联合实验室的牌匾挂上了,经费也陆续到位,但想象中的技术突破并未如雨后春笋般涌现。相反,王钦很快发现,横亘在学术研究与产业应用之间的,是一道需要耐心和智慧去跨越的巨大鸿沟。
在清华园旁的实验室里,一位白发苍苍的老教授正激情澎湃地讲解着一种新颖的芯片架构在理论上的优越性,其创新的思维令王钦也为之叹服。然而,当王钦身旁从华创总部带来的硬件工程师小心翼翼地问及这种架构在当前半导体工艺下的实现成本、功耗以及稳定性时,老教授皱了皱眉,坦言这并非他研究的重点,他的价值在于探索前沿的可能性。另一边,在浙大玉泉校区附近的实验室,华创的软件工程师迫切地希望将实验室里一个关于实时操作系统的优化补丁尽快集成到下一代工控产品中,而负责该课题的博士生却面露难色,因为这项优化还需要大量的边界测试和论文数据支撑,仓促应用可能导致未知风险。
王钦发现自己不得不化身为一名“空中飞人”,更频繁地穿梭于深圳、北京和杭州之间。他的角色,也从一个决策者,转变成了沟通学术界与产业界的“翻译官”和推动项目前进的“催化剂”。他需要坐在教授的办公室里,用对方能理解的语言,阐述市场需要的是在特定成本约束下、稳定可靠的技术,而不仅仅是理论上最优的技术;他也需要站在自己工程师的面前,要求他们尊重科研的内在规律,给基础研究以必要的时间和空间,不能全都要求“立竿见影”。
正是在这种反复的磨合、碰撞与深度思考中,一个念头在王钦的心中如同淬火后的精钢,变得越来越清晰、坚定:华创电子,最终必须要有自己的芯片!只有将最核心的算法、最关键的功能固化到自主设计的芯片上,才能从根本上摆脱受制于人的局面,构建起难以逾越的技术护城河。
这个想法在1990年代初的中国,听起来近乎疯狂。芯片设计是众所周知的资金和技术双密集的“皇冠产业”,投入动辄以千万甚至亿计,且失败率极高。当时国内,仅有少数几家“国字头”的顶尖研究院所在国家项目的支持下进行艰难探索,民营企业中涉足此领域者,凤毛麟角,且多是浅尝辄止。
但王钦通过与清华微电子所专家的深度交流,看到了不一样的机会窗口。他敏锐地察觉到,随着电子设计自动化(EdA)工具的逐渐成熟和普及,以及全球半导体产业开始出现设计与制造分离的趋势(即Foundry代工模式的兴起),芯片设计的门槛正在悄然降低。华创不一定需要像英特尔那样斥巨资自建晶圆厂,完全可以采用更轻资产的模式:专注于芯片的设计、架构和算法,然后将设计好的版图交给台湾或新加坡的半导体Foundry去流片生产。
他的目光,并未好高骛远地瞄准cpU那种最复杂、生态壁垒最高的通用处理器,而是聚焦在华创已有深厚积累的特定应用领域——工业控制、图像处理、通信接口等。这些领域的专用芯片(ASIc),设计复杂度相对较低,但一旦成功,就能极大地提升特定产品的性能、可靠性和集成度,同时显着降低系统成本和功耗。这正符合他“钉子战略”的延伸,在细分领域做到极致。
于是,“华创-清华微电子联合实验室”的第一个战略性重点攻关项目正式确立:为华创正在研发的新一代数控机床控制系统,设计一颗专用的运动控制芯片。这颗芯片将负责核心的轨迹插补运算和伺服驱动控制,是其大脑和神经中枢。
在项目启动会上,王钦面对着实验室里那群大多刚从学校毕业、脸上还带着稚气却又充满求知欲的年轻工程师和研究生们,进行了一次至关重要的动员。他没有描绘轻易成功的蓝图,反而坦诚了前路的艰险:
“同志们,我知道,我们选择的这条路非常难,九死一生也不为过。失败的可能性,远大于成功。”他的声音不高,却字字清晰,敲打在每个人的心上,“但是,我们不能因为难,就不去做,就不敢去想!今天,我们为这台数控机床设计运动控制芯片,首要目标,甚至不是追求100%的成功。哪怕最后,我们只实现了设计目标的70%,只要我们能凭借自己的力量,完整地走通从需求分析、架构设计、前端仿真、后端实现,到最终交付Foundry流片生产的全流程,为我们华创,为我们国家,培养出一支有实战经验的芯片设计队伍,那么,在我看来,这就是一次巨大的、战略性的成功!”
他目光灼灼,扫过每一张年轻的脸庞:“这不仅仅是在设计一颗芯片,这是在为我们华创,甚至是为中国千千万万有志于向上的制造业企业,摸索一条自主定义核心部件的路!这条路,总要有人先走一步!”
王钦的话,如同一支火把,瞬间点燃了团队成员心中的激情与使命感。一群年轻人,在几乎从零开始的基础上,义无反顾地扎进了浩如烟海的芯片设计资料中。实验室的灯光常常亮到深夜,他们抱着砖头一样厚重的技术手册,学习使用复杂无比的EdA软件,在数以万计的逻辑门和电路图中穿梭,进行着一遍又一遍枯燥而严谨的仿真、验证、调试、再验证。
过程远非一帆风顺,挫折是家常便饭。逻辑设计中的细微错误可能导致整个仿真结果的崩溃;时序约束无法满足,需要推倒重来;与远在海外的Foundry沟通工艺细节,语言和文化障碍使得问题解决周期漫长;更现实的是,原本批准的预算,在昂贵的EdA软件授权、流片费用和人力投入面前,开始显得捉襟见肘,不断超支。