【科學家探索故事】「90後」領銜團隊 既「造磚」又「蓋房」安徽芯片企破國際壟斷 中國車配高性能「中國芯」
在汽車智能化、電動化浪潮席捲全球的今天,車規級芯片作為汽車的「大腦」與「神經中樞」,其自主可控程度不僅是事關駕乘人員生命安全的社會議題,亦是直接關係到國家汽車產業安全與可持續發展的戰略基石。
在安徽省合肥市包河區中國視界產業園,一家名為芯際無限的半導體公司在近兩年迅速崛起,「90後」程寶忠是該公司創始人兼首席執行官。
面對國外在底層架構、高端產品及功能安全標準上的長期壟斷,程寶忠帶領芯際無限團隊在車規級芯片的「無人區」裏既「造磚」又「蓋房」,從最基礎底層架構開始自研,於今年上半年成功全棧自研出通過最高安全等級認證的車規芯片,預計明年量產,不僅打破海外巨頭對車規芯片架構IP和市場的壟斷,更在具身智能等前沿領域提前布局,為中國汽車和人形機器人裝上高可靠、高性能的「中國芯」。●香港文匯報記者 趙臣、朱順傑 合肥報道
程寶忠的造芯之路,並非始於實驗室的象牙塔,而是源於對產業痛點的深刻洞察與實戰積累。
2009年,程寶忠以優異成績考入清華大學,本碩連讀期間打下了扎實的集成電路理論基礎。畢業後,他在清華校企啟迪控股經歷長達五年的歷練。在此期間,程寶忠從管培生做起,一路晉升至啟迪新材料集團總裁,發掘投資了眾多明星半導體項目,曾操盤的第三代半導體項目被上市公司併購,如今估值已近200億元(人民幣,下同)。這段橫跨技術與資本的經歷,讓他得以跳出純研發的單一視角,學會從產業鏈全局、資本市場邏輯和終端市場需求三個維度審視芯片行業。
自主可控不能只是簡單平替
在行業一線,程寶忠敏銳地察覺到當時的一個行業現象:國內不少芯片公司看似產品繁多、營收增長,實則底層指令集IP、軟件工具鏈乃至核心驗證平台嚴重依賴國外授權,屬於典型的「黃皮白心」的「香蕉型」企業。「這種模式在和平時期或許能快速發展,但一旦遭遇外部技術封鎖或供應鏈斷供,整個產業將面臨系統性風險。」他說,「真正的自主可控,不能只是『國產替代』的簡單平替,而必須從最底層的指令集和IP做起,把根扎在自己的土壤裏。」
基於這一判斷,2021年,程寶忠選擇重返清華大學集成電路學院工作,負責上海清華國際創新中心集成電路平台的從零搭建。兩年間,他帶領平台匯聚上百名頂尖人才,與國內龍頭企業深度合作,完成了從科研平台到產業橋樑的關鍵蛻變。
投資跨界研發 產學研聯動破題
2022年,程寶忠開始籌備創業。「那時候正好就遇到了美國和中國在科技領域的博弈,芯片被『卡脖子』。」基於過往在半導體業界的經驗,他判斷RISC-V這一開源指令集架構,是實現中國汽車芯片自主化的絕佳路徑。
這一由加州大學伯克利分校的David Patterson教授及其團隊於2010年發起的指令集架構,與傳統的x86和Arm架構不同,採用寬鬆的BSD開源許可協議,允許任何人免費使用、修改和分發其設計,無需支付任何授權費用,已佔據全球處理器市場25%的份額。
2023年,程寶忠與上海清華國際創新中心副主任、清華大學集成電路學院副教授何虎在上海共同發起芯際無限,立志打造一家國內領先的全棧式RISC-V AI芯片企業,從根本上解決汽車、機器人等領域芯片「卡脖子」問題。以清華畢業生和海歸人才為主體,團隊迅速搭建起來。一年後,程寶忠將企業研發總部落戶在合肥,這裏的汽車產業基礎能夠為企業提供最大支持。
認證周期縮至一年半
車規級芯片需在攝氏零下40度至125度極端環境下保持零失效,研發門檻極高。長期以來,全球市場被德國英飛凌、荷蘭恩智浦等海外巨頭壟斷,國內廠商多採用「買IP蓋房子」的模式,集成電路模塊的底層技術受制於人。「買IP就像買別人的磚頭蓋房子,房子蓋得再漂亮,地基和承重牆都不是自己的。我們是既『造磚』又『蓋房』。」程寶忠告訴香港文匯報記者,掌握RISC-V這個IP底層研發能力的人才目前實屬稀缺,不同於國內大多數僅購買IP進行集成的友商,他和團隊以實現RISC-V指令集IP到可量產系統級芯片(SoC)的全棧自研為目標。這種模式前期雖然耗時耗力,卻賦予了產品高效的定製化能力與高可靠性。
通過近一年的不懈努力,程寶忠團隊研發的RISC-V CPU IP,通過ASIL-D最高安全等級認證,將芯片認證落地周期壓縮至18個月,打破國外公司對車規芯片架構的IP壟斷,實現車載動力、底盤、域控芯片底層架構自主可控。芯際無限成為目前中國唯一同時擁有底層自研芯片IP和可量產、高性能Soc芯片集成能力的車芯企業。
三年攻克量產「生死關」
車規芯片從研發到量產最快需三年周期,且容錯率為百萬分之一。其中,研發芯片一年,流片(即生產少量樣品,編者註)半年,研發適配控制器半年,與整車廠聯合實車測試又需一年,最後才能量產。
如今,這款芯片已順利流片,今年10月程寶忠團隊就能拿到芯片,預計2027年底量產,將配套奇瑞、江淮等中國車企的動力與底盤系統。而公司首款智能電機控制芯片在今年實現量產,已簽訂單達520萬顆,營收超4,000萬元。
「在RISC-V車規領域,我們與國外巨頭處於同一起跑線,甚至在量產進度上更快。」程寶忠介紹,全球科技巨頭雖廣泛布局RISC-V架構,但大多聚焦雲端通用算力,在車規級高可靠RISC-V芯片垂直賽道,企業的技術落地成熟度、場景適配性、量產可靠性穩居全球前列,達到國際一流水平。「我們在中端車規控制芯片領域已實現完全國產替代、與國際廠商同台競爭,高端大算力車規域控芯片正持續迭代追趕。」程寶忠說。
聯合業界推動技術標準化
程寶忠團隊並未止步於研發,而是聯合國內業界共同推動技術標準化。作為安徽省汽車創新中心汽車芯片技術中心執行主任,他深度參與了中國汽車技術研究中心、中國電子技術標準化研究院、中國汽車芯片創新聯盟等單位對RISC-V車規芯片標準的制定工作,與團隊成員分別編寫了《RISC-V車規芯片技術與生態體系》等書籍,部分成為國內大學教材,為同行研究者提供參考。