海歸博士創(chuàng)業(yè)，17年磨一劍，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體“卡脖子”技術(shù)國產(chǎn)替代

張通社 zhangtongshe.com

“那時(shí)，我還在新加坡留學(xué)，在科研中認(rèn)識到TCAD仿真技術(shù)的巨大價(jià)值。當(dāng)時(shí)國際上流行的商業(yè)軟件的種種局限性，讓我下決心自己寫軟件。后來發(fā)現(xiàn)和貢頂一起編寫的TCAD仿真軟件代碼，居然比商業(yè)軟件更強(qiáng)，才萌生創(chuàng)業(yè)的想法。我們一定要把研發(fā)成果商業(yè)化落地，做出中國人自己的仿真軟件?！?/p>

戴著一副細(xì)框眼鏡，外表文質(zhì)彬彬，看似內(nèi)斂含蓄，講起創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷，卻如行云流水滔滔不絕。他，就是蘇州培風(fēng)圖南半導(dǎo)體有限公司（以下簡稱“培風(fēng)圖南”）董事長&總經(jīng)理沈忱——一位80后創(chuàng)業(yè)者。他口里說的“貢頂”，就是當(dāng)初網(wǎng)上相識，后來一路創(chuàng)業(yè)相伴17年的另一位優(yōu)秀“技術(shù)男”。

沈忱本碩博就讀于新加坡國立大學(xué)，博士畢業(yè)后選擇在新加坡創(chuàng)立公司。2011年選擇回國創(chuàng)業(yè)，先后創(chuàng)辦了蘇州珂晶達(dá)電子有限公司和墨研（蘇州）科學(xué)技術(shù)有限公司。至今在集成電路領(lǐng)域已經(jīng)摸爬滾打近20年，2021年，他整合業(yè)務(wù)，瞄準(zhǔn)面向晶圓制造賽道，再次在蘇州工業(yè)園區(qū)創(chuàng)辦培風(fēng)圖南。

前不久，沈忱獲得張江高科895創(chuàng)業(yè)營（第十四季）寬禁帶半導(dǎo)體專場冠軍榮譽(yù)，公司又入駐895創(chuàng)新基地。培風(fēng)圖南以集成電路制造EDA軟件國產(chǎn)化為使命，經(jīng)過多年投入十個(gè)版本的迭代，推出了三維工藝和器件仿真軟件套件Mozz TCAD。經(jīng)商業(yè)客戶驗(yàn)證，Mozz TCAD實(shí)現(xiàn)了與國外標(biāo)桿軟件的全面對標(biāo)，并在部分應(yīng)用場景中大幅反超。

正在迅速崛起的培風(fēng)圖南有著怎樣的創(chuàng)業(yè)故事？又是如何打破國際壟斷做到行業(yè)領(lǐng)先？日前，張通社在位于895創(chuàng)新基地的培風(fēng)圖南張江研發(fā)中心，采訪了公司董事長&總經(jīng)理沈忱，來聆聽他講述頗為傳奇的創(chuàng)業(yè)故事。

01、留學(xué)新加坡博士畢業(yè)后聯(lián)合網(wǎng)友“知己”創(chuàng)業(yè)

沈忱1981年出身于上海知識分子家庭，父母分別是造船廠和軸承廠的工程師。在沈忱七歲那年，父親給他從香港買了一臺內(nèi)存2K的二手電腦，那是他人生中的第一臺電腦，從那時(shí)起，他便與電腦結(jié)下不解之緣。小學(xué)五年級時(shí)，父親在上了鎖的書柜一角開放了一批編程書籍給他閱覽，他用一個(gè)暑假的時(shí)間自學(xué)編寫代碼，同時(shí)父親幫他報(bào)了機(jī)械打字機(jī)輔導(dǎo)班，環(huán)境的啟蒙讓沈忱在少年時(shí)代便愛上了編程。中學(xué)時(shí)代就讀于大同中學(xué)，寫軟件代碼就成為沈忱的強(qiáng)項(xiàng)。學(xué)習(xí)成績優(yōu)異的他在高二那年，通過獎學(xué)金選拔考試，前往新加坡國立大學(xué)繼續(xù)深造。

從本科到碩博，沈忱一路在新加坡國立大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域進(jìn)行專業(yè)的學(xué)習(xí)和探索。作為一名硬核技術(shù)人員，他始終走在技術(shù)的最前沿，經(jīng)常自己動手搭硬件、寫軟件，創(chuàng)造自己的研究工具。2007年，在沈忱攻讀博士的最后一年，他在網(wǎng)上遇到了那位工作“知己”貢頂。貢頂碩士畢業(yè)于中國科技大學(xué)近代物理專業(yè)，畢業(yè)后在西北核技術(shù)研究所擔(dān)任助理研究員，從事高功率微波效應(yīng)研究?？此坪翢o交集的二人，卻因?yàn)椤按a”走在了一起。

“我的博士論文做的是實(shí)驗(yàn)課仿真軟件的理論研究，在網(wǎng)上找了一圈，發(fā)現(xiàn)貢頂把他寫的半導(dǎo)體仿真軟件的源代碼開源了?！闭劶芭c貢頂?shù)南嘤鱿嘀?，沈忱至今都津津樂道?strong>“人們常說，字如其人。對于軟件工程師而言，代碼就代表著他的個(gè)性和審美觀。作為‘網(wǎng)友’，我和貢頂一見如故?！?/strong>于是，他們二人開始在網(wǎng)上合作編寫軟件。令人驚喜的是，他們一起研發(fā)出的軟件產(chǎn)品比當(dāng)時(shí)國際上流行的某款軟件還要先進(jìn)。于是，他們萌發(fā)了想要把自己的研發(fā)成果商業(yè)化的夢想。

說干就干，博士畢業(yè)后，沈忱在新加坡注冊了自己的公司。2011年他回到國內(nèi)，與貢頂一起先后創(chuàng)辦了蘇州珂晶達(dá)電子有限公司和墨研計(jì)算科學(xué)（蘇州）有限公司。從“象牙塔”里走出的代碼“雙星”的創(chuàng)業(yè)之路并非一帆風(fēng)順，從2011年到2021年的十年間，他們的公司僅有二十多人，依靠為數(shù)不多的訂單運(yùn)轉(zhuǎn)。除維持生存外，所有盈利都投入到持續(xù)不斷地研發(fā)中。

多年研發(fā)積累終于迎來收獲。2021年，他們創(chuàng)辦培風(fēng)圖南，成了國內(nèi)最早從事工藝器件仿真（TCAD）軟件研發(fā)的技術(shù)公司，彌補(bǔ)了我國在晶圓制造領(lǐng)域研發(fā)的“短板”，并成為我國面向晶圓制造唯一成功商用的TCAD軟件公司。作為在集成電路生產(chǎn)制造及特種行業(yè)定制服務(wù)領(lǐng)域有著深厚積累的公司，培風(fēng)圖南主要聚焦集成電路生產(chǎn)制造及特種行業(yè)定制服務(wù)領(lǐng)域，其產(chǎn)品線主要涵蓋光學(xué)鄰近效應(yīng)修正（OPC）、工藝器件仿真（TCAD）、3D表面結(jié)構(gòu)仿真（Emulator）、TCAD-SPICE快速建模、電路仿真與寄生參數(shù)抽取在內(nèi)的全系列制造類EDA軟件產(chǎn)品。目前，公司已經(jīng)成為擁有100多名員工、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地、營收向億元邁進(jìn)的國家級科技型企業(yè)。

今年5月，培風(fēng)圖南結(jié)緣895創(chuàng)業(yè)營，并成為895創(chuàng)業(yè)營（第十四季）寬禁帶半導(dǎo)體專場的一員。在前不久創(chuàng)業(yè)營Demoday路演中，沈忱經(jīng)過激烈角逐，成功榮獲本季“創(chuàng)業(yè)之星”稱號，并獲得張江高科辦公場地免租兩年的獎勵(lì)。沈忱真誠地表示，“895創(chuàng)業(yè)營給到了公司很大的幫助，為我們提供各類資源支持，還有很多豐富多彩的課程設(shè)置。尤其是在895創(chuàng)業(yè)營的‘創(chuàng)業(yè)征途’活動中，我們這些年輕的創(chuàng)業(yè)者與投資人進(jìn)行了兩天一夜的海邊騎行，一起深度學(xué)習(xí)半導(dǎo)體創(chuàng)新企業(yè)成長的好經(jīng)驗(yàn)和好做法，我從中受益匪淺。另外，這次入駐895創(chuàng)新基地，也為公司后續(xù)的快速發(fā)展提供更加有利的產(chǎn)業(yè)生態(tài)?！?/p>

02、打破國際壟斷攻破“卡脖子”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代

在半導(dǎo)體行業(yè)，美國對我國的技術(shù)限制卡在了制造、裝備和材料等這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)上，特別是制造環(huán)節(jié)，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的技術(shù)瓶頸所在。這也是沈忱決定將重心放在制造領(lǐng)域的原因。

培風(fēng)圖南在發(fā)展過程中，自主研發(fā)出兩條產(chǎn)品路線，一條是制造類EDA軟件，尤其是以工藝、器件仿真軟件和集成應(yīng)用環(huán)境為代表的TCAD軟件和以光刻建模軟件、掩膜修正軟件、掩膜驗(yàn)證軟件為代表的OPC軟件，其產(chǎn)品在國際上具有先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢；另一類是天地一體BCD工藝平臺。瞄準(zhǔn)我國商業(yè)航天市場，其自主研發(fā)的天地一體的電源管理芯片，可同時(shí)滿足商業(yè)航天+地面應(yīng)用場景，抗輻射、性能優(yōu)、降成本。

在培風(fēng)圖南自主研發(fā)的眾多產(chǎn)品中，TCAD軟件是其杰出代表之作。EDA技術(shù)在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中被譽(yù)為“芯片之母”，通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)集成電路的設(shè)計(jì)、仿真和驗(yàn)證。TCAD作為EDA的重要分支，可以為用戶提供豐富的材料庫、物理模型及選項(xiàng)參數(shù)，此前一直被美國巨頭公司壟斷。沈忱認(rèn)為，TCAD是非常具有價(jià)值和潛力的市場，因此，沈忱與團(tuán)隊(duì)早在2007年就瞄準(zhǔn)目標(biāo)，聚焦3D器件TCAD軟件和工藝TCAD軟件的開發(fā)，并于2012年順利完成3D器件TCAD發(fā)布。

但在工藝TCAD軟件上的研發(fā)之路，漫長且坎坷，在2015年和2017年，TCAD的研發(fā)經(jīng)歷了兩輪失敗的探索，當(dāng)時(shí)仿佛是走進(jìn)了死胡同，但倔強(qiáng)的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)從不輕言放棄?！按煺酆屠щy是再普通不過的事情，做工作如果沒有感到絕望和痛苦，就說明還沒有觸碰到最前沿。我們這個(gè)行業(yè)不怕窮，就怕不能堅(jiān)持。”沈忱說。十七年磨一劍，經(jīng)過無數(shù)個(gè)日夜的不斷嘗試和探索，并憑借在該領(lǐng)域的精耕細(xì)作，工藝TCAD軟件終于在2024年破繭而出，2024年，其工藝仿真和器件仿真軟件TCAD套件Mozz通過了頭部客戶的技術(shù)驗(yàn)收，成為國內(nèi)唯一全面支持先進(jìn)邏輯器件的三維TCAD仿真工具。

據(jù)介紹，培風(fēng)圖南TCAD軟件產(chǎn)品為目前“國產(chǎn)唯一絕對領(lǐng)先”。其亮點(diǎn)體現(xiàn)在：一是原創(chuàng)性，它擁有100%自主知識產(chǎn)權(quán)，是國內(nèi)唯一面向晶圓制造的TCAD軟件。二是先進(jìn)性，其在2012年完成前期技術(shù)儲備，現(xiàn)在已邁進(jìn)7nm以下的工藝節(jié)點(diǎn)；三是突破了國際封鎖，與新思的Sentaurus仿真工具全面對標(biāo)，部分應(yīng)用場景下較國外同類產(chǎn)品獲得10倍的性能加速和內(nèi)存降低；四是在化合物半導(dǎo)體碳化硅材料應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累豐富，有望實(shí)現(xiàn)彎道超車，高精度模式下速度比競品快10倍。

在技術(shù)研發(fā)上，培風(fēng)圖南注重人才培養(yǎng)，除了公司的老班底，還社招了一批有豐富行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的領(lǐng)域?qū)＜摇３酥?，更多的員工是來自物理系的應(yīng)屆碩士生和博士生，通過內(nèi)生培養(yǎng)人才機(jī)制，在項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)中，將應(yīng)屆生培養(yǎng)成產(chǎn)品級軟件研發(fā)骨干工程師，打造出一支高精尖的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，公司研發(fā)人員比例達(dá)到87.4%。

03、完成數(shù)億元融資預(yù)計(jì)明年訂單超億元

近幾年，培風(fēng)圖南取得了一系列成績，同時(shí)也引來投資機(jī)構(gòu)關(guān)注及投資。2021-2024年間，公司完成了數(shù)億元融資。

在激烈的市場競爭格局之下，走差異化競爭，是沈忱找到的公司生存之道。圍繞細(xì)分市場，培風(fēng)圖南除了與半導(dǎo)體晶圓廠合作，還在國防、航天、軍工、重大科研項(xiàng)目等領(lǐng)域開展服務(wù)。目前，培風(fēng)圖南已經(jīng)與國內(nèi)頭部設(shè)計(jì)公司和晶圓廠陸續(xù)展開深度合作，預(yù)計(jì)明年訂單超億元。沈忱認(rèn)為，要成為一家有生命力的公司，必須要培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)正向的研發(fā)能力，擴(kuò)大和開發(fā)新的產(chǎn)品線。培風(fēng)圖南目前在仿真技術(shù)上已經(jīng)趕上國際水平，然而要實(shí)現(xiàn)超越，需要探索出一條國內(nèi)自主獨(dú)立的技術(shù)路線圖。

自7nm工藝起，國際半導(dǎo)體技術(shù)路線是以EUV光刻為基礎(chǔ)的。在國產(chǎn)EUV光刻機(jī)缺失的情形下，國內(nèi)的半導(dǎo)體制造技術(shù)只能暫時(shí)和國際主流“分岔”。我國頭部企業(yè)正在加速探索和研發(fā)，努力在“蠻荒”中開辟一條道路，延續(xù)摩爾定律，推出性能更強(qiáng)、能效更高的集成電路產(chǎn)品。

培風(fēng)圖南在TCAD軟件市場上已成為我國行業(yè)領(lǐng)先者，并一直深耕EDA領(lǐng)域。未來五年，公司將迎來機(jī)會“窗口”期，在技術(shù)路線分岔的背景下，推出新一代“虛擬晶圓廠”軟件，幫助頭部企業(yè)加速技術(shù)路徑探索和先進(jìn)制造工藝的研發(fā)。沈忱表示，在虛擬晶圓廠的仿真環(huán)境中，用戶可以“多快好省”地把不靠譜的選項(xiàng)排除，以集中資源優(yōu)勢攻破有潛力的核心技術(shù)。對于選中的技術(shù)路線，虛擬晶圓廠可以幫助用戶精益求精，建立細(xì)致的數(shù)學(xué)和物理模型，找到最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝配方，在產(chǎn)品優(yōu)化和良率提升上做到極致。新一代的虛擬晶圓廠軟件將幫助我國頭部企業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)瓶頸的突破，不斷追趕甚至趕超歐美在半導(dǎo)體行業(yè)的優(yōu)勢地位。

“現(xiàn)階段我們受限于關(guān)鍵設(shè)備，借助虛擬仿真技術(shù)在設(shè)計(jì)和工藝層面精耕細(xì)作，以便在產(chǎn)品層面追趕國際前沿。我相信以EUV光刻機(jī)為代表的先進(jìn)國產(chǎn)設(shè)備最終是可以研發(fā)出來的，虛擬晶圓廠的技術(shù)同樣可以充分發(fā)掘EUV的技術(shù)潛力。屆時(shí)，設(shè)備、工藝、設(shè)計(jì)技術(shù)全方位結(jié)合和優(yōu)化，將使我們的半導(dǎo)體產(chǎn)品突破前沿，超越國際同行。當(dāng)我們投資和投入的積累一旦達(dá)到一個(gè)閾值，就一定能看到競爭的天平倒向我們這邊。”沈忱自信地表示。

對于培風(fēng)圖南而言，目前是歷史性的契機(jī)。沈忱表示，公司將以服務(wù)晶圓廠客戶為中心，不斷開辟市場，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)市場的全面覆蓋。未來，公司將做好兩件事，其一，推廣仿真應(yīng)用的方法論和最佳實(shí)踐，培育新一代青年工程師，充分發(fā)揮軟件為客戶帶來的價(jià)值；其二，與客戶并肩探索半導(dǎo)體技術(shù)演進(jìn)的路線，定義和開發(fā)下一代前沿EDA軟件產(chǎn)品，與客戶長期協(xié)同共生。沈忱透露，公司計(jì)劃2025-2027年在科創(chuàng)板上市。

談起公司名字，沈忱介紹說，培風(fēng)圖南出自莊子《逍遙游》，意為乘風(fēng)南飛。這也是沈忱對公司的發(fā)展愿景。

順勢而為，勇攀高峰。沈忱將帶著為我國半導(dǎo)體行業(yè)創(chuàng)造價(jià)值的初心，繼續(xù)乘風(fēng)而上，破浪前行！

文字｜郝紅霞、馬麗? ? ? 編輯｜吳曉晴