突破行业封锁 挺进技术“无人区”

一颗“中国芯” 点亮智能汽车的“慧眼”

南方工报 2025年05月14日 全媒体记者马大为 通讯员焦慧茹

■廖裕民在用电子显微镜观察芯片。单位供图

  

○劳动观

  记者:你是怎样理解劳模精神的?

  廖裕民:就研发而言,践行劳模精神,首先意味着要坐得住冷板凳,研发的过程是枯燥的,需要花费很长的时间才能取得结果。其次,要有足够的信心和勇气去应对各种挑战,特别是在国际竞争日益激烈的芯片领域。最后,要持续地学习,当研究进入技术的“无人区”,没有先例可循,就得靠自己去探索。

  记者:你的劳动座右铭是什么?

  廖裕民:我的劳动座右铭是“但行好事,莫问前程。”国产芯片行业在过去很长一段时间里都是默默无闻的,但在国家科技发展到一定程度时却是至关重要的。从学生时代起,我便立志于芯片研发,17年来,始终保持着一种高度的热爱,默默地奋斗着、奉献着、坚持着,在与每一次突破的不期而遇中,缓缓走向国家科技更加光明的未来。

   

  交通信号灯是红色的、前方100米有辆行驶中的汽车、斑马道上有行人正在通过……无人驾驶汽车如何能“看见”行驶途中的各种情况?这就不得不提到藏在自动驾驶汽车顶部的激光雷达——激光雷达发出激光,激光遇到物体反射回来,通过计算往返时间,进而精准判断周边物体的距离,可以说是自动驾驶汽车的“眼睛”。

  过去这只“眼睛”的内部芯片多数依赖进口,而且个头大、造价昂贵、能耗高。在广东省劳动模范、深圳市速腾聚创科技有限公司(以下简称“速腾聚创”)芯片部IC设计经理廖裕民及其团队的努力下,由其主导研发的M-core激光雷达芯片成为世界首款车规级激光雷达专用系统芯片,实现功耗、成本双降,推动自动驾驶技术普惠化。“我们将激光雷达价格降至千元级,让普通消费者也能享受到智能汽车带来的安全出行保障。”廖裕民自豪地说。

  从零研制“中国芯” 为智能汽车锻造“火眼金睛”

  激光雷达专用系统芯片控制着激光的发射和接收,并对反射回来的信号进行处理,是这双“眼睛”的核心大脑。

  早期,激光雷达芯片完全依赖国外进口的通用型FPGA芯片,这类芯片具备多场景适配能力,但并非针对车载场景设计。“而且,这类激光雷达往往搭载着多个不同处理功能的芯片,没有集成芯片;费用也贵,只有高端车型才能配备得起。”廖裕民说,“更为重要的是,过度依赖进口芯片也会带来供应链不稳定的风险。”

  2021年,速腾聚创组建起多支激光雷达芯片攻坚团队,廖裕民带领的就是其中一支团队。两年时间里,他和团队完成了超过160个功能安全文档和近2000个安全测试用例,研发出的激光雷达主控芯片M-core成为世界首款获得车规AEC-Q100认证(该认证是芯片产品应用于汽车领域的基本门槛)的激光雷达专用系统芯片。

  芯片是许多高科技产品的核心部件,其复杂性和难度超乎想象,开展一项全球首创的工作,更是难上加难。

  “没有成熟的设计先例可循,我们就一头扎进资料堆中,从交通、工业生产等安全芯片的设计方向中寻找灵感。没有测试平台,我们就从零开始搭建,从每一个安全测试用例开始摸索。团队工作生活都集中在实验室里,有段时间,累了就在里面睡觉,醒来后继续工作,持续了数月之久。”廖裕民回忆道。

  2024年,历经数百个日夜,世界首款车规级激光雷达专用系统芯片——M-core问世,在技术上突破了国外对芯片行业的封锁。M-core让激光雷达功耗降低40%、实现25mm超薄厚度。借助这款芯片的高度集成优势,速腾聚创的激光雷达也迅速取得突破——单颗雷达成本降至200美元以下。目前,速腾聚创的激光雷达产品已广泛应用于比亚迪、吉利、上汽、广汽、一汽、广丰等许多头部车企的多种车型。

  “走在路上,看到许多车辆都用着自己的芯片和雷达,让我感到非常自豪和幸福。”廖裕民说。

  挺进更多技术“无人区” 给机器人赋予超越人类的眼睛

  自从学校毕业后,廖裕民就一直从事集成电路芯片研发工作,扎根一线研发17年,牵头开发过8款SOC芯片,并以第一发明人获得182项发明专利授权。

  廖裕民从未停下技术探索的脚步,“给机器人赋予超越人类的眼睛”,是他新的攻坚方向。“激光雷达同时也是机器人感知设备的核心器件,下一代产品正从模拟向全数字化升级,朝着更小尺寸、更高性能、更低功耗、更强抗干扰能力演进,为后续在机器人上的应用打下基础。”廖裕民透露。

  目前,机器人的“眼睛”多是摄像头传感器,通过不同传感器之间的视差来判断距离。廖裕民指出,这存在三大缺陷:一是在无光源环境下无法工作,且受阳光等环境光干扰严重;二是遇大雾、沙尘、大雨等恶劣条件下视觉受阻;三是测距精度有限,相比激光雷达的毫米级测量,双目摄像头的距离计算精度明显不足。

  “应用激光雷达后,不仅可显著降低机器人工作时间与环境限制,使其能在白天黑夜、室内户外、多粉尘等多场景中连贯作业。”廖裕民说,“比如,在光线不足且满是粉尘的矿洞里长时间挖矿。”

  “同时,激光雷达能提升测量精度,助力机器人完成精准抓捏等精细手部动作。”廖裕民说。“之前,应用在智能汽车上的激光雷达要求同时看得远和看得细,而机器人则要求更加看得细,只有能够识别出毫米级、亚毫米级的细微差别,机器人才能手眼协同,进行更加灵巧的操作,才能去做炒菜、拾取物体等事情。”

  2017年获工信部颁发中国芯最佳市场表现奖,2018年获中国专利优秀奖、省级科技进步奖二等奖,2020年被认定为深圳高层次地方级领军人才,2023年获得广东省人才优粤卡……这是廖裕民及其团队过往的荣誉簿。“许多荣誉的取得,跟团队成员的集体付出,以及企业高瞻的技术布局、一流的研发环境和较高的人才密度息息相关。”廖裕民感慨地说。

  以机器人领域为代表,廖裕民团队将在未来探索更多技术“无人区”。“芯片开发,是中国智造不能受制于人的关键技术。这颗‘中国芯’的研发之路并不平坦,我们既要突破尖端技术壁垒,又要应对外部冲击。但正是新时代劳模精神这把‘开山斧’,让我们能劈开技术的厚厚岩层。每当攻克一个技术难关,就像在无人区插上一面飘扬的旗帜。”廖裕民表示,“未来,我们要以‘越是艰险越向前’的闯劲,在核心技术上持续突破,把发展的主动权牢牢掌握在自己手中。相信通过持之以恒的创新攀登,中国智造必将继续为全球智能产业发展注入强劲动能。”

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