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年轻公司的“芯”路历程

内容来源:北京日报

 

京津城际高铁沿线共安装了109个支持超高速无线通信技术的小型基站。

 

 

 

EUHT无线通信系统最核心的两款具有自主知识产权的芯片“射频芯片NuRadio9808”“基带芯片NuLink6301”,目前处于世界先进水平,已大规模应用于我国高速铁路、城市轨道交通等领域。

 

京津城际高铁的车头、车尾均安装了车载定向天线,能够实现列车移动互联网接入服务、列车实时高清视频监控等功能。

 

借助EUHT技术,广州地铁在全球首次实现了全车30路高清视频监控画面的无线实时传输。

 

时速300多公里的京津城际高铁里,乘客可以用手机连接免费的无线网络,体验“嗖嗖嗖”的列车网络服务。

 

宝都棋牌 广州地铁14号线知识城支线上,地铁车厢全部实现30路4K高清视频的实时监控,在车厢内乘客还能轻松收看新闻直播和电影大片,图像流畅无卡顿。

 

以上这些,得益于中国本土研发的EUHT——超高速无线通信技术。在5G技术中最难的超高可靠、超低时延应用场景方面,我国已处于世界领先水平。

 

世界领先的背后,是年轻的高科技企业新岸线14年的追赶之路。

 

频频受挫转战自主研发

 

在万物互联的5G时代,掌握了芯片技术可谓抢占了先机。新岸线公司(以下简称:新岸线)技术副总裁雷俊曾在多个场合强调,“掌握核心技术才能不受制于人,尤其是在新技术领域,谁有核心技术谁就能迅速占领制高点。”

 

这一领悟,始于14年前。

 

新岸线成立于2005年,那时,他们的目标只是做一款手机电视系统。“如果每个人随时随地都能用手机看精彩赛事,多好!”随着2008年北京奥运会临近,新岸线技术团队觉得,手机视频会是个发展方向。

 

“我们最开始的设想是立几个大的发射塔,发出电视节目,然后手机端有专用的芯片,能够实现电视节目的接收和播放,大家在手机上可以换台观看。”雷俊回忆,当时这个想法恰巧得到了原国家广电总局的认可和支持。于是他们用了半年的时间把广播系统T-MMB设计出来了,跟德国一家公司合作,在北京城区引入两三台上千瓦、高功率的发射器。可是,如何接收?手机芯片无疑成了大问题。

 

雷俊和技术团队最先弄了一台PC机,全部用软件完成设计。测试时,他们开着车拖着一个大电池,给PC机供电,虽然信号非常流畅,但还要接着进行算法优化。于是,PC机变成笔记本电脑,再往后,技术团队提出,还是要借助其他公司的手机芯片,于是他们找到一家韩国公司。

 

但受制于人的问题很快出现了——把控核心技术的韩国公司狮子大开口,要价奇高。这样一旦产业化,商用成本会非常高,公司创始人毅然决定,放弃合作,新岸线自己做芯片!

 

这件事让雷俊印象深刻。

 

2007年,只有指甲盖一半大小的NF9001手机电视专用芯片研发出来了,T-MMB的发射器、复用机、转发器等全部主要设备的技术指标也经过了严苛的室内外极限测试,稳定成熟。可计划赶不上变化,第二年,国家五部委联合评审遴选出了中国手机电视/移动多媒体国家标准T-MMB,但“国家标准”却没能成为日后的“事实标准”,后来国内运行的是由广电总局支持的另一种技术方案。

 

一起步就遭遇挫折。但“做核心芯片的研发,走自主创新之路”成为公司研发团队的共识,这种共识越来越坚定。

 

“招兵买马”打造低价芯片

 

2010年,一款性能可以和英特尔双核产品媲美的计算机芯片——NuSmart 2816“横空出世”,研发者正是“潜水”了几年的新岸线。“小企业不能盲目跟风,坚持做好自己,才可以取得成就。”如今回看那段经历,雷俊这样总结。

 

从2009年开始,新岸线将目光瞄准CPU。当时,手机、平板电脑市场巨大,但由于芯片全部来自国外,价格居高不下。

 

“我们能不能做一个低价格的芯片?”新岸线开始“招兵买马”,引入科技人才。他们想做一款通信计算一体化,集2G、3G、WIFI、蓝牙于一体的芯片。

 

这个过程毫无疑问非常艰辛。那段日子,新岸线还有一个口号叫“从初一到初七,从周一到周七”,每天都有很多员工在加班、熬夜,为此公司还在旁边租了个宾馆。大家经常工作到凌晨五六点钟到宾馆睡一下,然后七八点钟再起来继续干活儿。

 

2010年5月,设计好的芯片交给台积电公司去生产,8月份,芯片回来做软件调试。这也是最关键的时候。“软件讲究敏捷开发,越早上线越好,发现BUG也能及时解决。而芯片只能保证万无一失,因为挽救成本太高。”雷俊说。

 

宝都棋牌 雷俊还记得芯片刚回来测试时,CPU读写时总有一定的概率得不到正确的结果,无法通过压力测试。大家开始慌了。

 

找原因,看逻辑分析仪上的时钟,把每一条“线”拿出来看芯片的反应状态。“我们连续看了三晚,眼睛都快瞎了,也没发现问题,还是公司创始人兼首席科学家提出,会不会是时钟的延迟有问题。”雷俊回忆,“按说不可能,因为这是厂商内置的,他们之前也验证过的。”

 

技术团队又找到自己的存储电路IP供应商,他们派来的总工程师拍着胸脯说,绝不可能是存储器问题。只能又挨个验证、模拟,事实证明,真的是存储电路出了问题,好在不用改芯片硬件,通过软件的方式就能修正。终于,半个月后调试过关,芯片一次性量产成功。

 

2010年9月14日,全球首款40纳米A9双核2.0G高性能计算机系统芯片NuSmart 2816在京面世。这款芯片利用了多层次复合片上系统总线互联技术、多模式复合功耗管理技术,以及当时最先进的40纳米芯片制造工艺,一块芯片集成了CPU、显卡、视频解码、硬盘控制器等功能,适用于新型上网本、平板电脑、智能电视等新产品。

 

两年后,“低功耗版”NuSmart 2816系列第二代芯片研发成功,目标直指平板电脑和智能手机市场。

 

不能在最后关头被人“卡脖子”

 

自主研发的计算机系统芯片,却并没有让新岸线尝到“甜头”。由于前期投入成本太高,加上市场推广能力受限,NuSmart 2816没有达到预想中的成果。“我们好像一直是起了个大早,赶了个晚集。”雷俊笑着说。

 

之后的几年,新岸线又量产了WIFI、蓝牙、GSM/WCDMA、LTE等系统级芯片,可以说几乎把所有通信芯片都做了一遍。“随着芯片开发工作的深入,我们发现当时的无线通信系统存在着各种问题,比如对于超高速移动、超大量用户的支持不足,可靠性低,时延偏大。”雷俊说,基于以前的技术积累和对未来市场的预测,公司创始人决定要设计一套全新的无线通信系统。

 

为什么要做这个研究?这种技术到底能解决什么问题?雷俊说,交管部门曾公布数据,中国每年有超过6万人死于车祸,“触目惊心!专家的研究结果建议一定要采取积极、主动的预防性措施,包括怎么避免连环追尾,怎么做到盲区提醒等。”雷俊说,连环追尾是最恶性的交通事故,伤亡率很大。

 

他举例,如果每辆车都装了车路协同的专用通信模块,第一辆车在刹车的时候,5毫秒之内就可以把刹车信息广播到方圆一公里的车辆,后面上百辆车的司机就有更多时间采取措施避免追尾,“这和4G是两回事,4G是上网更快,我们强调是一定要可靠及时。”雷俊解释,新岸线希望公司的技术能为市民带来更安全的生活。

 

还有地铁、公交等公共交通工具的安全问题。雷俊介绍,假设地铁的每一节车厢、每一辆公交车上都安装了360度无死角高清视频监控,且信息可以实时回传到控制中心,控制中心的人工智能对高清视频进行分析,就能防止险情发生,必要时通知管理人员做出干预,甚至在下一步可以利用无线通信技术直接接管发生险情的公交车或者地铁。

 

为了不在最后关头被别人“卡脖子”,2010年新岸线加快了EUHT核心芯片的研发步伐,两年后完成了系统设计和标准化工作,在2014年设计出了第一代核心芯片。

 

新岸线的判断是准确的。对于一个年轻的追赶者而言,前路必然会有人设置羁绊。EUHT是一项自主技术,所以不可避免地从一开始就受到了美国和欧洲国家的强烈关注,美国国会曾经连续三年发备忘录称EUHT可能是一个威胁。

 

技术团队憋着一股劲儿,第二代、第三代核心芯片相继面世,带宽、稳定性上都有了大大提高。目前,EUHT已拥有52项国家核心专利和36项国际核心专利。

 

让京津城际全线对接5G

 

十年磨一剑。EUHT技术终于在2017年开始进入大规模商业应用阶段。

 

首先是高铁。当年1月,EUHT技术实现在京津城际高铁安装部署。京津城际全线总里程120公里,新岸线技术团队用了3个月的时间,一共在车站轨道沿线安装了109个小型基站,实现了线路全覆盖。车厢里安装了车载终端和车载无线覆盖系统,车头车尾都有车载定向天线。

 

“为什么有时候在列车上信号不好,断断续续?因为随着列车运行速度越来越快,手机与基站也在不断切换连接,可靠性、稳定性都会下降。”雷俊称,EUHT技术可以在列车300公里/小时的移动速度下,把EUHT信号转成WIFI信号,提供车内宽带移动互联网接入服务,同时支持20路以上的高清系统,保证监控视频实时回传到控制中心,实现基于实时大数据的运行维护和安全预警。

 

地下轨道交通也是一样的道理。2017年底,广州地铁四条新线路同步开通,其中14号线知识城支线平均每节车厢有4到6个摄像头,通过应用EUHT技术,在全球首次实现了全车30路高清视频监控画面的无线实时传输,其性能相当于4G系统的十倍以上。

 

雷俊解释,EUHT的投入使用,相当于在地铁车厢和地面之间拉了一条看不见的光纤,将车厢高清视频监控连续不断的向地面传输,传送画面分辨率可达4K,实现了车厢内的实时高清监控。“目前北京的地铁也在测试中,今年有望在部分线路铺开。”雷俊介绍。

 

此外,新岸线还推出了一款满足未来5G终端平台需求的射频发动机芯片——NR6816,这也是我国首颗研发成功量产的超带宽无线射频芯片。

 

“在未来5G技术中,不断增加设备射频工作带宽,提升高速处理能力,是保证未来5G网络支持1000倍流量增长的核心技术之一。”雷俊解释。

 

“中国芯”遍地开花布局智能制造

 

5G技术之所以被誉为一场革命,就是因为5G通信要进入工业生产领域,支持高速铁路、工业互联和车联网。而新岸线对于工业互联、车联网也早有布局。

 

目前,新岸线已完成包括沈阳机床、广东志高空调、广东弘宇等在内的多个大型制造业工厂的工业互联网覆盖,把EUHT功能集成在这些工厂,帮助企业迈入智能制造时代。

 

物联网方面,新岸线正在研发超低功耗和休眠唤醒技术的终端芯片,朝着大连接、低功耗努力。此外,中关村环保园3.6平方公里的自动驾驶场景应用示范区里,新岸线将提供EUHT 5G技术的网络基础设备,可以承载车与车通信、车与路侧设施通信、车与控制中心通信和互联网通信等各种应用。“我们前期计划部署15个基站,覆盖自动驾驶示范区域,目前整体的网络部署方案已经完成,正在准备进行基站设备的立杆安装。建成之后,将会实现自动驾驶示范路段的EUHT 5G信号双向无盲区、全覆盖。”雷俊表示。

 

今年2月,EUHT 5G高可靠、低时延无线通信系统及芯片,拿下了ISSCC技术创新奖。ISSCC被誉为芯片界的“世界奥林匹克大会”,这也是ISSCC自1953年成立以来历史上第一次将技术创新大奖颁发给一家中国本土公司。

 

从成立之日算起,新岸线做工业级芯片已坚持14年。“我们还会发布下一代EUHT系统和对应的芯片,用下一代EUHT技术作为底层支撑技术,与自动驾驶结合,与城市大脑结合,为人们打造更加美好的生活。”新岸线技术团队对于5G发展充满信心。

 

“核心技术的突破,说起来就很难,做起来更难,十年如一日坚持不懈地去研发、去探索,更是难上加难!”一路走来,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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