5G芯片升级畅享高速网络体验、汽车辅助驾驶“解放双手”......随着速宽带无线通信、汽车辅助驾驶、安检、医学检测等应用领域的快速发展,近年来,射频微波毫米波芯片在民用领域逐渐得到广泛的研究和应用。
在芯片领域,射频微波毫米波芯片为模拟电路,且频率极高,设计和制造存在更高难度。这种模拟芯片虽然应用领域广泛,但需要根据下游不同领域进行定制设计,并与定制化的芯片功效、芯片制造工艺相结合。成本高、技术研发门槛高、失败风险高对国内自主设计及制造射频芯片形成阻碍。于2015年入驻松山湖国际创新创业社区的东莞赛唯莱特电子技术有限公司(Bluetec Microwaves Inc,下称“赛唯莱特”),经过15年深耕研发,成为亚洲唯一一家、全球三家能生产射频微波毫米波芯片及模块Load Pull(负载牵引)EDA 系统的公司之一,该企业自主研发系统能够对射频微波毫米波芯片、模块及系统进行自动测量、验证及优化,得到真正的最优参数,成功打破了国外对该技术的垄断。破国内微波毫米波芯片自主研发困境
寻微波毫米波器件参数最优解
赛唯莱特CEO、研发CTO曾广兴的大学时代,沉浸在电子学、软件工程以及微波毫米波、亚毫米波领域的学习钻研中。2000年,他进入国外微波器件系统研发测试企业继续深耕,在微波自动测量系统、芯片优化、雷达优化等领域硕果颇丰。

技术壁垒高、研发周期长、进口测试设备价格动辄百万元到几百万元......在海外工作期间,曾广兴目睹中国企业研发定制化射频微波毫米波芯片的困窘与不易。
曾广兴表示,在军用领域,射频微波毫米波芯片可以广泛应用于雷达、电子战、电火工品(如导弹点火装置)中,如战斗机、预警机上的有源相控阵雷达,优化后,可以拥有更远的探测距离及精度;在民用领域,5G和6G通信、卫星通信、无人驾驶、射频器件及模块的生产线自动检测、高校作为教学设备等方面有重要应用。如无人驾驶,对芯片的可靠性、稳定性要求极高,必须采用这种系统进行最优设计。在手机前端、通信基站、卫星通信的等方面,实现国内相关领域芯片自主设计研发及优化,均将全面带动国内先进领域企业加速发展。为此,十多年前归国后,曾广兴希望在本土创立微波器件及系统的研发测试验证优化企业,运用自主知识产权的技术,为用户提供射频微波毫米波器件、模块及系统特性优化的最佳解决方案。曾广兴表示,由于射频微波毫米波电路中存在大量的寄生效应、串扰等因素,因而模拟集成电路从上述EDA设计变成实际电路后,存在各种误差,特别是对于大信号、大功率器件、非线性器件,误差往往较大,难以推算出最佳值。同时,由于商业级、工业级、军品级、宇航级芯片各针对不同的应用场景,因而各类芯片会有很大的不同。

为此,曾广兴团队希望采用工程物理方法,打造硬件与软件结合的一体化Load Pull EDA系统,使设计者在完全真实的操作条件下,将很宽频率范围内真实测试、验证及优化器件,从而找出器件参数的各种变化以及最佳值,快速得到所需的最优设计参数。其中,EDA是指电子设计自动化,利用计算机辅助设计软件,来完成芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等流程的设计方式。曾广兴表示,传统射频芯片设计及优化方法,只能借助软件仿真或有经验的盲调实现,设计工艺复杂甚至测试阶段就可能耗费半年时间,周期长、且无法获得真正的最优参数。
射频微波毫米波自动测量及优化EDA系统研发需要成熟掌握光机电一体化、自动测量、EDA软件、微波等多个领域技术,选择自主研发国产化产品是一条漫长而艰辛的道路。求学与从业过程中的所见所闻,在曾广兴心中埋下一份使命感,他毅然决然投身这种EDA系统的自主研发工作中。由于微波芯片设计过程中涉及参数多,指标变化大,从组建研发团队,到着手设备硬件及软件设计、优化迭代算法以提高设备测量精度、开发不同型号设备,一系列的工作推进便消磨了曾广兴超十多年的时光。通宵达旦共同探讨如何攻克技术难关,也成为研发团队的工作常态。

随着初代产品研发走向成熟,曾广兴带领团队持续进行产品的迭代优化,该项目也得到国家科技部创新基金及东莞市领军人才项目的大力资助,并于2017年获得中国创新创业大赛(广东东莞赛区)年度总决赛冠军。作为国内该行业领军人物,曾广兴还为雷神、英特尔等公司提供该技术的培训及指导。2015年,曾广兴将企业搬迁至社区东莞华南设计创新院。浓郁的科创氛围让团队更专注研发,研究院的办公场所免租政策及当地政府的资金扶持,也让企业发展得到了实实在在的支持。入驻社区的第二年,赛唯莱特成功发明技术国际领先的智能一体化射频微波毫米波 Load-Pull EDA 系统,该系统集成芯片测试与数据显示,测量精度误差从海外测试产品的百分之一提升至千分之一,性能指标更高,体积更为小巧,应用更加便捷。系统在前期、中期阶段辅助芯片设计,验证及优化得到芯片真正的最优设计参数,建立与前期EDA仿真软件兼容的电路模型文件,得到最佳性能指标;在后期应用阶段,对模块级、系统级的标的进行性能优化。截至目前,该产品拥有核心技术及专利两百多项。

目前,企业产品已延伸出六大类、40多个型号,广泛应用在DC-110 GHz频段当中。随着企业产品技术逐步成熟,高通、Vivo以及众多民营芯片企业、国内多所高校和研究所等均已应用赛唯莱特的系统。近年来,赛唯莱特在社区扎根发展,平均每年迎来100%的营收增幅。“过去,国内企业可能更青睐选择国外知名品牌,近年来越来越多的企业开始接受和信赖国货,更愿意选择找我们采购相关产品。”曾广兴表示,企业接下来还将继续打磨产品、拓展产品线以实现更广泛的场景需求应用,持续支撑国内硬科技发展。