打造光通讯“我国芯”:烽烟P-OTS芯片炼成史
芯片曾被形象地比喻为国家的“工业粮食”,是信息工业的中心,是一切整机设备的心脏。在计算机、消费类电子、网络通讯、轿车电子等几大领域,芯片简直起着生死攸关的效果。但是,我国芯片工业起步较晚,许多中心技能受制于人,要害设备、原资料等长时刻依托进口。
2013年,一则音讯震动了国人:来自海关的统计数据标明,2013年我国集成电路进口高达2313亿美元,逾越石油进口排名高居首位。事实上,我国有十余年集成电路进口额逾越石油,长时刻居各类进口产品之首。
国际货币基金安排曾测算过,芯片1元的产量可带动相关电子信息工业10元的添加,带来100元的GDP添加。我国每年2000多亿美元的消耗量,带动全球20多万亿美元的GDP。但是,我国巨大的商场却并未给自己带来多少赢利。我国每年出产占全球77%的手机,自主芯片却不到3%,全球半导体商场规划逾越3000亿美元,而国内制作的芯片只占国内商场份额的不到10%。
“只出产而不把握中心技能,我国芯片业往后将面对更为严峻的应战。未来5年是我国芯片工业生死存亡的要害时期,这绝不是骇人听闻。”国内某威望集成电路企业专家标明。
严峻的实际标明,在信息通讯领域,打造“我国芯”已成为工业由大变强的急迫任务。芯片虽小,但其中心技能事关国家安全、网络安全和工业安全。对企业来说,芯片的研制更是联系到企业竞赛与开展。国内有远见的体系设备商都建立了自己的芯片研制和出产体系,包含华为的“海思”、中兴微电子、大唐电信的联芯科技等。正如华为总裁任正非所言:没有芯片中心技能,总有一天会被国外供货商“断粮”,到那时咱们必将不战自败。作为我国光通讯发源地和中心技能的创造者,烽烟通讯对打造光通讯“我国芯”多年来竭尽全力,效果丰盛。“芯片是咱们极端重要的中心竞赛力,它联系到烽烟未来的久远开展,因而对芯片的研制投入只会不断添加而不会削减。”烽烟通讯总裁何书平对记者说。
芯片又名集成电路,它是通过微细加工技能,把半导体器材制作在硅晶圆表面上取得的一种电子产品。实际上,它是将多达几亿个细小的晶体管连在一起,以相似用底片洗照片的方法翻印到硅片上的“集成电路”。晶体管极端细小,小到一根头发丝直径里能放下1000个,而制作出来的芯片只需指甲盖巨细。
规划一款芯片,科研人员首先要清晰需求,确认芯片的“规范”,界说比如指令集功用等要害信息,再规划出芯片电路“地图”,并将数以亿计的电路按其衔接联系有规则地翻印到一个硅片上,至此,芯片规划才算完结。
规划杂乱,制作更难。现代集成电路芯片是选用硅资料来制作的,硅通过熔炼得到纯洁的“单晶硅锭”,再横向切开抛光做成一个个晶圆,其制作进程便是把一个集成电路的规划地图,通过光刻、注入等程序和一道道杂乱工序,终究赋予其各种功用而出产出来。
事实上,芯片的规划与制作远比上面的描述要杂乱得多,正因为如此,现在世界上只需极少数国家可以规划和制作,并作为中心技能来掌控。芯片自诞生以来,便成为信息工业的中心。
纵观芯片的开展,根本遵从着摩尔定律的开展速度,即芯片上可包容的晶体管数量每隔18个月就会翻一番。人们虽不确认未来是否会持续遵从这一规则开展,但可以必定的是,芯片功用将不断提高,功耗和体积则会进一步下降。
据烽烟通讯微电子部总经理杨志勇介绍,在上世纪90年代,传输技能已完全完结了PDH年代向SDH年代的转型,SDH技能现已根本定型,其产品成为国家通讯基础设施的建造要点。通过5年左右的技能堆集、人才培养,烽烟通讯从战略考量的视点,于2001年景立了微电子部。依托1996年以来堆集的相关技能,烽烟相继开发了2M映射、高低阶穿插、高低阶指针调整以及STM1/4/16帧处理器。从2000年到2009年,在SDH产品大规划布局各大运营商的黄金十年里,烽烟研制的光体系芯片为下降整机设备本钱、提高产品特别是低端产品中心竞赛才干作出了巨大贡献,为这一次技能转型画上了一个满意的句号。
跟着技能的演进和开展,网络交融之势不断增强,以高速率、大带宽、智能化为特征的OTN/P-OTS技能逐步成为干流,使芯片的集成度越来越高、规划越来越大、主频越来越快、推向商场的周期越来越短。
但是,业界干流芯片规范定制的话语权会集在寥寥可数的几家大公司手中,这对烽烟体系设备的研制进展、工程质量、设备本钱以及产品的持续开展发生至关重要的影响,一起也带来不可控的危机和危险。业界某国外芯片公司乃至标明,只需烽烟中止开发芯片,就可以把价格降到烽烟希望的水平。
如安在新的技能浪潮中,让烽烟的产品具有自主研制、技能抢先的中心芯片,不受制于人,这不只是微电子人一直考虑的问题,更是一份职责与任务。2012年年头,面对严峻的商场竞赛局势和接入网商场的巨大需求,P-OTS低速事务处理芯片项目成功通过立项。
微电子部副总经理冯峻峰说:“其时,微电子部面对着巨大的应战,一方面,因为先进工艺昂扬的投片费用,让部分运营承受着很大压力;另一方面,芯片的价值又让咱们心中都憋着一股劲儿。”
一颗成功芯片的诞生,意味着这款芯片的计划、代码、验证、后端、晶圆制作、封装、DFT测验等一切阶段的作业都必须做到100%成功,任何环节的任何一个小遗漏,都会使高达上千万元的投片费用付诸东流。并且,芯片一旦完结规划将无法更改,有些问题在后期不能通过软件方法修补,所以对芯片开发而言,只需0分和100分的不同,而没有99分的概念。更值得一提的是,2011年年末,P-OTS芯片规范才刚刚老练,因而,一项业界全新的、联系烽烟未来生计的中心芯片项目成为微电子部面对的巨大应战。通过科研人员数月的吃苦攻关,该芯片总算一次性投片成功。
P-OTS芯片成为烽烟迄今为止自主开发的规划最大、工艺最先进、时钟最为杂乱的中心专用芯片,完成了烽烟在OTN/P-OTS方向的中心芯片自主化上零的突破,为高端OTN设备的持续开展奠定了坚实基础。该芯片的成功,不只使单片价格只相当于外部收购价的十分之一,明显下降了产品本钱,还可以使烽烟系列OTN/P-OTS低速接口盘完成单盘归一,处理了现在为不同意图需求选用不同厂家的芯片的现状,既表现了烽烟设备本身的功用特征,提高了设备的中心竞赛力,又避免了设备上因多套处理计划而收购不同厂家的芯片,大幅下降了供应链危险。
2006年开端,新的传送网技能暗潮涌动,IP化趋势不可逆转,SDH、MSTP、ASON面对着向交流功率更高的PTN演进。一起,关于光传输节点设备究竟是在路由器设备基础上添加传输特性,仍是在传输设备的平台上添加路由特性,路由器厂家与传输厂家争辩不断,PTN设备形状的走势存在着不确认性;FTTX的鼓起源于用户对宽带的需求,为烽烟带来了新的添加点,但因为“门槛”相对较低,竞赛更是惨烈,设备本钱压力迫使芯片开发进入到另一个新的领域终端类集成电路开发。该领域设备形状多样、本钱极端灵敏,需求规划团队具有数模混合规划的才干,全然不同于前期的全数字逻辑规划。
用户的需求永远是第一位的,在规范不确认、设备形状不明朗的布景下,运营商开端了大规划的网络建造,传输网商场进入了一个“先使用后规范”的时期。规范的不完善、设备形状的不确认,导致芯片开发进入转型阵痛期。特别是关于芯片开发者来说,不只仅局限于从使用层面了解芯片功用、建立体系,更需求用数、模电路去完成芯片功用,这需求芯片开发者的转型来得更为透彻。
设备转型速度加速,芯片使用的时刻窗口缩短。前期的2.5G设备,阅历了挨近八年的干流出售时期。而2006年面市的ASON设备,生命周期缩短到四年;PTN设备批量出售不到两年,又面对着向IAN、IP-RAN设备演进的压力。芯片开发的特征是高投入、长周期,怎么捉住时间短的使用窗口、躲避危险,是芯片开发者面对的新应战。
此外,规范争辩及运营商需求的不确认性,导致芯片开发者捕捉需求的难度加大。在PTN技能领域,从T-MPLS到MPLS-TP,仍有OAM、网络维护、设备互通等规范需求完善,背面是两大规范安排、数据与传输两类设备厂家之间的比武;在FTTX领域,GPON、EPON道路之争已逾越了技能领域,更多的是强势设备制作商对运营商的一种商场策略,需求不确认性直接传导到芯片开发,依照以往的开发形式难以习惯动态改变的客户需求。
商场不断改变,只需习惯改变的公司才干生计。在烽烟办理革新的推进下,芯片开发部分加速了从实验室走向商场一线的脚步。他们与网络产出线密切配合,自动参加设备装置、调测,现场听取和搜集运营商的需求,及时将需求反应到芯片开发项目组,使得研制对商场需求的响应速度更快、更有针对性。现在,烽烟微电子部已将目光瞄准了新一代高速事务处理芯片的研制,力求为烽烟大容量高速传输体系的开发供给一颗颗强壮的“我国芯”。
“烽烟微电子曩昔10多年的成功,造就了咱们一支特别的芯片开发团队。今日,咱们将持续用技能转型的成功,保证烽烟通讯的商场成功和财政成功。”烽烟微电子部总经理杨志勇的话道出了他们的心声。
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