中科亿海微探路自主可控FPGA芯片：未来不再被西方“卡脖子”

FPGA芯片，一个特别专业又烧钱的领域。

在网易科技的《致前行者》节目中，魏少军、赵伟国和杨澜曾谈到2018年中国进口芯片3120多亿美元，相当于石油、钢铁、粮食进口的总额，可见芯片行业的重要性。对于一般大众来说，往往只知道CPU（中央处理器）和GPU（图形处理器），却忽视了数字核心处理芯片家族还有另外一名“成员”—;FPGA。

资料显示，FPGA全称是Field Programmable Gate Arrays（现场可编程门阵列），通过现场对芯片进行硬件编程来实现不同的电路功能，被誉为“万能芯片”。FPGA广泛应用于航空航天、通信、工业控制、计算和存储、汽车电子、医疗器械、仪器仪表、广播和消费电子等行业，是新兴的大数据、云计算、5G、人工智能和自动驾驶等领域不可或缺的重要元器件。

高度垄断的FPGA芯片行业

据了解，FPGA芯片的技术门槛非常高，一直处于美国公司的垄断之下。处于领跑地位的赛灵思在该领域深耕了30多年，积累了丰富的技术和经验，建立了完整的FPGA生态环境，与Intel、Lattice、Microsemi等公司一起形成了坚实的壁垒，具有绝对的技术优势。

在这个高度垄断的FPGA芯片行业，中国还处于后发且弱势的地位。在2010年左右，随着FPGA部分专利技术开始到期以及国内对FPGA芯片重要性认识的进一步提高，中国才逐渐出现了几家FPGA芯片设计企业。

在第二届丝路商业航天大会上发布的“2019商业航天30强”榜单中，我们看到了一家研发FPGA芯片的公司—;—;中科亿海微。网易科技借此专访了中科亿海微公司总裁魏育成博士。

中科亿海微公司总裁魏育成博士

据介绍，魏育成博士多年致力于航空遥感载荷系统集成与服务、地理空间大数据处理分析、人工智能芯片等领域的科技成果转化和产业化应用推广的工作。

谈及为何他领导的中科亿海微公司会选择FPGA芯片领域时，魏育成博士对网易科技表示，中科亿海微的技术团队源于中科院电子所，2017年团队创业时已经在研究所有十余年的全正向FPGA设计经验，公司成立后仍然坚持自主可控的正向设计技术路线。这条路对于初创企业而言，一开始会比较艰难，因为团队除了要掌握硬件电路设计方法，还要有自主的架构设计以及EDA软件工具设计能力，与一些FPGA创业公司采用的“跟随”和“仿制”策略相比，中科亿海微走的道路对团队的要求更高，但相比而言，“困难的事情容易成功”—;—;为了让中国人的FPGA在世界上占有一席之地，需要首先把基础打扎实。

他坦言：“FPGA这一类通用逻辑芯片长期以来是我国‘卡脖子’的问题，目前国内市场95%以上的FPGA产品是美国的公司在提供，一旦美方禁运，后果不堪设想”。有鉴于此，中科亿海微公司致力于自主设计芯片架构、电路和EDA软件，同时选择国内流片以及封测工艺，以期实现FPGA芯片的自主可控。

据魏博士介绍，中科院电子所早在2005年就开始了FPGA学科布局，组建了可编程芯片与系统研究室，2017年顺应国家创新驱动发展战略，研究室整体转制成立中科亿海微公司，致力于FPGA科技成果的产品化和产业化。因此中科亿海微虽是一支市场上的新生力量，但拥有15年的自主FPGA芯片研制技术积累，形成了一支涵盖集成电路硬件设计、软件设计、测试、搞辐照加固、可靠性保障、产品应用推广等技术方向的研发团队，其中博士和硕士占比55%，高级专业技术职务人员占比达到了12%。

2019年，中科亿海微也完成了A轮融资。

砺志创芯 产业报国

FPGA芯片跟航天领域是如何结缘的呢？魏育成博士表示，在外太空环境下，芯片是很脆弱的，尤其对含有大量SRAM存储单元的FPGA芯片。因为外太空存在大量的带电离子和宇宙射线，会对芯片会造成硬损伤或软错误，从而对系统载荷造成极大的影响。普通的商业级FPGA芯片在外太空中无法保障长期可靠工作，因此需要进行抗辐照加固设计的宇航级高可靠FPGA芯片。

多年来，国内航天、国防等领域对FPGA芯片高度依赖进口，使用成本极高。对于很多商业航天来说，其本身卫星的成本就不高，如果大量使用国外宇航级芯片，成本就会hold不住。同时受瓦森纳条约的限制，国外的高可靠FPGA芯片对中国是禁运的。因此，打造低成本、高可靠的FPGA芯片是商业航天现阶段的痛点。在这种情况下，中科亿海微研制成功300万门级ER2C3000-H型高可靠FPGA芯片，抗单粒子翻转能力可以提升1~2个数量级，可以满足商业航天的特殊需求。

除了航天领域，中科亿海微还瞄准军工、信息安全、工业控制、现代通信等行业应用需求，不断提升企业技术创新能力，扩展FPGA产品类型，2019年成功研制出基于国产先进工艺的FPGA IP核，同时研制出高性价比的千万门级FPGA和高性能功耗比的百万门级FPGA系列产品，可以满足更多的行业应用需求。

据介绍，“砺志创芯 产业报国”是亿海微的核心价值观，未来，亿海微的目标也是希望把产品、服务、创新做到极致，魏育成表示：“我们的理想是经过5至10年的努力让中国人的FPGA在世界上有一席之地。”