晶片積木遊戲的締造者,打破晶片設計週期神話

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繼5月上市後,思特威進一步提速拓展高階車載電子與智慧手機應用市場。近期,更是相繼在高階車載前裝與旗艦級智慧手機主攝領域推出重磅新品。在車載領域,思特威目前已擁有6顆車規級高效能的CIS產品,並最新發布了車規級針對高階ADAS應用的SC220AT,後續還將針對車載影像類、感知類與艙內三大應用進一步全方位地佈局汽車晶片產品。思特威之所以能在高階應用領域實現產品效能的快速突破,離不開其技術核心人物,思特威首席技術官 —— 莫要武。

作為中國最早一批進入半導體領域的探索者,莫要武博士深耕CMOS影象感測器領域二十餘年,主持設計了近百款CMOS影象感測器產品,斬獲多項技術專利載譽無數,在全球半導體領域內擁有極高知名度,若列一份全球CIS專家榜的話,作為元老級人物的莫博士至少能排進前五名。

如今已成為國內CIS領軍企業思特威CTO的莫要武博士,仍不忘秉持初心,對技術探索充滿敬意和熱愛,帶領思特威的研發團隊乘風破浪,為國產CIS的技術突破做出新的貢獻。

突破次元壁 邂逅半導體

高中莫要武曾多次參加各類數理化競賽,只因在參加省化學競賽時錯過了物理課程的半導體章節,於是他便將高考志願填成 “半導體物理與器件”,並由此開啟了他邂逅半導體長達幾十年的人生之旅。

有趣的是,這次省化學競賽的參賽者中還有格科微的創始人趙立新趙總,比賽期間作為隔壁縣高手的他與莫要武曾住在同一個宿舍,兩人都給彼此留下了深刻印象。曾在同一賽場棋逢對手的兩位青年才俊,如今又進入到CIS同一個領域中繼續著競賽。

在莫要武大學期間,家人鄰里聽聞其專業後,便將收音機、錄音機乃至黑白電視機等他們認知中的“半導體”給到莫要武進行修理,而這有趣的“誤會”卻也讓他熟知了各類小型家電的線路圖,並“被逼”成為了一個無線電愛好者。後來在攻讀碩博學位時,他曾獨立修好了教研室一臺兩年都沒有除錯好的液相外延爐,還利用一些報廢的舊裝置搭建了一個完整的系統,最終完成畢業設計。這個系統後來還承擔了上海市科委和國家自然科學基金的專案,而這些僅僅是他的初露鋒芒。

七天完成首顆晶片設計,創“斷貨王”神話

加入思特威之後,莫要武展現出了他強大的科研實力。通常,一款晶片從設計到量產,大約需要12~36個月,如果中間流程有問題,時間甚至還要更長。而莫要武完全打破了這一週期,他以迅雷之勢在研發團隊組建首周就完成了第一顆CIS晶片的設計——SC1235,這顆晶片一經推出便成為了當年安防領域年度“斷貨王”,市佔率高達60%,創業界“神話”。而僅僅才過了兩週,莫要武帶領的研發團隊再次交出了第二顆1080P/2MP的晶片產品SC2235,該顆晶片之後同樣成為了行業內炙手可熱的“大熱門”產品。

“後來得知同期有很多家公司都在做1080P/2MP的產品,因為思特威的效能優勢和快速切入,才贏得了先機,這一點在0到1突破時尤為重要。”莫要武說道。如此高效快速的研發奇蹟,離不開他職業生涯初期在日本的諸多經歷。

奔赴海外數十載,精益求精鑄就工匠之心

上世紀末,日本半導體從資金投入、到技術攻關、再到產品落地等都發展飛速,令其半導體產業無論在產品、材料與裝置等一直處於國際領先位置,彼時對半導體狂熱的莫要武也慕名前往。

1997年,莫要武加入日本大阪的一個研究所,共同參加產學研合作的大規模專案。這是一個整合形、聲、聞、味、觸五感的MEMS控制系統,他主要負責控制系統的電路設計。由於專案預演中只有莫要武設計的741運放能夠正常工作,因此後續開發中的CMOS標準模擬和數位電路都由他來設計。藉著這個難得的機會,他也把CMOS影象感測器晶片開發流程全套做了一遍,為其後續獨立進行全域性性的研發打下了堅實基礎。

2004年時莫要武又加入了從事CMOS Image Sensor研究的日本印表機公司,此時的他再次認識到“高效”在產品開發中的重要性。“有一次,為了在test vehicle(測試載具)前驗證某個思路,我熬通宵做出了test chip(測試晶片),後來結果表明這個 test chip正是問題的正解,產品也得以順利推出。”

此外,在日本的職業經歷還塑造了莫要武精益求精的研發態度。他告訴記者,“在思特威的產品開發中,從封裝的RDL連線、晶片的 floorplan到模組的layout,無一不是經過多次審查反覆修改,以追求一種完美。”

“這與我在大阪的研究所中做的那塊741運放有關,當時經過仔細分析後發現,因為我的運放版圖連線做得最為漂亮,因此才能正常工作。”莫要武因此堅信:“精益求精獲得的美感才能得到上天眷顧,在晶片設計中亦是如此。”正是這樣工匠般專注的研發心態與強大的研發能力,才讓莫要武在當時以日本為先進代表的半導體界闖出一番作為。

“高效”、“追求完美”,這些莫要武在日本的職業生涯中淬鍊出的寶貴經驗,都為其日後帶領思特威研發團隊打破國外壟斷,在擁有極高技術門檻的CIS半導體領域中佔穩一席之地打下了紮實功底。

從跟隨者到引領者,關注未來而不是當下

伴隨著思特威的飛速發展,其技術研發實力也已步入國際前沿水準,此時在莫要武面前的是通往充滿無限可能性的未來之路。“當前方已無領路人時,所有人都處於同一起跑線,一定要靠自己去摸索到前進的方向,才能走在技術的潮頭。”莫要武這樣認為。

正是基於這種勇於開拓的科研精神以及對半導體產業發展方向的敏銳嗅覺,使思特威的產品從晶片設計效率到效能表現等各個方面都具有很強的競爭優勢。莫要武以思特威最新推出的車規級CIS產品SC220AT為例做了詳細說明。

“之所以思特威能快速推動車載產品的研發程序並取得研發成果,是因為我們將自研的核心成像技術IP化並加入到了車載專案的產品中去。比如我們自研的SFCPixel專利技術以及PixGain技術,通過這兩項技術,SC220AT的感光度與量子效率都得到了大幅提升,夜視效能更佳;同時,我們還將超低噪聲外圍讀取電路技術以同樣IP化的方式加入到了SC220AT的設計中,能將畫素響應的不均勻性有效降低至0.5%以下,電學串擾降低至1%以內,實現更出色清晰的成像效果。

此外,針對LED訊號燈閃爍難題,我們創研了LFS技術(LED閃爍抑制技術),該技術基於前沿的雙畫素結構設計,在每一個大Pixel旁增添一個降低感度並延長曝光時間的小Pixel,通過同時讀取與片內合成方式,能實現優異的LED閃爍抑制效能。同時SC220AT還內建了思特威升級的ISP演算法,從而將其低照度與寬動態範圍的表現發揮到極致,實現更好的成像品質。”

締造晶片積木遊戲,以IP化設計創研發效率之冠

如此高效的晶片設計IP化研發理念,正是由思特威技術領路人莫要武建立的。作為經驗豐富的技術大拿,莫要武發現大部分研發團隊的工作方式無外乎就“一切從零開始”與“按圖索驥”兩種,前者把每一個產品都從頭開始重新設計,導致費時費力風險高,而後者則是太過保守,往往無法突破創新。

莫要武仔細思考後,認為產品研發不能一貫低水平重複,必須要一步步往中高階走,他想要結合兩者的長處來打造思特威的研發體系。莫要武把晶片設計比作積木遊戲,可將現有的積木與新的積木結合,從而能夠快速建起高樓大廈,晶片設計亦是如此。將同一種高效能的模組與設計技術應用到不同應用領域不同規格產品中去,從而可實現晶片設計IP化,這大幅提升了思特威的設計效能與水準。同時還不斷改善目前IP所存在的問題,始終站在行業需求去思考研發目的,從而提前將技術佈局到產品中去。

在這種獨特的IP化晶片設計模式推動下,2021年思特威Tapeout晶片數高達31顆,數量位居行業前列。尤其在車載電子領域,這種快速的研發效率帶來的正面市場效能更為凸顯。自2020年思特威推出第一顆車規級晶片SC100AT起,到如今僅2年時間,思特威已擁有了6顆覆蓋1MP~8MP的車規級高效能CIS晶片產品,這成為其快速邁入智慧車載黃金市場的重要催化劑。據悉,後續其還將針對車載影像類、感知類與艙內三大應用推出2MP、3MP以及8MP的更多車規級CIS新品。下一步,思特威已在規劃預研第二代基於更先進的工藝製程、擁有更低工作功耗與更高功能整合度的車規級新產品。

作為這場晶片積木遊戲的締造者,莫要武還以此為基石,由下至上打造了思特威銳意革新的研發體系。莫要武希望思特威的研發團隊擁有其獨特的個性。為此,他和管理層努力打造一個具有極大包容性的工作環境,以吸引多樣性格的高手加盟。在進行團隊合作時,儘量採用引導的方式來溝通,讓團隊成員自己把答案提出來。莫要武坦言,“生活在氣氛良好的團隊與工作環境中,每個人周圍都是自己的貴人,因此合作或競爭都會促進自己的成長,從而推動團隊與公司的成長,如果這時再加上天時和大勢,成功只是水到渠成。”

對於莫博士的突出貢獻思特威創始人兼董事長兼CEO徐辰博士也給予了高度評價:“莫博士之於我,既是初入行時的引路人,也是我非常尊重的良師益友。在莫博士加入思特威後,始終引領著公司技術的不斷銳進突破。同時在他高效與嚴謹的鑽研精神感染下,我們也將“精”與“快”的理念進一步貫徹到公司研發團隊的發展與管理中去。” 在莫要武博士的技術帶領下思特威實現了飛速發展,已成為CIS界一股不可忽視的亞洲雄風。

以成像科技之發展,開拓人類認知之邊界

在莫要武博士的帶領下,目前思特威已成為全球CIS安防領域出貨的“五冠王”,同時也在新興車載電子、機器視覺、智慧手機等多領域全面拓展,應用遍地開花。

征途是萬里蒼穹,夢想是星辰大海。莫要武認為,所有研發的最終目標都是實現技術上的創新與突破,要秉持研發者不斷進取、執著鑽研的初心,才能突破自我。

未來,思特威將持續聚焦CMOS影象感測器領域,以成像科技之發展,開拓人類認知之邊界,實現國產高階影象感測器晶片的技術突破,刻上屬於中國半導體的光榮印記。