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年輕公司的“芯”路歷程

內容來源:北京日報

 

京津城際高鐵沿線共安裝了109個支持超高速無線通信技術的小型基站。

 

 

 

EUHT無線通信系統最核心的兩款具有自主知識產權的芯片“射頻芯片NuRadio9808”“基帶芯片NuLink6301”,目前處于世界先進水平,已大規模應用于我國高速鐵路、城市軌道交通等領域。

 

京津城際高鐵的車頭、車尾均安裝了車載定向天線,能夠實現列車移動互聯網接入服務、列車實時高清視頻監控等功能。

 

借助EUHT技術,廣州地鐵在全球首次實現了全車30路高清視頻監控畫面的無線實時傳輸。

 

時速300多公里的京津城際高鐵里,乘客可以用手機連接免費的無線網絡,體驗“嗖嗖嗖”的列車網絡服務。

 

廣州地鐵14號線知識城支線上,地鐵車廂全部實現30路4K高清視頻的實時監控,在車廂內乘客還能輕松收看新聞直播和電影大片,圖像流暢無卡頓。

 

以上這些,得益于中國本土研發的EUHT——超高速無線通信技術。在5G技術中最難的超高可靠、超低時延應用場景方面,我國已處于世界領先水平。

 

世界領先的背后,是年輕的高科技企業新岸線14年的追趕之路。

 

頻頻受挫轉戰自主研發

 

在萬物互聯的5G時代,掌握了芯片技術可謂搶占了先機。新岸線公司(以下簡稱:新岸線)技術副總裁雷俊曾在多個場合強調,“掌握核心技術才能不受制于人,尤其是在新技術領域,誰有核心技術誰就能迅速占領制高點。”

 

這一領悟,始于14年前。

 

新岸線成立于2005年,那時,他們的目標只是做一款手機電視系統。“如果每個人隨時隨地都能用手機看精彩賽事,多好!”隨著2008年北京奧運會臨近,新岸線技術團隊覺得,手機視頻會是個發展方向。

 

“我們最開始的設想是立幾個大的發射塔,發出電視節目,然后手機端有專用的芯片,能夠實現電視節目的接收和播放,大家在手機上可以換臺觀看。”雷俊回憶,當時這個想法恰巧得到了原國家廣電總局的認可和支持。于是他們用了半年的時間把廣播系統T-MMB設計出來了,跟德國一家公司合作,在北京城區引入兩三臺上千瓦、高功率的發射器。可是,如何接收?手機芯片無疑成了大問題。

 

雷俊和技術團隊最先弄了一臺PC機,全部用軟件完成設計。測試時,他們開著車拖著一個大電池,給PC機供電,雖然信號非常流暢,但還要接著進行算法優化。于是,PC機變成筆記本電腦,再往后,技術團隊提出,還是要借助其他公司的手機芯片,于是他們找到一家韓國公司。

 

但受制于人的問題很快出現了——把控核心技術的韓國公司獅子大開口,要價奇高。這樣一旦產業化,商用成本會非常高,公司創始人毅然決定,放棄合作,新岸線自己做芯片!

 

這件事讓雷俊印象深刻。

 

2007年,只有指甲蓋一半大小的NF9001手機電視專用芯片研發出來了,T-MMB的發射器、復用機、轉發器等全部主要設備的技術指標也經過了嚴苛的室內外極限測試,穩定成熟。可計劃趕不上變化,第二年,國家五部委聯合評審遴選出了中國手機電視/移動多媒體國家標準T-MMB,但“國家標準”卻沒能成為日后的“事實標準”,后來國內運行的是由廣電總局支持的另一種技術方案。

 

一起步就遭遇挫折。但“做核心芯片的研發,走自主創新之路”成為公司研發團隊的共識,這種共識越來越堅定。

 

“招兵買馬”打造低價芯片

 

2010年,一款性能可以和英特爾雙核產品媲美的計算機芯片——NuSmart 2816“橫空出世”,研發者正是“潛水”了幾年的新岸線。“小企業不能盲目跟風,堅持做好自己,才可以取得成就。”如今回看那段經歷,雷俊這樣總結。

 

從2009年開始,新岸線將目光瞄準CPU。當時,手機、平板電腦市場巨大,但由于芯片全部來自國外,價格居高不下。

 

“我們能不能做一個低價格的芯片?”新岸線開始“招兵買馬”,引入科技人才。他們想做一款通信計算一體化,集2G、3G、WIFI、藍牙于一體的芯片。

 

這個過程毫無疑問非常艱辛。那段日子,新岸線還有一個口號叫“從初一到初七,從周一到周七”,每天都有很多員工在加班、熬夜,為此公司還在旁邊租了個賓館。大家經常工作到凌晨五六點鐘到賓館睡一下,然后七八點鐘再起來繼續干活兒。

 

2010年5月,設計好的芯片交給臺積電公司去生產,8月份,芯片回來做軟件調試。這也是最關鍵的時候。“軟件講究敏捷開發,越早上線越好,發現BUG也能及時解決。而芯片只能保證萬無一失,因為挽救成本太高。”雷俊說。

 

雷俊還記得芯片剛回來測試時,CPU讀寫時總有一定的概率得不到正確的結果,無法通過壓力測試。大家開始慌了。

 

找原因,看邏輯分析儀上的時鐘,把每一條“線”拿出來看芯片的反應狀態。“我們連續看了三晚,眼睛都快瞎了,也沒發現問題,還是公司創始人兼首席科學家提出,會不會是時鐘的延遲有問題。”雷俊回憶,“按說不可能,因為這是廠商內置的,他們之前也驗證過的。”

 

技術團隊又找到自己的存儲電路IP供應商,他們派來的總工程師拍著胸脯說,絕不可能是存儲器問題。只能又挨個驗證、模擬,事實證明,真的是存儲電路出了問題,好在不用改芯片硬件,通過軟件的方式就能修正。終于,半個月后調試過關,芯片一次性量產成功。

 

2010年9月14日,全球首款40納米A9雙核2.0G高性能計算機系統芯片NuSmart 2816在京面世。這款芯片利用了多層次復合片上系統總線互聯技術、多模式復合功耗管理技術,以及當時最先進的40納米芯片制造工藝,一塊芯片集成了CPU、顯卡、視頻解碼、硬盤控制器等功能,適用于新型上網本、平板電腦、智能電視等新產品。

 

兩年后,“低功耗版”NuSmart 2816系列第二代芯片研發成功,目標直指平板電腦和智能手機市場。

 

不能在最后關頭被人“卡脖子”

 

自主研發的計算機系統芯片,卻并沒有讓新岸線嘗到“甜頭”。由于前期投入成本太高,加上市場推廣能力受限,NuSmart 2816沒有達到預想中的成果。“我們好像一直是起了個大早,趕了個晚集。”雷俊笑著說。

 

之后的幾年,新岸線又量產了WIFI、藍牙、GSM/WCDMA、LTE等系統級芯片,可以說幾乎把所有通信芯片都做了一遍。“隨著芯片開發工作的深入,我們發現當時的無線通信系統存在著各種問題,比如對于超高速移動、超大量用戶的支持不足,可靠性低,時延偏大。”雷俊說,基于以前的技術積累和對未來市場的預測,公司創始人決定要設計一套全新的無線通信系統。

 

為什么要做這個研究?這種技術到底能解決什么問題?雷俊說,交管部門曾公布數據,中國每年有超過6萬人死于車禍,“觸目驚心!專家的研究結果建議一定要采取積極、主動的預防性措施,包括怎么避免連環追尾,怎么做到盲區提醒等。”雷俊說,連環追尾是最惡性的交通事故,傷亡率很大。

 

他舉例,如果每輛車都裝了車路協同的專用通信模塊,第一輛車在剎車的時候,5毫秒之內就可以把剎車信息廣播到方圓一公里的車輛,后面上百輛車的司機就有更多時間采取措施避免追尾,“這和4G是兩回事,4G是上網更快,我們強調是一定要可靠及時。”雷俊解釋,新岸線希望公司的技術能為市民帶來更安全的生活。

 

還有地鐵、公交等公共交通工具的安全問題。雷俊介紹,假設地鐵的每一節車廂、每一輛公交車上都安裝了360度無死角高清視頻監控,且信息可以實時回傳到控制中心,控制中心的人工智能對高清視頻進行分析,就能防止險情發生,必要時通知管理人員做出干預,甚至在下一步可以利用無線通信技術直接接管發生險情的公交車或者地鐵。

 

為了不在最后關頭被別人“卡脖子”,2010年新岸線加快了EUHT核心芯片的研發步伐,兩年后完成了系統設計和標準化工作,在2014年設計出了第一代核心芯片。

 

新岸線的判斷是準確的。對于一個年輕的追趕者而言,前路必然會有人設置羈絆。EUHT是一項自主技術,所以不可避免地從一開始就受到了美國和歐洲國家的強烈關注,美國國會曾經連續三年發備忘錄稱EUHT可能是一個威脅。

 

技術團隊憋著一股勁兒,第二代、第三代核心芯片相繼面世,帶寬、穩定性上都有了大大提高。目前,EUHT已擁有52項國家核心專利和36項國際核心專利。

 

讓京津城際全線對接5G

 

十年磨一劍。EUHT技術終于在2017年開始進入大規模商業應用階段。

 

首先是高鐵。當年1月,EUHT技術實現在京津城際高鐵安裝部署。京津城際全線總里程120公里,新岸線技術團隊用了3個月的時間,一共在車站軌道沿線安裝了109個小型基站,實現了線路全覆蓋。車廂里安裝了車載終端和車載無線覆蓋系統,車頭車尾都有車載定向天線。

 

“為什么有時候在列車上信號不好,斷斷續續?因為隨著列車運行速度越來越快,手機與基站也在不斷切換連接,可靠性、穩定性都會下降。”雷俊稱,EUHT技術可以在列車300公里/小時的移動速度下,把EUHT信號轉成WIFI信號,提供車內寬帶移動互聯網接入服務,同時支持20路以上的高清系統,保證監控視頻實時回傳到控制中心,實現基于實時大數據的運行維護和安全預警。

 

地下軌道交通也是一樣的道理。2017年底,廣州地鐵四條新線路同步開通,其中14號線知識城支線平均每節車廂有4到6個攝像頭,通過應用EUHT技術,在全球首次實現了全車30路高清視頻監控畫面的無線實時傳輸,其性能相當于4G系統的十倍以上。

 

雷俊解釋,EUHT的投入使用,相當于在地鐵車廂和地面之間拉了一條看不見的光纖,將車廂高清視頻監控連續不斷的向地面傳輸,傳送畫面分辨率可達4K,實現了車廂內的實時高清監控。“目前北京的地鐵也在測試中,今年有望在部分線路鋪開。”雷俊介紹。

 

此外,新岸線還推出了一款滿足未來5G終端平臺需求的射頻發動機芯片——NR6816,這也是我國首顆研發成功量產的超帶寬無線射頻芯片。

 

“在未來5G技術中,不斷增加設備射頻工作帶寬,提升高速處理能力,是保證未來5G網絡支持1000倍流量增長的核心技術之一。”雷俊解釋。

 

“中國芯”遍地開花布局智能制造

 

5G技術之所以被譽為一場革命,就是因為5G通信要進入工業生產領域,支持高速鐵路、工業互聯和車聯網。而新岸線對于工業互聯、車聯網也早有布局。

 

目前,新岸線已完成包括沈陽機床、廣東志高空調、廣東弘宇等在內的多個大型制造業工廠的工業互聯網覆蓋,把EUHT功能集成在這些工廠,幫助企業邁入智能制造時代。

 

物聯網方面,新岸線正在研發超低功耗和休眠喚醒技術的終端芯片,朝著大連接、低功耗努力。此外,中關村環保園3.6平方公里的自動駕駛場景應用示范區里,新岸線將提供EUHT 5G技術的網絡基礎設備,可以承載車與車通信、車與路側設施通信、車與控制中心通信和互聯網通信等各種應用。“我們前期計劃部署15個基站,覆蓋自動駕駛示范區域,目前整體的網絡部署方案已經完成,正在準備進行基站設備的立桿安裝。建成之后,將會實現自動駕駛示范路段的EUHT 5G信號雙向無盲區、全覆蓋。”雷俊表示。

 

今年2月,EUHT 5G高可靠、低時延無線通信系統及芯片,拿下了ISSCC技術創新獎。ISSCC被譽為芯片界的“世界奧林匹克大會”,這也是ISSCC自1953年成立以來歷史上第一次將技術創新大獎頒發給一家中國本土公司。

 

從成立之日算起,新岸線做工業級芯片已堅持14年。“我們還會發布下一代EUHT系統和對應的芯片,用下一代EUHT技術作為底層支撐技術,與自動駕駛結合,與城市大腦結合,為人們打造更加美好的生活。”新岸線技術團隊對于5G發展充滿信心。

 

“核心技術的突破,說起來就很難,做起來更難,十年如一日堅持不懈地去研發、去探索,更是難上加難!”一路走來,雷俊十分感慨,“但是唯有如此,才能真正地追上,直至超越。”

 

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