张博：“小”芯片“大”梦想

刘昊林

2013年10月，在西安市高新技术产业开发区创业研发园内诞生了一家新公司，名为“西安博瑞集信电子科技有限公司”，这是一家由海外回国专家和本土资深工程师创办，中国科学院西安光机所参股.国内多家知名风险投资机构投资的高新技术企业。公司自成立以来，专注于各类专用通信芯片和微系统的研发及相关的技术服务。

这家企业拥有一支技术水平高，朝气蓬勃、团结合作，勇于拼搏的创新创业型团队。凭借这支强有力的专业技术和管理团队，在成立不到3年的时间里.企业已成功开发出10多种军用航空通信装备专用芯片和微系统产品。自主设计的芯片产品经过测试验证，各项技术指标达到国际同类产品技术指标，且性能稳定。该产品不仅使我国拥有了自主知识产权的军用航空通信装备专用芯片，打破了国外垄断，同时填补了国内高频航空无线通信芯片空白。西安博瑞集信的出色表现已经成为业内一颗冉冉升起的明星，他们稳扎稳打，正朝着梦想的方向急速驶航。这艘舰船背后的掌舵人就是“80后”海归博士张博。

求实好学 潜心积淀

2007年，24岁的张博进入西安电子科技大学开始了博士阶段的学习，研究方向为射频微波芯片设计。在当时，国内仅有少数研究团队在此领域展开研究工作。带着对知识的渴望和对世界一流射频微波芯片设计技术的向往，2008年张博作为国家公派研究生前往新加坡国立大学，进行毫米波集成电路设计方向的学习与科研工作。期间，他加入新加坡国家科学局微电子研究院，作为核心研发人员参与了“Components and Circuits Integration for Terahertz Applicatlons”等多项硅基毫米波集成电路重点科研项目的研究。先后发表SCI、EI论文近30余篇，获得新加坡技术专利3项。正是在这一时期，张博第一次接触到了世界先进水平的射频微波芯片设计技术。

先进的设备、先进的工艺、先进的设计方法，这些无一不对张博产生巨大的震撼与吸引，因此他不得不抓紧一切时间努力学习并研究相关知识。在两年的时间里，张博曾作为子课题负责人完成了2项射频微波芯片设计新加坡国家重点科研项目，解决了对超过100GHz的高频载波进行10Gbps以上高速数据调制的问题，并研发出3D电磁屏蔽结构等新技术，这些研究成果极大地促进了射频微波芯片设计技术的发展。由于其研究成果的创新性，张博获得3项新加坡专利。而他所在团队的研究成果也在IEEE JSSC等芯片设计顶级国际期刊上得到发表，并受到《新加坡海峡时报》《中国日报》等媒体的争相报道。

2011年对于张博来说是颇具重要意义的一年，带着对祖国的思念，满载着成果的他踏上了回国的班机。作为西安邮电大学百名博士人才计划优秀代表，他进入西安邮电大学电子工程学院任教。新学期伊始，张博便将自己的全部热情和精力投入到学校的教学和科研等各项工作中，身边的同事评价他“工作积极、主动、认真，樂于奉献”，而同时他也是学生眼中“专业基础扎实、知识面广博，作风严谨、要求极其严格”的优秀老师，连续3年被学校评为绩效考核先进个人是对他工作的最大认可与褒奖。

“作为一名留学回国的博士，我特别想将在国外学习到的先进技术发挥其用，为国效力”，自打回国起，张博的一言一行无不流露着满腔热血与雄心勃勃。自在西安邮电大学任教以来，他一直将自己的主要精力放在科研一线，并获得了显赫的成绩。在不到5年的时间里，他个人发表SCI检索学术论文10篇，主持国防“973”子课题、国家自然科学基金及省部级科研项目10多项，获得项目经费超过1000万，取得多项高水平创新性成果，并成为国家信息技术标准化委员会无线个域网标准工作组代表。2013年张博被任命为陕西省通信专用集成电路设计工程技术中副主任，被评为陕西省青年科技新星；2014年他被陕西省教育工委评为省级优秀共产党员，同年，他带领的“射频模拟集成电路设计与系统集成团队”被西安邮电大学评为“西邮新星”团队；2015年他入选中国科学院“西部之光”一“西部青年学者”人才计划，以第一完成人获得陕西省科学技术奖二等奖。

聚焦航空 乘风破浪

2013年，“中国通信集成电路技术与应用研讨会”于8月12～13日在无锡胜利召开，来自集成电路和通信领域的专家、学者、企业代表共计260人参加了会议，张博也应邀出席。在会上，他就射频集成电路创新设计与应用发表了演讲，他提出在射频电路的设计中利用数字电路中FPGA的概念，搭建由模拟及射频单元构成的可编程阵列，在射频芯片中实现可重构和可配置，从而利用一块RF-FPGA核心芯片通过不同的配置，实现多种不同功能的射频电路。这一方式不仅将极大地缩短射频芯片的研发周期，还能降低射频芯片的设计与验证成本，从根本上改变射频芯片的设计与验证流程。

由于电子科学技术的持续快速发展，特别是以集成电路技术为代表的新兴技术飞速的进步，也使航空通信平台有了长足的进步。“在现代化航空通信平台中，专用芯片性能的好坏直接决定着整体系统的性能、体积、功耗、可靠性等各项指标。因此，对于我国，特别是军用系统的信息化和现代化建设而言，有关航空通信平台专用芯片技术的研究需求相当重大且迫切”，张博时刻紧密关注着国家需求。

然而，要想实现高效可靠的航空通信平台，专用芯片的设计技术至关重要。随着科学技术的进步，芯片设计已成为涉及电子科学、通信技术、材料科学、微波技术等多个学科和专业的综合性交叉学科，这也对科研人员的知识广度和研究水平提出了更高的要求。由此，张博组建了国防芯片实验室，针对航空通信专用芯片设计、验证和测试等问题，对国外现有成果进行了深入的整理、研究与分析，最终探索并开发出了适合于我国航空通信平台的专用芯片设计、验证和测试平台。

一直以来，射频模拟集成电路与系统集成技术由于其重要程度和自身的复杂性，始终是国际集成电路领域学术界及产业界共同的研究热点与难点。障碍面前，张博迎难而上，勇于探索，他潜心研究，思路清晰，克服了重重障碍。从射频模拟集成电路设计、射频微波系统集成技术、射频微波器件与材料3个方向入手，张博带领团队重点解决了该领域的3大核心问题，即高质量微波、毫米波信号的产生，微波、毫米波信号的有效放大与大功率输出，以及高速射频微波数据传输。无一例外，它们都是直接制约射频微波集成电路与系统集成领域发展的障碍。由此不难看出，张博所开展的研究内容与方向均是集成电路设计与系统集成技术中的核心与关键，正可谓“切中要害才能激活全盘，抓住关键方可纲举目张”。

围繞“产生-放大-传输”3个方向，他们首先改善了现有放大器增益增强技术应用于微波毫米波放大器设计时存在的——增益不足、电路稳定性差、结构复杂等缺点，提出了可调高稳定微波毫米波增益增强技术，并研发了新型压控振荡器结构，提出适合于微波毫米波应用的压控振荡器结构，使其能够在毫米波频段取得很好的相位噪声性能；与此同时，研发了新型毫米波晶体管噪声模型，以使今后高频压控振荡器设计能够更加准确；还建立了微波毫米波锁相环模型，提出适合于微波毫米波应用的宽带、快速锁定技术，使微波毫米波锁相环能够满足各种通信系统，尤其是快速跳频系统对频率源的要求。

其次，他们研究了限制微波毫米波功率放大器输出功率的因素，分析了现有片上功率合成技术应用于微波毫米波功率放大器设计时存在的问题，并针对这些问题提出基于人工变压器的片上功率合成技术，以高效地完成微波毫米波片上功率合成。

最后，他们针对现有微波介质材料的不足，分析基于进行射频微波系统集成时，造成损耗的原因；并基于LTCC（低温共烧陶瓷）技术提出3D互连技术，进行微波多芯片进行高效集成，有效提成系统集成度；研发了射频微波材料基底横向通孔填充高效散热材料的整体散热技术，技术采用在系统基材内部进行横向打孔，并添加新型高效散热材料的方式进行整体散热，使整体系统散热效果得到大幅提升。

在此期间，团队还承接了多项国防射频芯片的开发项目，成功研制出工程样片十余款；获得集成电路布图保护13项、实用新型专利1项、申请发明专利1项。据张博介绍，大部分样片均已通过测试，下一步集成后将批量生产，实现设计成果转化。厚积薄发创业创新

“芯片设计技术是整个集成电路产业的核心所在，射频微波芯片设计又是整个芯片设计领域的难点与重点”，张博一语道出了整个产业的关键问题所在，“它直接影响着电子、通信、航空航天等多个国民经济重点领域的发展”。然而，射频微波芯片设计由于难度大，关键技术多，在国内的研究起步较晚，水平较低，核心技术长期落后于欧美发达国家，严重制约了相关产业的快速发展。根据海关统计，2015年进口集成电路3139.96亿块，同比增长10%，进口金额2307亿美元。国内近八成的芯片依赖于进口，其中高端芯片进口率超过九成。芯片已经超过石油进口，成为我国进口第一大商品。不光进口成本居高不下，缺乏射频微波芯片核心技术对我国相关产业领域，尤其是对国防领域会造成极大风险。张博看在眼里，急在心里。于是在2013年底，他带领研发团队创办了致力于射频微波集成电路核心技术的高科技公司“西安博瑞集信电子科技有限公司”，并成功吸纳中国科学院西安光机所西科天使基金和国内多家风投机构的风险投资。

谈及共同打拼多年的团队，张博脸上洋溢出自豪的表情。尽管只有30余人（其中博士8人、公司人员90%以上具有硕士以上学历），但他们凭借着自身领先的技术及过硬的思想和团结协作精神，打出了一场又一场完美的攻坚战，成功开发出多款装备专用芯片和多款小型微系统产品，多款芯片指标甚至达到国际先进水平。2016年公司不仅取得了国家二级保密资格、国军标证管理体系认证证书、国家质量管理体系认证证书，通过了陕西省高新技术企业认定，同时还被评为2016年（第六届）中国留人员创业园百家企业。公司得到了西安市高新开发区的重点支持，先后获得西安市海外留学人员科技活动择优资助项目支持、陕西省重大科技创新专项计划、陕西省科技统筹创新工程计划项目、西安市科技企业小巨人培育计划一科技人才创业工程等多项重点科研项目的支持。

他们有理想、有作为，致力于在国防领域为客户创造价值，并通过价值的实现使自身成为国内领先的国防电子信息产品供应商。公司成立近3年来，通过实施自主技术创新“立足国防军工、拓展民用”的市场开拓策略，已取得跨越式发展，正努力成为国防电子信息领域的领军民营企业。在大方向的指引下，他们也正在积极探索市场经济条件下民营高科技企业为国防科技工业建设服务的新路子。

作为团队带头人，张博丝毫不敢松懈，他坚守工作在科研一线，仍保持并加强对领域中新知识的学习，不断与学术界及产业界加强互动。此外，他还在努力提升自身的管理能力。在“80后”中，张博是佼佼者，他年轻，有学识，敢想敢拼，有担当。小小的芯片上承载着他大大的梦想，未来集成电路领域发展的接力棒将交由他们继续传递下去。