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打印机是一个技术密集型、高附加值的高科技产业,是办公网络及自动化的重要计算机外设,更是办公网络信息安全的关键设备。作为打印机“大脑”的核心SoC芯片分为主控SoC芯片和耗材SoC芯片,打印机主控SoC芯片是特定行业领域高度定制化的系统芯片,需要融合多方面技术才能满足打印机每分钟数亿级数据处理量及精度需求。耗材SoC需要在打印全程中与打印机主控SoC芯片进行通信交互,是极易被忽视的打印信息安全重要节点。 然而,这一产业的核心技术及专利多年来一直被少数发达国家的海外巨头所垄断,特别是作为打印机核心技术的SoC芯片,更被牢牢控制在极少数几个有强大芯片研发能力的美日芯片设计企业中。这严重威胁着我国党、政、军、企、校等各类单位的办公网络信息安全,也成为制约我国打印整机及耗材厂商发展的重要“瓶颈”。“研制具备自主知识产权的国产打印机核心SoC系列芯片是国家重要计划项目长期重点布局的方向之一,更是办公网络信息安全的战略需求”,浙江大学超大规模集成电路设计研究所所长黄凯教授说。 产学研合作自主研发,实现国产打印核心芯片“从0到1”突破 浙江大学超大规模集成电路设计研究所围绕国家重大战略需求、集成电路设计领域的工程技术问题,以国家、省部和企业的重大项目为抓手,产教融合,突破技术难点,解决产业瓶颈问题。研究所在嵌入式处理器和SoC芯片领域长期探索实践,承担了国家科技支撑计划、核高基科技重大专项、国家重点研发计划等多个国家项目,积累了丰富的技术经验,具备国内领先的嵌入式CPU与系统芯片设计能力,是自主指令集嵌入式CPU及国产系统芯片的耕耘和践行者。 黄凯教授介绍:“珠海艾派克微电子有限公司是聚焦于集成电路芯片设计的国家高新技术企业,是通用耗材芯片设计的领导者。珠海奔图电子有限公司是我国自主知识产权激光打印机研发、制造、销售领军厂商。自2012年开始,浙江大学与艾派克、奔图电子等打印龙头企业形成了产学研深度融合的自主研发联盟。依托国家重大科技项目,通过高校系统的理论和技术研究与打印机整机企业的产业引领,协同攻关打印机核心SoC芯片关键技术。研制了系列芯片产品并实现整机规模化应用,形成高度可控的技术体系和产品供应链,实现了我国办公文印系统核心芯片的全系列自给和差异化发展。” 功不唐捐,玉汝于成。十余年来,项目团队始终坚持深耕钻研,在经过那些数不清多少个日日夜夜的艰苦奋战、那些奔波千里的现场支持、那些反复迭代的验证测试、那些数据指标的艰难提升后,在软硬件架构、图像处理、打印扫描控制、安全防护、专用接口控制等方面取得了多项原始创新技术突破,成功研制了国产打印机主控和耗材SoC系列化芯片产品,基于该芯片成果,研发了国内唯一全自主知识产权的“奔图”系列激光打印机并实现量产化,标志着国产打印综合实力的崛起。
项目成果打印机核心SoC系列芯片,是国内首款自主研发的、基于国产嵌入式CPU等IP核、采用全境内工艺制程及封装技术、具备自主知识产权的打印SoC芯片,这一成果成功打破了我国打印芯片受制于人的局面,填补了国内空白。目前该系列芯片已批量应用于国产奔图打印机及7家国际主流品牌耗材中,其中基于该成果SoC芯片的打印机整机(约20%)和打印机耗材终端产品(约70%)被用于出口,是国产SoC芯片完成国产替代后,成功外销的典范。项目成果产生了显著的经济社会效益,国产替代率和出货量呈明显增长趋势,截至2021年底,该成果芯片累计出货超6.8亿颗,累计实现产值近47亿元。
项目技术成果获得了国家高度肯定,曾两次被院士专家组鉴定为国际领先水平,先后两次获得中国电子学会科技进步一等奖,芯片及整机产品支撑奔图系列打印机成为十九大和二十大唯一指定国产打印机,连续八届荣获了“中国芯”最佳市场表现产品奖,更斩获了打印行业国际最具权威和影响力的“2022 BLI PICK AWARD”大奖等。这是中国打印机产业极为关键的里程碑,代表着我国成功突破了国外高端打印机核心芯片的垄断,形成自主化程度极高的产业链,对维护国家信息安全,助力我国打印产业提高整体竞争力具有重大意义。(文/张晶) |
