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芯片上的“筑梦师”:硅芯科技的“三维”长征

在建设中国式现代化的广阔天地间,科技创新的浪潮正热烈激荡。2025年,第十二届中国青年创青春大赛共吸引近1.5万个青年创业团队、3万余名青年参赛,179个项目最终获奖。

在这场智力与意志的角逐中,一批金奖项目在科技创新与数字经济的双重赛道上引人注目——

在科技创新专项赛中,“新一代2.5D/3D堆叠芯片EDA研发及产业化”抢占国际技术制高点,打破堆叠芯片EDA领域国外垄断;“钠启碳峰”以真空冶金碳化一体化工艺直击成本与容量痛点,实现进口替代;“面向半导体共形封装电磁屏蔽材料研发及产业化”以柔性共形封装实现“轻薄柔”升级,属国内首创、国际领先;“新型高机动重载无人机研发与产业化”凭借燃油增程动力与智能飞控系统,填补国内空白。

在数字经济专项赛中,“燃舞少年”深度融合人工智能与拉丁舞艺术,探索美育智能化新路径;“电网慧联”聚焦电力行业有限空间作业培训需求,依托AIGC技术构建全链路技术架构,打造多场景融合的VR实训体系;“数控半导体变色片”攻克电致变色量产难题,提升AR/XR成像清晰度;“大数据图模孪生的平台产业化及应用”打造“喜丰宝”农业大数据云服务平台,构建全国最大开源民用病虫害数据库,识别精准度高达97%以上;“此声童行”采集家长与儿童声音,生成个性化有声内容,为孩子带来温馨陪伴。

这些金奖项目,既是青年创业者铸牢理想信念、擦亮奋斗底色的生动展现,也是勇作奋进者、开拓者、奉献者的时代答卷。他们逐梦星辰大海,以青春之力融入高质量发展,闪耀在中国式现代化建设的广阔天地。接下来,让我们走近这些金奖获得者,聆听他们在创新前沿的铿锵足音。

芯片上的“筑梦师”:

硅芯科技的“三维”长征

文—本刊记者 郝志舟

在这个半导体产业迎来深刻变革的时代,一群青年科技工作者正以超前的眼光和不懈的坚持,在核心工具链的自主研发中攻坚克难。珠海硅芯科技创始人赵毅博士,便是其中的一位代表。他从2008年起便投身三维堆叠芯片EDA领域,历经十余年技术积累,带领团队构建起面向2.5D/3D先进封装的全流程EDA平台,为我国在这一战略领域的自主可控贡献了重要力量。

从当年在英伦半岛埋下一颗3D IC的种子,到如今在第十二届中国青年创青春大赛及各类论坛、比赛上崭露头角,赵毅潜心钻研,只为回答一个问题:当摩尔定律逼近物理极限时,中国芯片如何通过EDA工具的革新,在垂直空间内寻得生机?

“必须实现性能突破”

EDA,即电子设计自动化,是指利用计算机辅助设计(CAD)来完成超大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证、物理设计(包括布局、布线、版图、设计规则检查等)等流程的设计方式。如果说光刻机是“芯片之父”,那么EDA就是当之无愧的“芯片之母”,是芯片设计必须依赖的软件工具。一套全流程EDA工具链包含几十个环节,而其中的大部分市场长期被Synopsys、Cadence和Siemens三家海外巨头垄断。技术壁垒之下,国内芯片企业更换EDA平台的试错成本极高——一旦流片失败,动辄上亿甚至数亿美元的损失无人敢承担,这让中国EDA企业的市场突破异常艰难。

赵毅 

赵毅

80年代末出生的赵毅,本科毕业于南京航空航天大学微电子专业,后赴英国南安普顿大学攻读博士。他的导师是时任南安普顿大学校长、英国皇家工程院院士巴希尔·哈希米(Bashir al-Hashimi)。“一年收8个博士生,最后只有3个人毕业。”赵毅说,正是这段严苛的学术训练,让他在2008年就进入了当时尚属冷门的堆叠芯片研究领域,对半导体技术演进规律有了更为深刻的把握。

在传统设计中,芯片像平房般通过扩展面积来提高性能,但成本高企、良率低下难以突破:芯片面积越大,延迟越高、能耗越大。彼时,行业内的多数人仍沉浸在摩尔定律带来的平面扩展红利中,Chiplet(芯粒)和3D IC还是鲜有人问津的前沿概念。然而,正在英国攻读博士学位的赵毅,却敏锐地捕捉到了摩尔定律终将面临的物理极限。在导师的带领下,他成为了全球最早探索芯片垂直堆叠技术的团队成员之一。“那时候行业里还没这些概念。”赵毅回忆道。这种早期的技术积淀,让他和团队在三维堆叠设计的方法论上,与国际顶尖水平几乎平行。

而更大的机遇则来自中国市场的需求——由于先进制程受限,中国必须靠堆叠先进封装技术实现性能突破。“别人是换代,我们是寻求生存之道。”业内人士直言不讳。

2016年,赵毅选择回国投身教育与科研,随后正式开启了自己的创业征程。与国内大多数同行选择跟随传统2D流程、在成熟市场中“分一杯羹”的EDA公司不同,硅芯科技从成立的第一天起,就选择了一条更为艰辛却也更具战略意义的路:直接切入2.5D/3D堆叠芯片EDA这个全新领域。赵毅深知,随着半导体技术的不断进步和应用领域的不断扩大,数据中心、人工智能(AI)、高性能计算(HPC)、HBM存储、网络通信等领域市场对高性能、低功耗、高集成度芯片的需求日益增加,传统的平面布局已经到达瓶颈,芯片必须向空间要性能。赵毅本人从2008年开始研究堆叠芯片设计方法学,2010年研究成果入选IEEE1838国际标准,并发表多篇与堆叠芯片设计相关的有影响力的国际论文,在2.5D/3D堆叠芯片EDA领域具有难得的先发优势。也正是这种深厚的积累和产业洞察,让硅芯科技在2022年正式成立后,仅用了两年时间便在行业内和资本市场上引起了广泛关注。

“三生万物”

先进封装技术,说起来容易,做起来难。比如,堆叠芯片面临的两大核心挑战:缺乏原生工具链,布局布线、仿真验证、测试容错等环节需底层算法重构;工具需与多维度工艺场景深度协同,跨芯片、跨工艺、跨层级适配需求强烈。赵毅指出,如果单纯靠堆叠而缺乏系统级的架构规划,流片后的失败率将是芯片设计公司无法承受之重。

赵毅用一个生动的比喻解释核心痛点:“三维堆叠芯片的系统级建模,就像盖高楼前的地基工程——如果前期没规划好散热、互连等核心问题,哪怕上层设计再精良,芯片开机的瞬间就可能因热失控而烧毁。”而硅芯科技自研的“3Sheng Integration Platform”平台,正是赵毅应对这一挑战的利刃。

“3Sheng Integration Platform”以“三生万物”为寓意,集成了“架构设计—物理实现—分析仿真—集成验证—测试容错”五大中心引擎合一的完整流程。五大中心中,架构设计探索中心的创新程度最大。堆叠芯片需在早期解决“大芯片如何拆分、芯粒如何组合”问题,3Sheng Zenith工具支持SoC划分、Chiplet建模、Floorplan与DFT规划,帮助设计师在架构阶段完成互连优化、早期分析与成本评估,能够让设计师在动工之前就为这栋“芯片大厦”画好最精确的蓝图。

在物理实现中心,针对硅转接板布线层少、层间距小的特点,平台通过算法革新应对跨层串扰;仿真中心实现流程前移,支持边布线、边仿真。一个典型场景足以印证其效率:处理3万个互联节点(net)时,传统工具需要两三个月才能完成迭代,而硅芯的平台仅需10天左右——效率提升超80%,大幅缓解了工程师在复杂互联工作中的痛苦,极大提升设计效率。

多Chiplet验证中心针对新工艺开发专用检查引擎,Multi-die测试容错中心则强调堆叠芯片缺陷机制的独特性,构建差异化错误模型与测试电路。这些重构,让平台成为国内少数满足堆叠芯片后端设计全流程需求的工具组合。

特别值得一提的是,硅芯科技在“可测试性设计(DFT)”上的突破。其独创的“硅芯测试修复IP(SICHIP-TR-IP)”,包括了故障采集电路、STAR自我测试修复电路与信号仲裁电路,具备故障采集和自适应修复技术:“现在的AI芯片流片成本动辄上亿美元。一旦封装后发现某个芯粒是坏的,整颗芯片就报废了。”赵毅强调,“我们的工具能支持晶圆级电路测试(CP)和最终功能测试(FT),通过自适应修复技术,在晶圆级测试阶段就能发现并屏蔽故障。”

传统EDA公司普遍面临一种“恶性循环”:有代差—客户少—迭代缓慢—代差更大。即便是一些国产龙头EDA企业,经历多年发展后市场份额仍远低于三巨头。但硅芯正在打破这个“魔咒”。目前,成立仅3年的硅芯科技已实现千万元级年收入,商业化落地成效显著:不仅与国内头部先进封装产线、IC设计企业、科研院所及高校达成深度战略合作,更将复杂工艺参数转化为设计端可直接调用的标准化模型,产品通过严格验证后,已进入国产CPU龙头、GPU头部企业、新锐AI芯片公司的核心堆叠设计流程。对于一家专业化的EDA公司来说,这是一个极具含金量的信号。

“我们要打造的是先进封装时代的产业桥梁。”赵毅谈到了他的未来布局:从珠海到上海,从北京到新加坡,通过与产业巨头的合作,将三维堆叠技术的触角延伸到更高精尖的领域。

“让中国在这个领域更有话语权”

赵毅的生活极度简单。他的手环勾勒出一个创业者的执着:凌晨一两点睡,五六点自然醒,每天睡眠只有4—5小时。“10年来都是这样。”他说,“我不觉得累,因为看一个东西看了十几年,任何细节都很有趣。”

在大学授课时,他常对学生说:不喜欢微电子也没关系,重要的是做自己觉得有意思的事,成为有意思的人。而他最“有意思”的爱好便是读论文,办公室堆满了打印出来的论文,甚至因病住院时消磨时间的方式也是看论文。“我在病床上看Paper的时候,贼开心。”他笑着说,眼里满是对技术的纯粹热爱。到目前为止,他已经读完2000余篇论文,“所以你要是跟我谈堆叠芯片EDA的哪一个细节,我基本都知道。”这种对技术本身的热爱,贯穿于他的整个职业生涯。

在国家高度重视自主可控的背景下,硅芯科技正处于长征的攻坚阶段,下一个山头,或许是更复杂的系统协同与关键应用突破。硅芯谐音“归心”,归心者,“就是回归本心”。从2008年在英国读到第一篇关于3D堆叠的论文,到2025年服务国产芯片设计的全流程平台,赵毅用17年时间完成了从学术追赶到产业并跑的跨越。对他而言,“归心”不仅是公司名字的谐音,更是中国EDA产业从“卡脖子”到“破局突围”的征途。“在三维空间里,我们有机会重新定义规则。”赵毅说,“中国EDA市场80%的份额被国外三巨头占据,我最想做的,就是让中国在这个领域更有话语权。”2025年12月的凛冽北风里,赵毅用沙哑却坚定的嗓音,道出了他的初心与目标。这位深耕堆叠芯片EDA十余年的创业者,正带领成立仅3年的硅芯科技,在全球最尖端的软件赛道上,向垄断市场三十余年的国际巨头发起一场他们不得不接受的挑战。

文章来源:http://www.xinwulian.net/industry/2026/0127/3389.shtml