עשרים שנות ליטוש שבב: צוות המחויב למצוינות בשבבי FPGA - ראיון עם וואנג היילי, מנכ"ל הרקולס מיקרו

מעגלים משולבים מהווים את אבן הפינה של חברת המידע, אך סין מתמודדת זה מכבר עם אילוצים טכנולוגיים שהוטלו על ידי מעצמות זרות. בין אלה, שבבי FPGA עומדים כ"תכשיט שבכתר" של תעשיית ה-IC. בסין, קבוצת חלוצים הקדישה את עצמה בהתמדה לקידום FPGAs מקומיים, ועבדה ללא לאות כדי לשבור מונופולים זרים. ד"ר וואנג היילי, מייסד ומנכ"ל Hercules Micro, הוא אחד מהם.

הרקולס מיקרו נמצא בין סין'החלוצים הראשונים של החברה במחקר ופיתוח עצמאי, ייצור המוני ומכירות בקנה מידה גדול של FPGAs לשימוש כללי ושבבי מחשוב הניתנים לתכנות הטרוגניים מהדור הבא. סיפורה החל עם צוות מחקר ופיתוח בפארק המדע צינגהואה. בשנת 2017, צוות זה-עם למעלה מעשור של ניסיון במחקר ופיתוח של FPGA-התחילה מחדש, והקימה חברה מושרשת בתרבות הארגונית של "התאחדו כאחד". חברי הליבה עבדו בעבר ב-Jing Microelectronics, מיזם FPGA מקומי מוקדם. לאחר שעברו את המסע המפרך של יצירת סין'שבבי ה-FPGA הראשונים שלו מאפס וניצול כמעט קריסה עקב מחסור במימון, חוויות אלו חיזקו את המנכ"ל וואנג היילי.'נחישותו להוביל את צוותו לעבר המטרה של "שכלול FPGA מקומיים".

וואנג היילי, מנכ"ל הרקולס מיקרו

"קודם כל לשרוד, אחר כך להמשיך להתפתח"-גישה פרגמטית זו הגדירה את הרקולס מיקרו'אסטרטגיית ההקמה של וואנג.'צוות בחר בטכנולוגיית תהליך 40 ננומטר בוגרת כדי להשיק מספר שבבי FPGA בעלי קיבולת קטנה עד בינונית המיועדים לתחום האלקטרוניקה הצרכנית, הבקרה התעשייתית ומגזרים אחרים. שבבים אלה זכו במהירות לאימות שוק והגדילו את ייצורם הודות ליעילות העלות שלהם וליתרונותיהם המבודדים, והניחו את היסודות המסחריים למחקר ופיתוח עתידיים.

אולם תצוגה למוצרי הרקולס מיקרו

"לאחר ששרדנו את השלב הראשון, אנו מתמקדים כעת בצמיחה", הצהיר וואנג היילי. בשנת 2022, בעקבות סדרות Zihe (HME-R) ו-Shan (HME-M), Hercules Micro השיקה מספר FPGAs 22nm, והתרחבה לסדרות Hercules (HME-H) ו-Pegasus (HME-P). זה הציב אותה בין החברות הסיניות.'היצרנים ההמוניים הראשונים בצומת זה.

כיום, החברה הצליחה לייצר בהצלחה שבבים המוני בארבעה דורות של תהליכים (65 ננומטר/55 ננומטר/40 ננומטר/22 ננומטר), עם משלוחים מצטברים של עשרות מיליונים. שבבים אלה מפעילים תעשיות אסטרטגיות, כולל מוצרי אלקטרוניקה, ייצור חכם, אנרגיה תעשייתית, ניטור אבטחה ומכשור רפואי.

קיר תצוגה לפטנטים של הרקולס מיקרו (חלקי)

בניגוד ל-FPGA מסורתיים, Hercules Micro מחדשת עם ארכיטקטורת "Heterogeneous Programmable" קניינית שלה. הארכיטקטורה משלבת מארג FPGA עם מעבד, מיקרו-בקר, זיכרון, ASIC, מאיצי בינה מלאכותית ויחידות הטרוגניות אחרות בשבב יחיד. המוצרים המתקבלים מציעים יכולת תכנות, יכולת הגדרה עצמית, יכולת מדרגיות, תחולה רחבה, אינטגרציה גבוהה, אמינות, מחשוב עוצמתי ואורך חיים. סדרת H22 7nm משלבת משאבי לוגיקה של FPGA, מיקרו-בקר ARM Cortex-M3 ו-SRAM בעל קיבולת גדולה, המאפשרים תכנות גמיש ואופטימיזציות ספציפיות לתרחישים. פתרונות אלה, המצוינים בצגי LED, מוצרי אלקטרוניקה צרכניים, אוטומציה תעשייתית ויישומים רפואיים, משפרים את התחרותיות של המוצר הסופי ועונים על דרישות שוק נישה.

*פתרון תאורת רקע מיני-LED רב-אזורית לטלוויזיות (מבוסס על HME-H7)*

ביריד האלקטרוניקה של מינכן ושנחאי שנערך לאחרונה בשנת 2025, הציגה Hercules Micro את סדרות ה-FPGA HME-H1, HME-H7 ו-HME-P2 שלה. פתרון צג ה-LED המסתובב במלואו שלה, המבוסס על HME-H7, משך תשומת לב רבה. חידוש זה, ששובר את מגבלות התצוגה המסורתיות, מציע גמישות מרובת זוויות וחיבור בצורות לא סדירות, ופותח אפשרויות חדשות עבור תצוגות מסחריות. המשתתפים חוו ממקור ראשון כיצד טכנולוגיה מעצימה ויזואליזציה עסקית.

*פתרון תצוגת LED מסתובב לחלוטין (מבוסס על סדרת HME-H7)*

בדוכן, ד"ר וואנג הציג הדגמות ודיונים על מוצרים עם משתמשים ועמיתים בתעשייה. הוא קיים שיחה מעמיקה עם מר סונג שי-צ'יאנג, המנכ"ל של SLKOR סמיקונדקטור, על מגמות בתעשייה במוצרים, טכנולוגיה ושווקים. מר סונג'המומחיות של וואנג בהרחבת שוק עוררה השראה, שהדגיש את הצורך לשבור מחיצות בתעשייה ולחזק את שיתוף הפעולה בין-מגזרים לטובת תועלת הדדית.

Song Shiqiang (SLKOR) ו-Wang Haili (Hercules Micro)

פיתוח FPGA דורש לא רק תכנון חומרה אלא גם תמיכה בשרשרת הכלים של EDA. Hercules Micro היא אחת מסין'חברות מעטות ששולטות בשש טכנולוגיות ליבה: תכנון ליבות FPGA, ארכיטקטורת SoC, תכנון חומרת IC, פיתוח תוכנה של EDA, תכנון יישומי IP ופיתוח מערכות הטרוגניות. צוות המחקר והפיתוח שלה-עם חברים מאוניברסיטת צינגהואה, CAS ומוסדות עילית אחרים-מחזיקה ביותר מ-200 פטנטים. החברה מוכרת כ"עסק קטן ועסקי מתמחה, מעודן, ייחודי וחדשני", "ענק קטן" ו"יוניקורן IC מספר 6". היא זכתה בפרסים רבים, כולל פרס הישג עיצוב IC של סין, פרס שבב המעבד הטוב ביותר ופרס המוצר החדשני השנתי, ובכך מחזקת את המוניטין שלה בתעשייה בזכות חוזק וחדשנות במחקר ופיתוח.

*הרקולס מיקרו: 2022-2023 סין IC Unicorn Enterprise*

גביע פרס ההישג בעיצוב IC של סין לשנת 2023

גביע פרס שבב המעבד הטוב ביותר לשנת 2023

בנוגע למערכות אקולוגיות בתעשייה, וואנג ציין כי בהשוואה לעשור קודם לכן, סין'מגזר ה-FPGA של חברת Hercules Micro משגשג כעת, עם שתי חברות הרשומות בשוק STAR. בעוד שנותרו פערים עם ענקיות זרות, שחקנים מקומיים צברו תאוצה בשווקים בינוניים-נמוכים ומובילים במוצרים מסוימים. וואנג קרא לחברות FPGA סיניות להימנע ממאמצים מיותרים, למנף את נקודות החוזק שלהן באופן קולקטיבי ולהתחרות ברחבי העולם כחזית מאוחדת. הוא הדגיש כי Hercules Micro שואפת לא רק להחלפת יבוא אלא לקידום טכנולוגיה ניתנת לתכנות באמצעות איכות וחדשנות.

קיר הכבוד של הרקולס המיקרו

נכון לעכשיו, הרקולס מיקרו מתכננת 10-12 שבבים ב-22 ננומטר, כולל דגם דגל בעל משאבי לוגיקה של מעל 1000K. שישה כבר נמצאים בייצור המוני, כאשר מיליונים נשלחו. וואנג הדגיש שלשבבים רב-תכליתיים כאלה מחזורי חיים ארוכים; מימוש ערכם דורש חקירה מתמדת של תרחישי יישומים כדי ליצור פתרונות מותאמים אישית. מאמצים עתידיים יבצעו אופטימיזציה של ארכיטקטורות שבבים ויתמקדו בצמתי תהליך מתקדמים. ההתרחבות לתחום הפוטו-וולטאית מהדור הבא, מכשירים חכמים (AR/VR/MR), בינה מלאכותית, רובוטיקה, מרכזי נתונים ואלקטרוניקה לרכב נמצאת בעיצומה.

תרחישי יישום פוטנציאליים עבור Hercules Micro FPGAs

מהישרדות לצמיחה, הרקולס מיקרו'מסע בן שני עשורים-והאתחול מחדש בן שמונה השנים-משקף נתיב ייחודי בסין'נוף ה-FPGA של, מונע על ידי חלום בלתי מעורער לשכלל שבבים מקומיים. וואנג משווה את מרוץ ה-FPGA המקומי למרתון של 42 ק"מ: "אנחנו'כיסינו רק 10 ק"מ; 32 הק"מ הנותרים דורשים שיתוף פעולה ברחבי סין'קהילת ה-FPGA של, מגובה על ידי תמיכה ממשלתית ושוק ההון. רק באמצעות אחדות נוכל להשיג את הניצחון שלנו."