مدارهای مجتمع سنگ بنای جامعه اطلاعاتی را تشکیل می‌دهند، با این حال چین مدت‌هاست که با محدودیت‌های تکنولوژیکی اعمال شده توسط قدرت‌های خارجی روبرو بوده است. در میان این محدودیت‌ها، تراشه‌های FPGA به عنوان "جواهر تاج" صنعت IC شناخته می‌شوند. در چین، گروهی از پیشگامان پیوسته خود را وقف پیشرفت FPGA های داخلی کرده‌اند و خستگی‌ناپذیر برای شکستن انحصارهای خارجی تلاش می‌کنند. دکتر وانگ هایلی، بنیانگذار و مدیرعامل هرکولس میکرو، یکی از آنهاست.

هرکول میکرو شرکت FPGA یکی از اولین پیشگامان چین در تحقیق و توسعه مستقل، تولید انبوه و فروش گسترده FPGAهای همه منظوره و تراشه‌های محاسباتی ناهمگن قابل برنامه‌ریزی نسل بعدی است. داستان آن با یک تیم تحقیق و توسعه در پارک علمی تسینگهوا آغاز شد. در سال ۲۰۱۷، این تیم - با بیش از یک دهه تجربه تحقیق و توسعه FPGA - دوباره شروع به کار کرد و شرکتی را تأسیس کرد که ریشه در فرهنگ سازمانی "اتحاد به عنوان یک واحد" دارد. اعضای اصلی پیش از این در Jing Microelectronics، یک شرکت FPGA داخلی اولیه، کار می‌کردند. این تجربیات، پس از پشت سر گذاشتن سفر دشوار ایجاد اولین تراشه‌های FPGA چین از ابتدا و زنده ماندن از فروپاشی نزدیک به دلیل کمبود بودجه، عزم و اراده مدیر عامل وانگ هایلی را برای هدایت تیمش به سمت هدف "تکامل FPGAهای داخلی" راسخ کرد.

وانگ هایلی، مدیرعامل هرکولس میکرو

«اول بقا، سپس توسعه» - این رویکرد عمل‌گرایانه، استراتژی تأسیس هرکولس میکرو را تعریف کرد. تیم وانگ، فناوری پردازش 40 نانومتری بالغ را برای راه‌اندازی چندین تراشه FPGA با ظرفیت کوچک تا متوسط ​​​​که لوازم الکترونیکی مصرفی، کنترل صنعتی و سایر بخش‌ها را هدف قرار می‌دادند، انتخاب کرد. این تراشه‌ها به سرعت اعتبار بازار را به دست آوردند و به لطف مقرون به صرفه بودن و مزایای متمایزشان، تولید انبوه را آغاز کردند و زمینه تجاری را برای تحقیق و توسعه آینده فراهم کردند.

نمایشگاه محصولات میکرو هرکول

وانگ هایلی اظهار داشت: «پس از پشت سر گذاشتن مرحله اول، اکنون بر رشد تمرکز می‌کنیم.» در سال ۲۰۲۲، پس از سری‌های Zihe (HME-R) و Shan (HME-M)، شرکت Hercules Micro چندین FPGA 2022 نانومتری را عرضه کرد و سری‌های Hercules (HME-H) و Pegasus (HME-P) را گسترش داد. این امر، Hercules Micro را در میان اولین تولیدکنندگان انبوه چین در این حوزه قرار داد.

امروزه، این شرکت با موفقیت تراشه‌ها را در چهار نسل فرآیند (۶۵ نانومتر/۵۵ نانومتر/۴۰ نانومتر/۲۲ نانومتر) به تولید انبوه رسانده است و مجموع محموله‌های آن از ده‌ها میلیون عدد فراتر رفته است. این تراشه‌ها صنایع استراتژیک از جمله لوازم الکترونیکی مصرفی، تولید هوشمند، برق صنعتی، نظارت امنیتی و دستگاه‌های پزشکی را تغذیه می‌کنند.

دیوار ویترین ثبت اختراع هرکول میکرو (جزئی)

برخلاف FPGAهای سنتی، هرکولس میکرو با معماری اختصاصی "قابل برنامه‌ریزی ناهمگن" خود نوآوری می‌کند. این معماری، FPGA را با CPU، MCU، حافظه، ASIC، شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی و سایر واحدهای ناهمگن در یک تراشه واحد ادغام می‌کند. محصولات حاصل، قابلیت برنامه‌ریزی، قابلیت پیکربندی مجدد خودکار، مقیاس‌پذیری، کاربرد گسترده، ادغام بالا، قابلیت اطمینان، محاسبات قدرتمند و طول عمر بالا را ارائه می‌دهند. سری H22 7 نانومتری آن، منابع منطقی FPGA، یک ARM Cortex-M3 MCU و SRAM با ظرفیت بالا را ترکیب می‌کند و امکان برنامه‌ریزی انعطاف‌پذیر و بهینه‌سازی‌های خاص سناریو را فراهم می‌کند. این راه‌حل‌ها که در نمایشگرهای LED، لوازم الکترونیکی مصرفی، اتوماسیون صنعتی و کاربردهای پزشکی سرآمد هستند، رقابت‌پذیری محصول نهایی را افزایش داده و به نیازهای خاص بازار پاسخ می‌دهند.

*راهکار نور پس زمینه چند منطقه ای مینی ال ای دی برای تلویزیون ها (بر اساس HME-H7)*

در نمایشگاه اخیر الکترونیکا مونیخ شانگهای ۲۰۲۵، شرکت هرکولس میکرو (Hercules Micro) سری FPGA های HME-H2025، HME-H1 و HME-P7 خود را به نمایش گذاشت. راهکار نمایشگر LED کاملاً چرخان مبتنی بر HME-H2 این شرکت توجه زیادی را به خود جلب کرد. این نوآوری با شکستن محدودیت‌های نمایشگرهای سنتی، انعطاف‌پذیری چند زاویه‌ای و اتصال نامنظم را ارائه می‌دهد و امکانات جدیدی را برای نمایشگرهای تجاری فراهم می‌کند. شرکت‌کنندگان از نزدیک تجربه کردند که چگونه فناوری، تجسم کسب‌وکار را تقویت می‌کند.

*راهکار نمایشگر LED کاملاً چرخان (بر اساس سری HME-H7)*

دکتر وانگ در غرفه، با نمایش محصولات و بحث و گفتگو، کاربران و همتایان صنعتی را به خود جذب کرد. او گفتگوی مفصلی با آقای سونگ شی‌کیانگ، مدیر کل ...، داشت. SLKOR نیمه هادی، در مورد روندهای صنعت در محصولات، فناوری و بازارها. تخصص آقای سونگ در گسترش بازار، الهام‌بخش وانگ بود، که بر لزوم شکستن انزوای صنعتی و تقویت همکاری بین بخشی برای سود متقابل تأکید کرد.

آهنگ شیچیانگ (SLKOR) و وانگ هایلی (هرکول میکرو)

توسعه FPGA نه تنها به طراحی سخت‌افزار، بلکه به پشتیبانی از زنجیره ابزار EDA نیز نیاز دارد. هرکولس میکرو یکی از معدود شرکت‌های چینی است که بر شش فناوری اصلی تسلط دارد: طراحی هسته FPGA، معماری SoC، طراحی سخت‌افزار IC، توسعه نرم‌افزار EDA، طراحی برنامه IP و توسعه سیستم ناهمگن. تیم تحقیق و توسعه آن - با اعضایی از دانشگاه Tsinghua، CAS و سایر موسسات نخبه - بیش از 200 اختراع ثبت شده دارد. این شرکت به عنوان یک شرکت "SME تخصصی، اصلاح‌شده، منحصر به فرد و نوآور"، "غول کوچک" و ششمین یونیکورن IC شناخته می‌شود. این شرکت جوایز متعددی از جمله جایزه دستاورد طراحی IC چین، جایزه بهترین تراشه پردازنده و جایزه سالانه محصول نوآورانه را از آن خود کرده است و اعتبار صنعتی خود را برای قدرت و نوآوری در تحقیق و توسعه تثبیت کرده است.

*هرکول میکرو: 2022-2023 شرکت یونیکورن آی‌سی چین*

تندیس جایزه دستاورد طراحی مدار مجتمع چین ۲۰۲۳

جایزه بهترین تراشه پردازنده ۲۰۲۳

وانگ در مورد اکوسیستم‌های صنعتی خاطرنشان کرد که در مقایسه با یک دهه پیش، بخش FPGA چین اکنون رونق دارد و دو شرکت در بازار STAR فهرست شده‌اند. در حالی که شکاف‌هایی با غول‌های خارجی باقی مانده است، بازیگران داخلی در بازارهای میان‌رده تا پایین‌رده توجه را به خود جلب کرده‌اند و در برخی محصولات پیشرو هستند. وانگ از شرکت‌های FPGA چینی خواست تا از تلاش‌های زائد خودداری کنند، از نقاط قوت خود به صورت جمعی بهره ببرند و به عنوان یک جبهه متحد در سطح جهانی رقابت کنند. او تأکید کرد که هرکولس میکرو صرفاً جایگزینی واردات را هدف قرار نمی‌دهد، بلکه پیشرفت فناوری قابل برنامه‌ریزی را از طریق کیفیت و نوآوری دنبال می‌کند.

دیوار افتخارات هرکول میکرو

در حال حاضر، هرکولس میکرو قصد دارد ۱۰ تا ۱۲ تراشه با فناوری ۲۲ نانومتری تولید کند، از جمله یک پرچمدار با منابع منطقی >۱۰۰۰K. شش تراشه در حال حاضر در مرحله تولید انبوه هستند و میلیون‌ها عدد از آنها عرضه شده است. وانگ تأکید کرد که چنین تراشه‌های همه‌کاره‌ای چرخه عمر طولانی دارند. آزادسازی ارزش آنها مستلزم کاوش مداوم سناریوهای کاربردی برای ایجاد راه‌حل‌های متناسب است. تلاش‌های آینده، معماری تراشه‌ها را بهینه کرده و گره‌های فرآیند پیشرفته را هدف قرار خواهد داد. گسترش به فتوولتائیک‌های نسل بعدی، دستگاه‌های هوشمند (AR/VR/MR)، هوش مصنوعی، رباتیک، مراکز داده و الکترونیک خودرو در حال انجام است.

سناریوهای کاربردی بالقوه برای FPGA های Hercules Micro

از بقا تا رشد، سفر دو دهه‌ای هرکول میکرو - و هشت سال راه‌اندازی مجدد آن - منعکس‌کننده مسیری منحصر به فرد در چشم‌انداز FPGA چین است که با رویایی تزلزل‌ناپذیر برای تکمیل تراشه‌های داخلی هدایت می‌شود. وانگ مسابقه FPGA داخلی را به یک ماراتن ۴۲ کیلومتری تشبیه می‌کند: «ما فقط ۱۰ کیلومتر را طی کرده‌ایم؛ ۳۲ کیلومتر باقی‌مانده نیازمند همکاری در سراسر جامعه FPGA چین، با حمایت دولت و بازار سرمایه است. تنها از طریق اتحاد می‌توانیم به پیروزی خود دست یابیم.»