Układy scalone stanowią kamień węgielny społeczeństwa informacyjnego, jednak Chiny od dawna zmagają się z ograniczeniami technologicznymi narzucanymi przez mocarstwa zagraniczne. Wśród nich układy FPGA są „klejnotem koronnym” przemysłu IC. W Chinach grupa pionierów wytrwale poświęca się rozwijaniu krajowych układów FPGA, pracując niestrudzenie nad przełamaniem zagranicznych monopoli. Dr Wang Haili, założyciel i dyrektor generalny Hercules Micro, jest jednym z nich.

Herkules Mikro jest jednym z pierwszych chińskich pionierów niezależnych prac badawczo-rozwojowych, masowej produkcji i sprzedaży na dużą skalę uniwersalnych układów FPGA i heterogenicznych programowalnych układów obliczeniowych nowej generacji. Jego historia rozpoczęła się od zespołu badawczo-rozwojowego w Tsinghua Science Park. W 2017 r. ten zespół — z ponad dziesięcioletnim doświadczeniem w zakresie prac badawczo-rozwojowych w zakresie układów FPGA — rozpoczął działalność od nowa, zakładając firmę zakorzenioną w kulturze korporacyjnej „Unite as One”. Członkowie główni pracowali wcześniej w Jing Microelectronics, wczesnym krajowym przedsiębiorstwie FPGA. Po przejściu trudnej drogi tworzenia od podstaw pierwszych chińskich układów FPGA i przetrwaniu niemalże załamania z powodu niedoborów finansowych, doświadczenia te umocniły determinację dyrektora generalnego Wang Haili, aby poprowadzić swój zespół w kierunku celu „doskonalenia krajowych układów FPGA”.

Wang Haili, dyrektor generalny Hercules Micro

„Najpierw przetrwaj, potem zajmij się rozwojem” — to pragmatyczne podejście zdefiniowało strategię założycielską Hercules Micro. Zespół Wanga wybrał dojrzałą technologię procesu 40 nm, aby wprowadzić na rynek wiele małych i średnich chipów FPGA przeznaczonych do elektroniki użytkowej, sterowania przemysłowego i innych sektorów. Chipy te szybko zyskały walidację rynkową i skalowaną produkcję dzięki swojej opłacalności i zróżnicowanym zaletom, kładąc komercyjne podwaliny pod przyszłe prace badawczo-rozwojowe.

Salon wystawowy produktów Hercules Micro

„Po przetrwaniu pierwszej fazy skupiamy się teraz na wzroście” — stwierdził Wang Haili. W 2022 r., po serii Zihe (HME-R) i Shan (HME-M), Hercules Micro wprowadził na rynek wiele układów FPGA 22 nm, rozszerzając się na serie Hercules (HME-H) i Pegasus (HME-P). Umiejscowiło to firmę wśród pierwszych chińskich producentów masowych w tym węźle.

Obecnie firma z powodzeniem produkuje masowo chipy w czterech generacjach procesów (65 nm/55 nm/40 nm/22 nm), a łączna liczba dostaw przekracza dziesiątki milionów. Chipy te zasilają strategiczne branże, w tym elektronikę użytkową, inteligentną produkcję, zasilanie przemysłowe, monitorowanie bezpieczeństwa i urządzenia medyczne.

Ściana wystawowa patentów Hercules Micro (częściowa)

W przeciwieństwie do tradycyjnych układów FPGA, Hercules Micro wprowadza innowacje dzięki swojej zastrzeżonej architekturze „Heterogeneous Programmable”. Integruje ona strukturę FPGA z procesorem CPU, mikrokontrolerem MCU, pamięcią, układami ASIC, akceleratorami AI i innymi heterogenicznymi jednostkami w jednym układzie scalonym. Powstałe produkty oferują programowalność, samorekonfigurowalność, skalowalność, szerokie zastosowanie, wysoką integrację, niezawodność, wydajne obliczenia i długowieczność. Seria H22 7 nm łączy zasoby logiki FPGA, mikrokontroler ARM Cortex-M3 i pamięć SRAM o dużej pojemności, umożliwiając elastyczne programowanie i optymalizacje specyficzne dla scenariuszy. Rozwiązania te, wyróżniające się w wyświetlaczach LED, elektronice użytkowej, automatyce przemysłowej i zastosowaniach medycznych, zwiększają konkurencyjność produktu końcowego i odpowiadają na potrzeby niszowych rynków.

*Rozwiązanie Mini-LED Multi-Zone Backlight dla telewizorów (na podstawie HME-H7)*

Na niedawnych targach elektroniki w Szanghaju w Monachium w 2025 r. firma Hercules Micro zaprezentowała serię układów FPGA HME-H1, HME-H7 i HME-P2. Jej w pełni obrotowe rozwiązanie wyświetlacza LED oparte na HME-H7 przyciągnęło znaczną uwagę. Przełamując tradycyjne ograniczenia wyświetlaczy, ta innowacja oferuje elastyczność wielokątową i łączenie o nieregularnym kształcie, otwierając nowe możliwości dla wyświetlaczy komercyjnych. Uczestnicy doświadczyli z pierwszej ręki, w jaki sposób technologia wzmacnia wizualizację biznesową.

*Rozwiązanie z całkowicie obrotowym wyświetlaczem LED (na bazie serii HME-H7)*

Na stoisku dr Wang rozmawiał z użytkownikami i przedstawicielami branży, prezentując produkty i prowadząc dyskusje. Przeprowadził dogłębną wymianę zdań z panem Song Shiqiangiem, dyrektorem generalnym SLKOR Semiconductor, na temat trendów branżowych w produktach, technologii i rynkach. Ekspertyza pana Songa w zakresie ekspansji rynkowej zainspirowała Wanga, który podkreślił potrzebę przełamywania silosów branżowych i wzmacniania współpracy międzysektorowej dla obopólnych korzyści.

Piosenka Shiqiang (SLKOR) i Wang Haili (Hercules Micro)

Rozwój FPGA wymaga nie tylko projektowania sprzętu, ale także obsługi łańcucha narzędzi EDA. Hercules Micro jest jedną z niewielu chińskich firm opanowującą sześć podstawowych technologii: projektowanie rdzenia FPGA, architekturę SoC, projektowanie sprzętu IC, rozwój oprogramowania EDA, projektowanie aplikacji IP i rozwój heterogenicznych systemów. Jej zespół badawczo-rozwojowy — składający się z członków Uniwersytetu Tsinghua, CAS i innych elitarnych instytucji — posiada ponad 200 patentów. Firma jest uznawana za „wyspecjalizowane, wyrafinowane, wyjątkowe i innowacyjne MŚP”, przedsiębiorstwo „Mały gigant” i 6. jednorożca IC. Zdobyła wiele nagród, w tym China IC Design Achievement Award, Best Processor Chip Award i Annual Innovative Product Award, umacniając swoją reputację w branży pod względem siły i innowacyjności w zakresie badań i rozwoju.

*Hercules Micro: 2022-2023 China IC Unicorn Enterprise*

Trofeum za osiągnięcia w projektowaniu układów scalonych w Chinach w 2023 r.

Trofeum za najlepszy procesor 2023

W odniesieniu do ekosystemów przemysłowych Wang zauważył, że w porównaniu do dekady temu chiński sektor FPGA obecnie kwitnie, a dwie firmy są notowane na rynku STAR. Podczas gdy luki w stosunku do zagranicznych gigantów nadal istnieją, krajowi gracze zyskali popularność na rynkach średniej i niskiej klasy i przewodzą w niektórych produktach. Wang wezwał chińskie firmy FPGA do unikania zbędnych wysiłków, zbiorowego wykorzystywania swoich mocnych stron i konkurowania globalnie jako zjednoczony front. Podkreślił, że Hercules Micro ma na celu nie tylko substytucję importu, ale także rozwijanie programowalnej technologii poprzez jakość i innowację.

Ściana honorowa Hercules Micro

Obecnie Hercules Micro planuje 10–12 chipów na 22 nm, w tym flagowy produkt o zasobach logicznych >1000K. Sześć z nich jest już w masowej produkcji, a miliony zostały wysłane. Wang podkreślił, że takie wszechstronne chipy mają długie cykle życia; odblokowanie ich wartości wymaga ciągłej eksploracji scenariuszy zastosowań w celu tworzenia dostosowanych rozwiązań. Przyszłe wysiłki zoptymalizują architekturę chipów i będą ukierunkowane na zaawansowane węzły procesowe. Trwa ekspansja na fotowoltaikę nowej generacji, inteligentne urządzenia (AR/VR/MR), AI, robotykę, centra danych i elektronikę samochodową.

Potencjalne scenariusze zastosowań dla układów FPGA Hercules Micro

Od przetrwania do wzrostu, dwudziestoletnia podróż Hercules Micro — i jej ośmioletni restart — odzwierciedla wyjątkową ścieżkę w chińskim krajobrazie FPGA, napędzaną niezachwianym marzeniem o udoskonaleniu krajowych układów scalonych. Wang porównuje krajowy wyścig FPGA do maratonu na dystansie 42 km: „Pokonaliśmy zaledwie 10 km; pozostałe 32 km wymagają współpracy całej chińskiej społeczności FPGA, wspieranej przez rząd i rynek kapitałowy. Tylko dzięki jedności możemy osiągnąć własne zwycięstwo”.