摘要:复旦微电子是国内第一家发起式股份公司的集成电路设计企业,是第一家在港资本市场上市的国内芯片设计企业,还是第一家集成电路布图设计登记企业。

2019年开市的科创板,首批挂牌上市的25家企业中,芯片公司就有5家。

此后的两年间,中国芯片公司迎来了上市潮,到2021年7月22日科创板开市两周年时,科创板已经有32家芯片公司上市,总市值超过1万亿。

2021年8月4日,科创板又迎来了一家创造了多个中国第一的芯片公司——复旦微电子

复旦微电子是国内第一家发起式股份公司的集成电路设计企业,是第一家在港资本市场上市的国内芯片设计企业,还是第一家集成电路布图设计登记企业。

从进口替代到全球一流!中国第一家上市的芯片设计公司 成立只用了5分钟-芯智讯
2021年8月4日,复旦微电子成功登陆上交所科创板,股票代码:688385.SH,形成“A+H”资本格局

让人意外的是,公司创始人仅花了5分钟就达成了组建复旦微电子的意向,创立2年就成功上市,23年后的今天已经推出比肩全球顶尖水平的FPGA。

从复旦微电子的发展历程中,可以看到中国芯片人的坚守和家国情怀,可以看到成百上千家中国芯片设计公司从进口替代到赶上甚至超越全球顶尖芯片公司艰难历程的缩影,也能看到中国芯片行业几十年间的变迁和未来走向。

复旦微电子的故事,要从享有世界盛誉的我国著名物理学家谢希德教授讲起。

三代人的努力,5分钟决定创立

50年代从美国回来的谢希德教授,在复旦大学开创了半导体物理的基础研究,为复旦微电子的成立培养了一位核心人物章倩苓教授。

复旦微成立的另一位核心人物是叶仰林教授,他到国外访问学者的时候,不仅看到了晶圆代工厂的出现将会影响全球半导体产业的格局,还看到了中国半导体产业和世界领先水平的差距。

回国后,叶仰林教授向复旦大学贷款100万元,在1985年与章倩苓教授等人共同成立了复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室。

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1998年复旦微电子揭牌成立,成为中国集成电路设计业第一家发起式股份公司

实验室能够培养人才,但想要留住被国外芯片公司吸引走的人才,还得靠企业。于是,叶仰林教授有了创立公司留住人才,发展国内芯片产业的想法。但成立并管理一家公司不是叶教授擅长的领域,资金也是个大问题。

叶教授1994年和在上海农投工作的施雷谈起了自己成立公司的想法。

施雷与芯片和叶教授颇有缘分,他在1985年考入中国科技大学管理科学系,中国科技大学把每个学生都当科学家培养,虽然是管理系的学生,但施雷也要和物理系一起上物理电路课,对集成电路了解不少。

在复旦大学上管理系研究生的时候,施雷和叶教授实验室的人关系很好,毕业后到了投资公司,依旧和叶教授维持紧密的联系,这也是叶教授会和施雷谈起成立公司想法的关键。

可惜,叶教授在1995年突发疾病去世了,成立芯片公司也被搁置。不过,施雷一直没有忘记叶教授想要成立芯片公司留住人才的心愿,1997年他从上海农投到了上海商投,开始为成立芯片公司寻找资金。

“投资公司的领导不太懂集成电路,但他们知道国家需要芯片,也需要芯片人才,于是同意投资300万。”施雷说,“拿到300万投资后,我就去和当时复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室的副主任俞军谈了5分钟,就达成了组建复旦微电子的意向。”

在复旦微电子内部,这被戏称为“5分钟决议”。

经过三代人的努力,1998年7月,12位受过高等教育、有实际工作经验,在国内半导体行业中知名度较高的优秀青年,放弃出国机会,激扬着报效国家的崇高理想,满怀着追赶世界微电子行业制高点的雄心壮志,在黄浦江畔复旦大学的一个院落,成立了上海复旦微电子。

由于资金不足,12位青年还拿出各自的积蓄,凑了六百余万元,成立了中国集成电路设计行业第一家发起式股份公司,施雷担任上海复旦微电子股份有限公司董事总经理。

刚成立的复旦微电子,在复旦大学一个50平米的小房间里,开始了第一款芯片的设计。

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复旦微电子成立时的一个办公地点,复旦大学水房

替代进口芯片起步,生死关头融资1亿港币

与大部分中国芯片公司一样,刚成立的复旦微电子也从进口替代开始。“当时,用于电话机的飞利浦TEA 1062芯片需求很大,恰好这款芯片的生产线就在上海的漕河泾,还对外开放。我们在研究了这款芯片之后,根据中国市场通话噪声大的特点,设计出了更符合中国市场的芯片开始销售。”施雷说。

仅一年时间,这款芯片就销售了200万颗。就这样,复旦微电子创始团队的12个人分成了两三个模拟芯片的项目组,根据市场需求设计芯片。

但集成电路行业是一个高投入的行业,复旦微成立时仅有的600多万元远远不够。

在那段时间里,芯片设计所需的工具EDA软件只能买便宜的,测试设备只能用别人不用的再修一修,办公室的环境也很艰辛。到了2000年,眼看复旦微的资金即将见底,一个机会出现了。

2000年香港创业板开板前,在上海举办了一个创业板和香港联交所的交流会。“交流会的前一天晚上,我和负责交流会的蔡敏勇主任一起上电台,结束后蔡主任告诉我明天有一个香港创业板的交流会,已经定了50家企业,问我是否愿意作为第51家企业候补参加。”施雷印象深刻。

第二天,施雷代表复旦微电子候补参加了香港创业板的交流会。由于复旦微是一家股份公司,上市不需要改制,另外,成立仅两年的复旦微没有历史包袱,有利于上市,在解决了重重挑战之后,复旦微电子最终在2000年8月4日成功在香港创业板上市,成功募资1亿港币。

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2000年8月,复旦微电子在香港创业板上市

获得1亿港币的复旦微电子解决了资金的燃眉之急,团队规模也从12人增至50多人,继续沿着进口替代的方向向前发展。2002年初,复旦微电子增发H股成功,又获得了1亿港币。

“有了四年产品定义经验的积累,客户资源,以及2亿港元的融资,生存基本有了保障之后,我们就开始从逆向设计转向正向设计。”施雷说,“如果我们不自己定义芯片,设计超大规模的集成电路,永远也不可能成为一流的公司。”

2002年,复旦微电子已经成功设计出当时代表国内CPU研制最高水平的高性能嵌入式32位微处理器神威Ⅰ号,拥有完全自主知识产权,并且一次流片成功。这是一款可以载入中国芯片史的产品。

从2003年开始,复旦微电子大举迈入了自主定义芯片的阶段,选择从技术门槛相对较低的智能卡开始,设计各种类型芯片。

经过几年的发展,智能卡业务取得不错的成绩之后,复旦微电子准备进军难度更高的大规模集成电路。2006年左右,国家鼓励发展核心基础技术,特别是四大通用芯片CPU、GPU、FPGA、DSP,以及对存储芯片。这些芯片难度最高,被国外芯片巨头垄断市场,但自主化和中国巨大的市场规模也给中国芯片公司带来了机会。

施雷提出了一套“丛林法则”,要抢占国外大公司的市场份额,就要成为“狼”,把自己放在强者的地位,才有生存和对话的资格。

于是,团队规模已经达到几百人的复旦微电子顺势而为,进入了高手统治的存储和高性能FPGA领域。

把挫折转化为产品基因,推出全球一流FPGA

想要在持续且迅速迭代的芯片领域取得成功,技术实力和战略都更显重要。复旦微电子和复旦大学联合启动的FPGA项目取得了瞩目的成功,连续研发出了国内首款百万门级FPGA、千万门级FPGA、亿门级FPGA,填补了国产高端FPGA的空白。FPGA中文叫做现场可编程逻辑门阵列,门的数量越多,性能会更高,可以完成更复杂的处理任务。

而成功的背后并非一帆风顺,复旦微电子在FPGA领域刚开始也遭遇了一个巨大的挫折。由于没有经验,复旦微电子2007年的第一代FPGA性能很高,但由于没有配套的软件工具链的支持,很难在实际应用中使用。

“芯片的性能有时候恰恰是不重要的参数,要让芯片配合软件很好地运行挑战更大。”施雷说,“想要设计出高端芯片,方法论很重要。”

到了第二代FPGA,复旦微电子吸取了第一代产品的惨痛经验,充分考虑了软硬结合,最终成功推出了被规模应用的第二代FPGA芯片。

自此之后,软硬融合写入了复旦微电子的产品基因之中,与全球领先的芯片巨头一样,用软硬结合的产品和生态保持其产品的竞争力。用软硬结合的MCU,也在MCU市场也收获颇丰。

迈向高性能高端芯片的过程中,复旦微电子也成功实现了转型。2007年之前,复旦微电子一直处于亏损或者微利的状态,到了2011年左右,复旦微电子开始转向盈利,并且盈利高速增长。《福布斯亚洲》杂志2011年评选复旦微电子为“最佳中小上市企业”,这也是对复旦微电子成功转型的认可。

施雷回忆,复旦微电子的营收有几个关键节点,我们用了四五年实现了营收1亿,之后又花了四五年才实现税后利润1个亿。

2014年1月,复旦微电子从香港创业板转入主板,销售额也保持快速增长,2016年销售收入12亿元,2017年销售超过14亿元,2018年上半年同样增长势头良好,但下半年突如其来的贸易战,改变了增长的势头。2019年,FPGA市场的竞争更加激烈,复旦微电子面临着着巨大的竞争压力。

但即便在这样的压力下,施雷和公司管理层仍然坚定持续投入研发,在2019年研发投入超过5亿元,外界充满了质疑和不解的声音。

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复旦微电子集团总部大楼

显然,持续的高额研发投入也已经成为复旦微电子的基因。对于高科技行业,这是一个正向激励,持续的高额研发投入让复旦微电子的整体毛利率高于业内同行水平。

施雷介绍,复旦微电子2019年的高额研发投入的重要用途是14/16nm 10亿门级FPGA和PSoC的研发。10亿门级FPGA已经是全球顶级水平,PSoC则是FPGA演进的方向。

2020年,复旦微电子全年销售额达到近17亿元,这是回应外界质疑最好的方式之一。

“FPGA继续发展的形态会发生改变。”施雷认为,“业界都看到了FPGA与AI结合的优势,因此FPGA和各种专用加速器结合,比如AI加速器集成为一个计算平台是未来的趋势。我们和国外领先的FPGA公司都在朝这个方向发展,这是一个新的形态,我们目前对这个芯片的命名是PSoC。”

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FMQL45AIT(简称青龙筋斗云),国际首款自定义全新架构的可重构AI芯片

“当我们的产品走到行业顶尖水平,芯片形态发生变化的时候,客户比我们知道PSoC的用途和优势。”

施雷向雷峰网透露:“我们如今的成绩是四五年前种下的种子,复旦微电子的PSoC目前只是提供样片阶段,但已获得非常好的市场反馈。新一轮的快速增长才刚开始,而我们也将坚持创新,持续保持行业的领先地位。”

在施雷心里,复旦微电子的目标,或者说中国芯片公司的成功是设计出全新的芯片,让全球对中国的芯片公司刮目相看。

写在最后

正如一个伟人的成功无法复制,一家成功的企业也无法复制。

复旦微电子1998以600多万元的资金成立,到2021年市值超过400亿元,23年间,从初创的12人,壮大到1400多人的团队,开发了具有自主知识产权的5个系列200多种产品。

复旦微电子12位敢想敢为、有家国情怀的年轻人,在国家力量、时代机遇、资本的助推下,以及不忘初心的坚守下,以发展中国微电子事业为己任,致力于让所有的国产电子产品都有一颗中国芯。

复旦微电子的发展历程,是许多中国芯片公司发展的缩影,他们从替代进口芯片开始,从简单的模拟芯片切入,把握时代的机遇,利用资本的力量,从芯片的逆向设计转向自主研发,熬过多年的持续高投入和亏损之后,成功研发出大规模集成电路,最终跻身高端芯片的行列。

“不要觉得许多国产芯片不够高级。”施雷说,”没有竞争力的芯片都无法销售,只要有客户购买,就值得被尊重。”

这是施雷对国产芯片的态度,国产芯片的真正强大,不是沿着已有的产品形态设计出性能最强的芯片,而是设计出全新的软硬融合的芯片,满足用户需求。

他同时也认为,经过几十年的努力,国内的芯片产业发展至今并非不堪一击,但仍然要保持开放合作的态度。随着更多资本的进入,大量人才的加入,以及国产芯片被更多人接受,进入后摩尔定律时代,中国人有可能将芯片发扬光大。

来源:雷锋网