7月2日,青島市市長夏耕與海信集團董事長周厚健親自為彩電裝箱,海信分布在青島、遼寧、貴陽、淄博和臨沂的五大彩電生產基地同時下線裝上了“信芯”的彩電。下線儀式后,海信如約把首批100臺信芯彩電捐贈給了西部的30所海信希望小學。
海信集團總裁、海信電器股份有限公司的董事長于淑珉認為,“信芯”的誕生以及應用,是海信多年堅持“技術立企”方針不動搖的重要成果,海信電視自己掌握了自己的命運
,結束了中國彩電芯片被國際制造商一統天下的局面。不但海信增強了在原材料采購中的議價能力,也為中國家電企業降低采購成本造成整體受益。
海信芯片產業化后,10萬片的規模就可實現盈利,海信今年計劃達到100萬片。芯片產業化后,海信將嘗試由生產制造商向技術專利商過渡,目標是成為中國最大的芯片供應商。估計“信芯”每片大約比國外的同類產品便宜5個美金左右。
而對于消費者和非專業人士來講,芯片的感覺是非常神秘的,他們對了解設計和制作一塊芯片的過程,會比枯燥的數字數據更感興趣,我們就描寫一下研發芯片的海信團隊。
(一)面對海信電視正式下線,戰嘉瑾的心卻并沒有原來想像的那樣輕松———本來以為等待了四年后,自己從零做起的芯片全面應用于整機后,會稍微減輕一點渴望成功的期盼和無盡的壓力;沒想到喜悅過后是更大的期盼,他沒法控制自己不去想下一塊更高技術難度的芯片開發……
時間上溯到1995年,戰嘉瑾大學畢業,加盟海信電視研究所。他從這一年開始與電視結下了不解之緣。
兩年后,當年海信自主開發的100HZ機芯是他承擔的第一個大項目,盡管頗費周折,但最終的成功和帶給企業的巨大效益,不僅使他更深了解了海信“技術立企”的真諦,也初步樹立了自己在技術開發上的信心。
此時也正是海信技術創新的一個關鍵年份。“加強技術中心建設”是海信當年的年度工作大事之一。在當年的海信集團經濟工作會上,周厚健說:技術中心在引進和培養人才的思路上要有突破,完善激勵和淘汰機制。另外新品開發要與經營掛鉤,技術中心要與各子公司銜接好并形成經濟關系。
1998年,當國內同行還陷于“彩電價格戰”怪圈時,海信集團副總裁、技術中心主任夏曉東開始對集成電路設計給予了極大關注。他親自與美國一家集成電路設計公司洽談,希望和他們一起進行有關電視芯片的合作開發。1999年,周厚健和夏曉東把一批做電視電路開發的人召集到一起,開了一次研討會,討論的話題只有一個:“我們現在涉足芯片可能性怎么樣?”戰嘉瑾和海信的技術同行們參加了那次會議,他們的回答是:只要企業能夠投入,只要能給出時間,按照海信技術人員的素質,芯片是可以開發的。隨后,夏曉東先后兩次派遣戰嘉瑾與其他研發人員一起,去美國這家公司,協助該公司做一些芯片驗證板及調試方面的工作。當然,該公司對代碼、設計流程等知識產權保護得如鐵桶一般。
盡管如此,先后在美國工作的那三個多月讓戰嘉瑾開始對芯片設計有了感性的認識。“就像感覺到菜好吃,就要到廚房看看有哪些配料、流程。在美國的那段時間對我最大的幫助是,集成電路設計并不是那么神秘。以前包括現在很多人都認為集成電路設計很難、高深莫測,也就一直對‘中國人能做芯片’持懷疑態度。而當時我們看到,美國這家公司芯片設計人員也不多,一個項目7、8個人做,而且全部是來自內地、臺灣和香港的華人;成績也不錯,曾經做到液晶顯示芯片的全球第三。既然7、8個人就可以做到全球第三,芯片設計顯然沒有想像中那樣難!”
從美國回來后,戰嘉瑾奉命開始著手儲備有關芯片研發的技術理論和技術資料;2000年,在海信集團技術中心的眾多研究所中,已經設立了“專用集成電路設計所”,任海信技術中心數字所副所長不久的戰嘉瑾成為該所的負責人和惟一一名員工。跟蹤和實施芯片設計開發已經在海信領導層中明確起來。
這一年,國家出臺了鼓勵軟件開發和集成電路設計的“18號文件”。上海市政府率先抓住了這個機遇,將本來在上海市中心黃浦區開發建設的商場改變角色,命名為“科技京城”。上海的國家集成電路產業化基地就設于這里。
科技京城日漸發展成為一個著名的樓宇型高科技園區,以其產業鏈齊全成為華東地區最大的電子元器件物流中心,并擁有了“芯片王國”的美譽。不僅如此,國家集成電路產業化基地還擁有大量的可租賃開放試驗設備和頻繁的培訓交流會,這一切因素使國內外大部分知名微電子企業將科技京城作為開發總部。
上海有關部門了解到海信有意向做集成電路,就專程來到青島,邀請海信將開發部門搬遷到上海;而上海良好的芯片產業環境以及長三角完好的芯片封裝、加工等配套企業也吸引著海信。幾次洽談后,2001年6月,戰嘉瑾率領三名研發人員,開赴上海,組建海信ASIC上海研發中心。
戰嘉瑾已經記不清當年初到上海的時間是6月14還是6月18日。他只記得抵達后不久,上海的梅雨季節就開始了,那種悶熱、潮濕的天氣讓他這個一直生活在北方的人毫無預料。四人宿舍是一套位于26樓的房間,毗鄰高架橋,沒有空調。關上窗戶,38度的高溫熱得人無法入睡;打開窗戶,外面高架橋上飛速駛過的汽車轟轟巨響。后來,不下雨的晚上就拎上涼席,將樓頂的大平臺作為自己睡覺的好場所。就這樣,他們度過了初到上海的酷暑天氣。
(二)再難熬的天氣也比不上工作方面接踵而至的困難讓人憂心。
“部門建立了,人員也在逐漸招聘中,但方向在哪里?從什么地方切入?我們很迷茫。2000年正是全球半導體行業最低迷的時候,有人說那是黎明前最黑暗的時刻,可很多人瞪大雙眼,也找不到黎明的第一道曙光出現在哪個方向。連業界的領導者都很迷茫,不知何去何從,只忙著裁員節流、出售某些業務部門。就是在如此凄慘的大環境下,海信決定進軍集成電路行業;更何況我們還是一些初出茅廬、沒有任何基礎的新手?一時間,外界甚至企業內部充滿著一片質疑聲。”
一切從零開始,確定方向是第一步。戰嘉瑾他們開始廣泛調研。當時項目組相繼調研和探索了十多個產品項目,從電視遙控器芯片、空調遙控器芯片、通用8位微處理器,到數字電視解碼芯片、全球定位GPS芯片等等。同時,對他們來說,盡快建立自己的開發流程同樣重要。
“因為一切從零開始,集團領導并沒有給我們設定必須達到的目標,也沒有給我們太多壓力。我還記得當時周厚健董事長說芯片是海信核心技術研發的‘試驗田’,即便不能成功,這種探索和積累都是有益的。”
盡管如此,但戰嘉瑾他們這群渴望證明自己的年輕人并沒有因為高層的寬容而稍有懈怠,他們開始如饑似渴的從書本和一些交流、培訓中汲取著芯片的“設計方法學”理論和知識。
“剛開始,我們連起碼的設計流程也沒有,不知道一個集成電路板上幾百萬、上千萬的晶體管該各自安排在哪個位置?只有與一些國外企業交流,借鑒他們的先進經驗;還有就是從書本中汲取相關理論知識。”然而,即便熟稔了技術理論,可要將理論變成現實的設計,中間的距離還有很遠很遠。
“這就像做菜一樣,一種原料可以有無數種搭配,你要找出自己擅長和合口味的。芯片設計也是這樣,不是說哪一個理論上的流程最好,而是哪一種符合你的需要;或者,當理論成熟時,實際設計和操作是否經濟。而且,設計僅是芯片產業鏈上的最先一環,離不開后面的芯片加工、整機應用等。而當時芯片的生產廠家大多在臺灣和歐美,我們對后面的相關環節也不了解。”
在十多個芯片的方向和多方論證后,到2001年底,他們形成了一致意見:舍棄當時大多數企業都在做的微控制器方向,研發“數字視頻處理芯片”。
“一方面,微控制器的本身價值低,市場開發度高,可以以很便宜的價格購買,我們感覺做下去不會有長遠發展。我們希望自己研發項目的起點要高,海信經營了30年的主業是電視,電視正面臨更新換代的機會,平板電視、數字電視將是未來的主導。”鑒于以上種種考慮,到2001年年底,海信集團上下一致通過:海信芯片設計的切入點是“數字圖像、視頻處理”方向。
(三)隨著辦公場所搬遷到上海,海信芯片開發隊伍也逐漸擴大。隨著2001年底何云鵬的加盟,海信芯片團隊已經擁有7名成員;2002年時,增加到8位。戰嘉瑾、何云鵬、陳永強、王瑞冰等,這些平均年齡只有28.6歲的年輕人,組成了一個精干、高效的團隊,這個數目和那家曾做到液晶芯片全球第三的人數已經基本相當。
大家都普遍缺乏芯片設計經驗。戰嘉瑾曾在美國那家公司有過短暫的芯片驗證交流,畢業于新加坡國立大學的何云鵬,則從事過短暫的芯片材料研究。然而,歷史上又有哪一項技術創新要有“經驗”限定?這些渴望勝利的年輕人,都有著攻克技術難關執著的心,他們勤奮鉆研、互相提攜、氛圍和諧,要迅速成長為優秀的芯片設計團隊。
開發工作在有條不紊的進行著。數字圖像的縮放、抖動完成了;邊緣檢測與增強完成了;電路設計、仿真、驗證等工作在一步步開展。到2002年年底,他們完成了包括從算法到電路的全部液晶顯示器電路的FPGA實現項目。呈現在他們面前的,是一個不到一張A4紙大小的電路板,上面滿載了集成電路設計人員一年多的全部心血,這是設計人員十幾萬行設計代碼的體現,集成了300多萬個晶體管,可用于液晶顯示行業。
“這個項目的成功可以說是我們整個集成電路設計的一個突破。它的成功具有承前啟后的重大意義:一方面,它驗證了我們的開發流程是可行的,我們在集成電路設計上擁有了正確的方法。”
而海信高層一直高度關注著該項目,并不斷廣泛調研,論證芯片設計和開發的突破方向。
本著目前現有的家電傳統產業和未來市場前景的綜合考慮,2003年1月海信集團經濟工作會議上,正式將“數字視頻處理器”確定為當年企業十個重點科研項目之一,他們希望芯片研發團隊能夠以此為契機,獲得海信在核心技術上的重大突破。這是一個注定要付出極大努力的道路———在數字電視常用的接收與解調芯片、解碼芯片以及數字視頻處理芯片三種核心芯片中,數字視頻處理芯片不僅在開發設計上最見功夫,也是最有開發意義、份量最重的一款芯片。而海信確定的芯片核心技術突破口恰恰是這個。
以已經完成的液晶顯示器FPGA實現項目為基礎,2003年最初兩個月,他們已經完成數字視頻處理芯片的調研、論證以及系統的定義;接下來的6個月,他們完成了項目所需全部算法的研究和設計工作;到2004年1月,他們又完成了RTL電路的設計工作;2004年5月,電路的設計驗證工作完成;后來的兩個月時間,他們完成了芯片的IP整合工作;2004年8月-9月,完成了芯片的后端設計工作。
當成就的喜悅一個個接踵而來時,困難也夾雜其中。2003年8月至9月期間,當他們把經過軟件仿真后的設計代碼進行實際的電路驗證時,卻發現理論上設計得好好的東西放到驗證板上,出來后就全都亂了。反復修改多次都是這樣。設計人員加班加點,苦苦尋找問題原因,幾乎將全部設計工作都查了個遍,一直經過兩個多月的艱苦工作,就在設計人員幾乎要絕望的時候,終于發現了是驗證中的一個很小的疏忽問題造成的,在修正了這個問題后,系統終于可以按照設計意圖正常運轉起來,設計人員的心血換來了清晰穩定的圖像處理效果。
(四)2004年年初,芯片就要進入關鍵的流片階段。此時,來自自身和外界的懷疑恰恰在這個時候讓他們的腳步徘徊起來———這個項目能成功嗎?
“我們自己、領導都需要更多的理由來驗證這些不確定因素,這些問題考驗著我們的芯片,也同樣考驗著集團的領導,考驗著海信自主創新的理念。”為了解決這個問題,2004年的元旦剛過,戰嘉瑾和何云鵬就多次帶著他們開發設計的FPGA驗證演示系統,向集團領導、海信電視整機部門等進行匯報、演示,講解和說明他們所做芯片的原理、性能和可能達到的使用效果。
此時,國家領導人的來訪和鼓勵給了他們更大的力量。2004年6月20日,溫家寶總理視察海信,看到海信展出的芯片模板時,非常激動。他對周厚健說:“很好,這是自己的知識產權,競爭力自然更強。成功了你們一定要寫信告訴我。”這種高度評價和鼓勵極大鼓舞了海信領導層和芯片研發團隊。
到2004年9月28日,他們完成了數字視頻處理器芯片全部設計工作,交付加工廠進行加工。而一次的流片費用就是10萬美元以上,“我們拿出去的東西如果流片后不工作、如果需要改動(哪怕你只在代碼上改動一個小標點),海信的這100萬元就等于付諸東流”。所以,整個9月份,他們常常工作到凌晨兩三點,進行系統的反復驗證。芯片仿真計算的工作量跑一次要2天才能看到結果,“我們要充分利用晚上的時間———人休息時,機器必須工作起來。每天晚上當機器運轉起來時,我們才回去睡覺。”
11月27日,海信芯片完成MPW流片,專業測試通過驗證;兩周后,該芯片即成功地應用在支持1080P高清顯示格式的電視機上。反復的測試表明,中國海信戰嘉瑾們設計的芯片一次流片成功。這在國際芯片大廠家中也是不多見的,而海信成功了!
從2005年2月開始,該芯片反復數次進行裝機的工程批生產和驗證,并與國際同類產品進行嚴格的比較試驗。結果顯示,運用該芯片的電視整機產品與采用國際先進芯片的電視相比,技術性能毫不遜色。
周厚健一次次在講話中說:“我們的芯片研發團隊多年來耐住了寂寞,敢于涉足一個失敗可能性極大的新領域。這種做法和精神讓我敬佩。”盡管項目失敗的可能性很大,遲遲看不到成果,周厚健還是堅持四年多來將3000萬元的資金投入到芯片的研發中。從立項到看到成果,海信集團領導和戰嘉瑾他們一起,共同驗證了海信走自主技術創新道路的可行性。
戰嘉瑾則將感謝送給了海信集團的領導和相伴四年多的伙伴們:“如果不是集團領導‘技術立企’的信仰以及非凡的魄力,就不會在海信這個整機企業中成立專門的芯片設計部門,也就不會對一個四年多見不到成功的項目始終投入下去;如果沒有對技術的執著追求和對核心技術的必勝信念,我們的團隊不會在四年看不到成果時仍然堅持下去。”
堅定的信念指引著戰嘉瑾們,他們已經又邁上了新的征程。他們將在現有芯片技術的基礎上,進一步提高芯片的集成度,開發下一代高性能、高集成度、低成本的數字視頻SOC處理芯片;同時針對數字電視、寬帶多媒體應用等,開發數字多媒體處理芯片。
《市場報》 (2005年07月08日 第六版)
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