從衛星通信，到日常使用的手機、Wi Fi、共享單車，處處都有射頻電路的身影。射頻電路是廣泛應用於無線通信中的集成電路，而我國在該領域起步較晚，想要彌補和國際的差距需要從產業鏈源頭的設計發力。
為滿足對自主可控的射頻電子設計自動化（EDA）軟體的迫切需求，十多年來，上海交通大學毛軍發院士和吳林晟教授團隊，與芯和半導體科技（上海）有限公司開展合作，產出了多項自主研發的突破性成果，打破國際封鎖，已在移動通信、衛星通訊和集成電路等多個領域取得推廣應用，走出了一條射頻EDA軟體國產化的產學研創新突圍之路。
自主研發專業軟體，打破國際壟斷
目前，國際主流射頻EDA軟體仍以外國軟體為主，並壟斷了中國絕大部分市場。與此同時，它們仍然存在著在分析射頻電路時消耗資源大、效率低、建模難度大等亟需解決的問題。
「考慮到當前EDA軟體的不足，我們研製出了首套國產射頻電路晶片-三維封裝聯合電磁場仿真建模商用軟體。」吳林晟表示。該軟體不但可以解決晶片級封裝的跨尺度仿真問題，能夠高效精確地實現從納米到釐米7個數量級的電磁仿真，效率比現有工具提高10倍以上。此外，團隊還自主研發了一款多物理場仿真軟體，突破了射頻封裝結構多物理場的精確高效仿真技術瓶頸。該軟體的仿真效率比目前的主流商用軟體提高了幾十倍，佔用內存明顯減小。
迄今為止，國內多家行業龍頭企業將上述兩種軟體應用到產品研發中，大幅縮短研製周期、降低研發成本，設計得到的產品綜合性能和可靠性得到顯著的改善。歷經十多年的攻關，團隊自主研發的射頻EDA軟體，為我國在該領域打破國際封鎖做出了重要貢獻。
從理論到實踐，校企合作讓研發更高效
當前，我國亟待發展的半導體企業由於相關集成工藝技術的快速演進，對可重用和可靠性的設計均提出很高要求。為此，團隊與聯合單位共同建立了集成無源器件IP庫，並在研發過程中解決了可重用和可靠性的問題。「現在，該成果與中芯國際等我國行業企業所需的工藝完全兼容。」吳林晟表示，校企間的緊密合作讓研發與應用轉化的過程更加高效。
自主研發的軟體不但已能滿足產業當下的緊迫需求，更以多款高效和高性價比的產品為企業節約了大量時間和投入。比如，團隊與應用單位聯合研製出可用於無線通信等諸多領域的三維集成毫米波收發模塊等多款射頻模組產品，讓設計的準確性大幅提升，減少了反覆優化設計與試製的迭代時間，設計和研發效率得到了大幅提高。
「這樣，企業的產品能夠更快上市，也相對降低了研發成本，實現了組件性能、功耗和成本的最優化。」吳林晟表示，目前，這些產品已大批量應用於多個射頻與無線系統中。
產學研結合，助力射頻行業走出技術封鎖
瞄準當前緊迫的技術需求和國際形勢，校企集中力量聯合攻關國產射頻EDA工具缺失的短板。經過磨合，校企合作分工明確，真正做到產學研一體化，吳林晟介紹：「上海交大負責基礎理論與算法研究、核心引擎與樣品研製，芯和半導體公司負責軟體開發與晶片設計以及產品推廣應用。」
類似的項目在上海交通大學還有很多。面向國家重大戰略需求，學校不斷探索產學研用合作新模式，不斷拓展、深化與各省市以及大型企業集團的科技合作，打造了眾多學校賦能產業發展的標杆示範項目。
學校與機構企業的各類產學研合作項目正在穩步推進，2019年度橫向科研總經費億元，新增校企聯合研發平臺30個，經費2.8億。學校與國家電力投資集團有限公司、中國遠洋海運集團有限公司、華為公司、螞蟻金服集團等籤署戰略合作協議。承擔華為創新研究計劃、上汽集團、寶鋼股份、「上海交通大學Explore X基金」等各類產學研合作項目、各類業界招投標項目、年度各類科技統計調查工作。在各個科技領域打造了眾多產學研用的標杆示範項目，為實現科技成果轉化與經濟發展增添新思路、新動能。
作者：柯妍雯
編輯：顧軍
責任編輯：樊麗萍
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