很多專家提出了在手機(jī)中加入數(shù)字廣播芯片，通過手機(jī)來收看電視節(jié)目的想法。

  但是，當(dāng)時的數(shù)字廣播模塊體積大、功耗高、價格貴。“問題就出在接收機(jī)的芯片上。”重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院教授張紅升稱，這些芯片普遍采用內(nèi)嵌高性能處理器的構(gòu)架進(jìn)行解碼，存儲器和配套器件多，導(dǎo)致成本居高不下。

  能不能不要處理器就讓芯片工作?重郵研究團(tuán)隊提出大膽設(shè)想，并開始了艱難的研發(fā)。

  “對中間每一個可能的參數(shù)，我們都要做數(shù)千次的嘗試?！睆埣t升說，“那時，我們每天從早上七八點工作到晚上十一二點是常事，一年365天除了春節(jié)，幾乎天天都上班。”

  最讓他們苦惱的是沒有設(shè)備，但他們有自己的辦法：模擬一個信號，儲存在U盤里，再想法把U盤的數(shù)據(jù)讀出來，“硬塞”到他們研發(fā)的芯片上進(jìn)行實驗。

  慢慢地，他們的研究有了一些進(jìn)展。當(dāng)時專為諾基亞設(shè)計手機(jī)方案的德信公司注意到了重郵團(tuán)隊的芯片，盛情邀請團(tuán)隊面談。

  當(dāng)時芯片剛剛研發(fā)出來，他們匆忙趕制了一個樣機(jī)。因為時間倉促，樣機(jī)連外殼都沒有，主板上的連線也一片凌亂。德信公司工作人員看到這臺樣機(jī)后一臉疑惑，不屑地說：“這玩意兒能工作?”

  但隨后那臺外觀看起來“土得掉渣”的“玩意”，讓這位工作人員驚呼起來。原來，這臺毫不起眼的樣機(jī)，居然在北京東郊的德信公司室內(nèi)，接收到了海淀區(qū)發(fā)過來的微弱信號，播放出流暢的視頻。

  而在此之前，來自美國、韓國、日本的芯片公司來了一撥又一撥，他們的樣機(jī)雖然漂亮，但沒有一個能接收到同樣位置發(fā)來的信號。這個樣機(jī)的優(yōu)異表現(xiàn)，讓德信公司馬上決定選用重慶郵電大學(xué)研究團(tuán)隊的方案。

  基于這種創(chuàng)新的構(gòu)架，重郵研發(fā)團(tuán)隊完成了世界上首款不需要運(yùn)行任何軟件的數(shù)字廣播芯片，與國際知名芯片公司的產(chǎn)品相比，面積不到其1/4，功耗不到其1/8，但性能卻達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

  “中國芯”接收機(jī)

  讓國外競爭者心服口服

  既然我們的芯片比國外的好，能否把眼光轉(zhuǎn)向國外呢?

  “當(dāng)時，深圳的愛國者公司也在尋求新的產(chǎn)品，我們雙方一拍即合?！睆埣t升稱，由他們研究團(tuán)隊出芯片和技術(shù)方案，愛國者提供外形設(shè)計，重慶一家電子科技有限公司代工，經(jīng)過一年多的不斷完善，2011年，第一批符合歐盟認(rèn)證的便攜式數(shù)字廣播接收機(jī)順利發(fā)往英國市場。

  這款包含“中國芯”的接收機(jī)很快受到英國消費者的喜愛，對一些國外公司造成了巨大的沖擊。這些公司以專利為由，要求愛國者繳納專利費，停止在英國市場的銷售。

  重郵團(tuán)隊亮出在國際期刊發(fā)表的論文，以及在英國獲得授權(quán)的專利。該接收機(jī)的芯片構(gòu)架和技術(shù)方案都是全新的，不存在任何侵權(quán)行為。對方心服口服。

  目前，基于該芯片和接收機(jī)研發(fā)的DMB+系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于應(yīng)急系統(tǒng)、學(xué)校、景區(qū)等公共信息發(fā)布平臺，市場估值達(dá)到百億元。

  第三代半導(dǎo)體功率芯片

  已進(jìn)入試用階段

  “目前，實驗室已成功研發(fā)第三代半導(dǎo)體氮化鎵功率芯片，這也是重慶市功率半導(dǎo)體、汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新興方向?！敝貞c郵電大學(xué)光電工程學(xué)院副教授黃義介紹，第三代半導(dǎo)體功率芯片主要應(yīng)用在汽車電子、消費電源、數(shù)據(jù)中心等方面，具備體積小、效率高、用電量少等特點。

  “這款功率半導(dǎo)體芯片電量能節(jié)省10%以上，面積是硅芯片的1/5左右，開關(guān)速度提升10倍以上?！秉S義透露，目前該項目已經(jīng)到了試驗性應(yīng)用階段，未來有望在各種電源節(jié)能領(lǐng)域和大數(shù)據(jù)中心使用。

  “目前由我們學(xué)校規(guī)劃的‘重慶集成電路設(shè)計創(chuàng)新孵化中心’已入駐西部(重慶)科學(xué)城?！秉S義稱，該中心將著力建設(shè)我市集成電路公共設(shè)計、測試分析、半導(dǎo)體工藝等為一體集成電路中試平臺，結(jié)合我市新興產(chǎn)業(yè)需求，提供低成本、高效率的集成電路公共服務(wù)與專業(yè)技術(shù)支持;孵化一批人工智能芯片、公共安全專用芯片、化合物半導(dǎo)體芯片等方向的高端科技成果及高科技企業(yè)，為成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建成世界級電子信息產(chǎn)業(yè)集群提供有力支撐。