海归博士创业，17年磨一剑，实现半导体“卡脖子”技术国产替代

张通社 zhangtongshe.com

沈忱1981年出身于上海知识分子家庭，父母分别是造船厂和轴承厂的工程师。在沈忱七岁那年，父亲给他从香港买了一台内存2K的二手电脑，那是他人生中的第一台电脑，从那时起，他便与电脑结下不解之缘。小学五年级时，父亲在上了锁的书柜一角开放了一批编程书籍给他阅览，他用一个暑假的时间自学编写代码，同时父亲帮他报了机械打字机辅导班，环境的启蒙让沈忱在少年时代便爱上了编程。中学时代就读于大同中学，写软件代码就成为沈忱的强项。学习成绩优异的他在高二那年，通过奖学金选拔考试，前往新加坡国立大学继续深造。

从本科到硕博，沈忱一路在新加坡国立大学电子与计算机工程领域进行专业的学习和探索。作为一名硬核技术人员，他始终走在技术的最前沿，经常自己动手搭硬件、写软件，创造自己的研究工具。2007年，在沈忱攻读博士的最后一年，他在网上遇到了那位工作“知己”贡顶。贡顶硕士毕业于中国科技大学近代物理专业，毕业后在西北核技术研究所担任助理研究员，从事高功率微波效应研究。看似毫无交集的二人，却因为“代码”走在了一起。

 “我的博士论文做的是实验课仿真软件的理论研究，在网上找了一圈，发现贡顶把他写的半导体仿真软件的源代码开源了。”谈及与贡顶的相遇相知，沈忱至今都津津乐道。“人们常说，字如其人。对于软件工程师而言，代码就代表着他的个性和审美观。作为‘网友’，我和贡顶一见如故。”于是，他们二人开始在网上合作编写软件。令人惊喜的是，他们一起研发出的软件产品比当时国际上流行的某款软件还要先进。于是，他们萌发了想要把自己的研发成果商业化的梦想。

说干就干，博士毕业后，沈忱在新加坡注册了自己的公司。2011年他回到国内，与贡顶一起先后创办了苏州珂晶达电子有限公司和墨研计算科学（苏州）有限公司。从“象牙塔”里走出的代码“双星”的创业之路并非一帆风顺，从2011年到2021年的十年间，他们的公司仅有二十多人，依靠为数不多的订单运转。除维持生存外，所有盈利都投入到持续不断地研发中。

多年研发积累终于迎来收获。2021年，他们创办培风图南，成了国内最早从事工艺器件仿真（TCAD）软件研发的技术公司，弥补了我国在晶圆制造领域研发的“短板”，并成为我国面向晶圆制造唯一成功商用的TCAD软件公司。作为在集成电路生产制造及特种行业定制服务领域有着深厚积累的公司，培风图南主要聚焦集成电路生产制造及特种行业定制服务领域，其产品线主要涵盖光学邻近效应修正（OPC）、工艺器件仿真（TCAD）、3D表面结构仿真（Emulator）、TCAD-SPICE快速建模、电路仿真与寄生参数抽取在内的全系列制造类EDA软件产品。目前，公司已经成为拥有100多名员工、产品实现商业化落地、营收向亿元迈进的国家级科技型企业。

张江高科895创业营（第十四季）宽禁带半导体专场培风图南获“创业之星”

今年5月，培风图南结缘895创业营，并成为895创业营（第十四季）宽禁带半导体专场的一员。在前不久创业营Demoday路演中，沈忱经过激烈角逐，成功荣获本季“创业之星”称号，并获得张江高科办公场地免租两年的奖励。沈忱真诚地表示，“895创业营给到了公司很大的帮助，为我们提供各类资源支持，还有很多丰富多彩的课程设置。尤其是在895创业营的‘创业征途’活动中，我们这些年轻的创业者与投资人进行了两天一夜的海边骑行，一起深度学习半导体创新企业成长的好经验和好做法，我从中受益匪浅。另外，这次入驻895创新基地，也为公司后续的快速发展提供更加有利的产业生态。”

打破国际垄断

攻破“卡脖子”技术，实现国产替代

在半导体行业，美国对我国的技术限制卡在了制造、装备和材料等这些关键环节上，特别是制造环节，是业内公认的技术瓶颈所在。这也是沈忱决定将重心放在制造领域的原因。

培风图南在发展过程中，自主研发出两条产品路线，一条是制造类EDA软件，尤其是以工艺、器件仿真软件和集成应用环境为代表的TCAD软件和以光刻建模软件、掩膜修正软件、掩膜验证软件为代表的OPC软件，其产品在国际上具有先进的技术优势；另一类是天地一体BCD工艺平台。瞄准我国商业航天市场，其自主研发的天地一体的电源管理芯片，可同时满足商业航天+地面应用场景，抗辐射、性能优、降成本。

在培风图南自主研发的众多产品中，TCAD软件是其杰出代表之作。EDA技术在集成电路产业链中被誉为“芯片之母”，通过计算机软件实现集成电路的设计、仿真和验证。TCAD作为EDA的重要分支，可以为用户提供丰富的材料库、物理模型及选项参数，此前一直被美国巨头公司垄断。沈忱认为，TCAD是非常具有价值和潜力的市场，因此，沈忱与团队早在2007年就瞄准目标，聚焦3D器件TCAD软件和工艺TCAD软件的开发，并于2012年顺利完成3D器件TCAD发布。

但在工艺TCAD软件上的研发之路，漫长且坎坷，在2015年和2017年，TCAD的研发经历了两轮失败的探索，当时仿佛是走进了死胡同，但倔强的创业团队从不轻言放弃。“挫折和困难是再普通不过的事情，做工作如果没有感到绝望和痛苦，就说明还没有触碰到最前沿。我们这个行业不怕穷，就怕不能坚持。”沈忱说。十七年磨一剑，经过无数个日夜的不断尝试和探索，并凭借在该领域的精耕细作，工艺TCAD软件终于在2024年破茧而出，2024年，其工艺仿真和器件仿真软件TCAD套件Mozz通过了头部客户的技术验收，成为国内唯一全面支持先进逻辑器件的三维TCAD仿真工具。

据介绍，培风图南TCAD软件产品为目前“国产唯一绝对领先”。其亮点体现在：一是原创性，它拥有100%自主知识产权，是国内唯一面向晶圆制造的TCAD软件。二是先进性，其在2012年完成前期技术储备，现在已迈进7nm以下的工艺节点；三是突破了国际封锁，与新思的Sentaurus仿真工具全面对标，部分应用场景下较国外同类产品获得10倍的性能加速和内存降低；四是在化合物半导体碳化硅材料应用经验积累丰富，有望实现弯道超车，高精度模式下速度比竞品快10倍。

在技术研发上，培风图南注重人才培养，除了公司的老班底，还社招了一批有丰富行业经验的领域专家。除此之外，更多的员工是来自物理系的应届硕士生和博士生，通过内生培养人才机制，在项目实训中，将应届生培养成产品级软件研发骨干工程师，打造出一支高精尖的技术研发团队，公司研发人员比例达到87.4%。

完成数亿元融资

预计明年订单超亿元

近几年，培风图南取得了一系列成绩，同时也引来投资机构关注及投资。2021-2024年间，公司完成了数亿元融资。

在激烈的市场竞争格局之下，走差异化竞争，是沈忱找到的公司生存之道。围绕细分市场，培风图南除了与半导体晶圆厂合作，还在国防、航天、军工、重大科研项目等领域开展服务。目前，培风图南已经与国内头部设计公司和晶圆厂陆续展开深度合作，预计明年订单超亿元。沈忱认为，要成为一家有生命力的公司，必须要培养团队正向的研发能力，扩大和开发新的产品线。培风图南目前在仿真技术上已经赶上国际水平，然而要实现超越，需要探索出一条国内自主独立的技术路线图。

自7nm工艺起，国际半导体技术路线是以EUV光刻为基础的。在国产EUV光刻机缺失的情形下，国内的半导体制造技术只能暂时和国际主流“分岔”。我国头部企业正在加速探索和研发，努力在“蛮荒”中开辟一条道路，延续摩尔定律，推出性能更强、能效更高的集成电路产品。

培风图南在TCAD软件市场上已成为我国行业领先者，并一直深耕EDA领域。未来五年，公司将迎来机会“窗口”期，在技术路线分岔的背景下，推出新一代“虚拟晶圆厂”软件，帮助头部企业加速技术路径探索和先进制造工艺的研发。沈忱表示，在虚拟晶圆厂的仿真环境中，用户可以“多快好省”地把不靠谱的选项排除，以集中资源优势攻破有潜力的核心技术。对于选中的技术路线，虚拟晶圆厂可以帮助用户精益求精，建立细致的数学和物理模型，找到最优设计参数和工艺配方，在产品优化和良率提升上做到极致。新一代的虚拟晶圆厂软件将帮助我国头部企业实现技术瓶颈的突破，不断追赶甚至赶超欧美在半导体行业的优势地位。

“现阶段我们受限于关键设备，借助虚拟仿真技术在设计和工艺层面精耕细作，以便在产品层面追赶国际前沿。我相信以EUV光刻机为代表的先进国产设备最终是可以研发出来的，虚拟晶圆厂的技术同样可以充分发掘EUV的技术潜力。届时，设备、工艺、设计技术全方位结合和优化，将使我们的半导体产品突破前沿，超越国际同行。当我们投资和投入的积累一旦达到一个阈值，就一定能看到竞争的天平倒向我们这边。”沈忱自信地表示。

对于培风图南而言，目前是历史性的契机。沈忱表示，公司将以服务晶圆厂客户为中心，不断开辟市场，实现国内市场的全面覆盖。未来，公司将做好两件事，其一，推广仿真应用的方法论和最佳实践，培育新一代青年工程师，充分发挥软件为客户带来的价值；其二，与客户并肩探索半导体技术演进的路线，定义和开发下一代前沿EDA软件产品，与客户长期协同共生。沈忱透露，公司计划2025-2027年在科创板上市。

谈起公司名字，沈忱介绍说，培风图南出自庄子《逍遥游》，意为乘风南飞。这也是沈忱对公司的发展愿景。

顺势而为，勇攀高峰。沈忱将带着为我国半导体行业创造价值的初心，继续乘风而上，破浪前行！