上海交通大学:毛军发院士和吴林晟教授团队研发自主可控的射频EDA技术走出高校产学研创新突围之路

从卫星通信,到日常使用的手机、Wi Fi、共享单车,处处都有射频电路的身影。射频电路是普遍应用于无线通信中的集成电路,而我国在该领域起步较晚,想填补和国际的差距必须从产业链源头的设计发力。

为满足对自主高效率的射频电子设计自动化(EDA)软件的急迫需求,十多年来,上海交通大学毛军发院士和吴林晟教授团队,与芯和半导体科技(上海)有限公司积极开展合作,生产量了多项自律研发的突破性成果,超越国际封锁,已在移动通信、卫星通讯和集成电路等多个领域获得推广应用,走出了一条射频EDA软件国产化的产学研创意突围之路。

自主研发专业软件,打破国际垄断

目前,国际主流射频EDA软件仍以外国软件为主,并独占了中国绝大部分市场。与此同时,它们仍然存在着在分析射频电路时消耗资源大、效率较低、建模难度大等亟需解决的问题。

“考虑到当前EDA软件的严重不足,我们研制出了首套国产射频电路芯片-三维PCB牵头电磁场仿真建模商用软件。”吴林晟回应。该软件不但可以解决芯片级PCB的跨尺度仿真问题,能够高效准确地实现从纳米到厘米7个数量级的电磁仿真,效率比现有工具提高10倍以上。此外,团队还自主研发了一款多物理场仿真软件,突破了射频封装结构多物理场的准确高效仿真技术瓶颈。该软件的仿真效率比目前的主流商用软件提高了几十倍,占用内存明显增大。

迄今为止,国内多家行业龙头企业将上述两种软件应用到产品研发中,大幅延长研制周期、减少研发成本,设计得到的产品综合性能和可靠性获得显著的改善。历经十多年的研制成功,团队自主研发的射频EDA软件,为我国在该领域超越国际封锁作出了重要贡献。

从理论到实践中,校企合作让研发更高效

当前,我国亟需发展的半导体企业由于涉及构建工艺技术的快速演进,对可重用和可靠性的设计均明确提出很高要求。为此,团队与联合单位共同建立了集成无源器件IP库,并在研发过程中解决了可重用和可靠性的问题。“现在,该成果与中芯国际等我国行业企业所需的工艺完全相容。”吴林晟回应,校企间的密切合作让研发与应用于转化成的过程更加高效。

自主研发的软件不但已能满足产业当下的紧迫需求,更以多款高效和高性价比的产品为企业节约了大量时间和投放。比如,团队与应用单位牵头研制出可用作无线通信等诸多领域的三维构建毫米波发送模块等多款射频模组产品,让设计的准确性大幅提升,增加了反复优化设计与试制的迭代时间,设计和研发效率得到了大幅提高。

“这样,企业的产品能够更快上市,也相对降低了研发成本,实现了组件性能、功耗和成本的最优化。”吴林晟表示,目前,这些产品已大批量应用于多个射频与无线系统中。

产学研结合,助力射频行业走出技术封锁

瞄准当前紧迫的技术需求和国际形势,校企集中力量联合攻关国产射频EDA工具缺失的短板。经过调教,校企合作分工具体,真正做到产学研一体化,吴林晟介绍:“上海交大负责基础理论与算法研究、核心引擎与样品研制,芯和半导体公司负责管理软件开发与芯片设计以及产品推广应用。”

类似的项目在上海交通大学还有很多。面向国家重大战略市场需求,学校不断探寻产学研用合作新模式,不断扩展、深化与各省市以及大型企业集团的科技合作,打造出了众多学校赋能产业发展的标杆样板项目。

学校与机构企业的各类产学研合作项目正在稳步推进,2019年度纵向科研总经费亿元,新增校企牵头研发平台30个,经费2.8亿。学校与国家电力投资集团有限公司、中国远洋海运集团有限公司、华为公司、蚂蚁金服集团等签订战略合作协议。分担华为创意研究计划、上汽集团、宝钢股份、“上海交通大学Explore X基金”等各类产学研合作项目、各类业界招投标项目、年度各类科技统计调查工作。在各个科技领域打造出了众多产学研用的标杆示范项目,为实现科技成果转化成与经济发展加添新思路、新的动能。

作者:柯妍雯

编辑:顾军

责任编辑:樊丽萍

*文汇独家稿件,刊登请求标明原文。图丨受访方获取

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