Integrierte Schaltkreise bilden den Grundstein der Informationsgesellschaft, doch China sieht sich seit langem mit technologischen Einschränkungen durch ausländische Mächte konfrontiert. FPGA-Chips gelten dabei als das „Kronjuwel“ der IC-Industrie. In China widmet sich eine Gruppe von Pionieren konsequent der Weiterentwicklung inländischer FPGAs und arbeitet unermüdlich daran, ausländische Monopole zu brechen. Dr. Wang Haili, Gründer und CEO von Hercules Micro, ist einer von ihnen.

Hercules Micro gehört zu Chinas ersten Pionieren in der unabhängigen Forschung und Entwicklung, der Massenproduktion und dem großflächigen Vertrieb von universellen FPGAs und heterogenen programmierbaren Computerchips der nächsten Generation. Seine Geschichte begann mit einem Forschungs- und Entwicklungsteam im Tsinghua Science Park. 2017 startete dieses Team – mit über einem Jahrzehnt Erfahrung in der FPGA-Forschung und -Entwicklung – neu durch und gründete ein Unternehmen, das auf der Unternehmenskultur „Unite as One“ basiert. Die Kernmitglieder arbeiteten zuvor bei Jing Microelectronics, einem frühen inländischen FPGA-Unternehmen. Nachdem sie den mühsamen Weg der Entwicklung der ersten chinesischen FPGA-Chips von Grund auf gemeistert und den Beinahe-Zusammenbruch aufgrund von Finanzierungsengpässen überlebt hatten, bestärkten diese Erfahrungen CEO Wang Haili in seinem Entschluss, sein Team zum Ziel der „Perfektionierung inländischer FPGAs“ zu führen.

Wang Haili, CEO von Hercules Micro

„Erst überleben, dann entwickeln“ – dieser pragmatische Ansatz prägte die Gründungsstrategie von Hercules Micro. Wangs Team entschied sich für die ausgereifte 40-nm-Prozesstechnologie, um mehrere FPGA-Chips mit kleiner bis mittlerer Kapazität für die Unterhaltungselektronik, die industrielle Steuerung und andere Branchen auf den Markt zu bringen. Diese Chips erlangten dank ihrer Kosteneffizienz und ihrer differenzierenden Vorteile schnell Marktakzeptanz und skalierten die Produktion. Damit legten sie den kommerziellen Grundstein für zukünftige Forschung und Entwicklung.

Hercules Micro Produktausstellungsraum

„Nachdem wir die erste Phase überstanden haben, konzentrieren wir uns nun auf Wachstum“, erklärte Wang Haili. Im Jahr 2022 brachte Hercules Micro nach den Serien Zihe (HME-R) und Shan (HME-M) mehrere 22-nm-FPGAs auf den Markt und erweiterte sein Angebot um die Serien Hercules (HME-H) und Pegasus (HME-P). Damit gehörte das Unternehmen zu den ersten Massenproduzenten Chinas in diesem Bereich.

Heute produziert das Unternehmen erfolgreich Chips in vier Prozessgenerationen (65 nm/55 nm/40 nm/22 nm) in Massenproduktion und hat kumulierte Auslieferungen von mehreren zehn Millionen Stück erreicht. Diese Chips werden in strategischen Branchen eingesetzt, darunter Unterhaltungselektronik, intelligente Fertigung, industrielle Energieversorgung, Sicherheitsüberwachung und Medizintechnik.

Hercules Micro (Teil-)Patent-Showcase-Wand

Im Gegensatz zu herkömmlichen FPGAs setzt Hercules Micro auf seine proprietäre „Heterogeneous Programmable“-Architektur. Diese integriert FPGA-Strukturen mit CPU, MCU, Speicher, ASIC, KI-Beschleunigern und anderen heterogenen Einheiten auf einem einzigen Chip. Die daraus resultierenden Produkte bieten Programmierbarkeit, Selbstrekonfigurierbarkeit, Skalierbarkeit, breite Anwendbarkeit, hohe Integration, Zuverlässigkeit, leistungsstarke Rechenleistung und Langlebigkeit. Die 22-nm-H7-Serie kombiniert FPGA-Logikressourcen, eine ARM Cortex-M3-MCU und SRAM mit großer Kapazität und ermöglicht so flexible Programmierung und szenariospezifische Optimierungen. Diese Lösungen eignen sich hervorragend für LED-Displays, Unterhaltungselektronik, industrielle Automatisierung und medizinische Anwendungen, steigern die Wettbewerbsfähigkeit der Endprodukte und adressieren Nischenmarktanforderungen.

*Mini-LED-Multizonen-Hintergrundbeleuchtungslösung für Fernseher (basierend auf HME-H7)*

Auf der kürzlich in München/Shanghai stattfindenden Electronica 2025 präsentierte Hercules Micro seine FPGA-Serien HME-H1, HME-H7 und HME-P2. Die auf HME-H7 basierende, vollständig drehbare LED-Displaylösung erregte großes Aufsehen. Diese Innovation durchbricht traditionelle Display-Einschränkungen und bietet Flexibilität in mehreren Winkeln sowie die Möglichkeit, unregelmäßige Formen zu kombinieren. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für kommerzielle Displays. Die Besucher erlebten hautnah, wie Technologie die Visualisierung von Geschäftsprozessen verbessert.

*Vollständig drehbare LED-Displaylösung (basierend auf der HME-H7-Serie)*

Am Stand präsentierte Dr. Wang Produktdemos und diskutierte mit Anwendern und Branchenkollegen. Er führte einen intensiven Austausch mit Herrn Song Shiqiang, General Manager von SLKOR Halbleiter, über Branchentrends bei Produkten, Technologien und Märkten. Herr Songs Expertise in der Marktexpansion inspirierte Wang, der die Notwendigkeit betonte, Branchensilos aufzubrechen und die branchenübergreifende Zusammenarbeit zum gegenseitigen Nutzen zu stärken.

Song Shiqiang (SLKOR) und Wang Haili (Hercules Micro)

Die FPGA-Entwicklung erfordert nicht nur Hardware-Design, sondern auch EDA-Toolchain-Unterstützung. Hercules Micro ist eines der wenigen chinesischen Unternehmen, das sechs Kerntechnologien beherrscht: FPGA-Core-Design, SoC-Architektur, IC-Hardware-Design, EDA-Softwareentwicklung, IP-Anwendungsdesign und heterogene Systementwicklung. Sein Forschungs- und Entwicklungsteam – mit Mitgliedern der Tsinghua-Universität, der CAS und anderer renommierter Institutionen – hält über 200 Patente. Das Unternehmen gilt als „spezialisiertes, raffiniertes, einzigartiges und innovatives KMU“, „kleiner Riese“ und „6. IC-Einhorn“. Es hat mehrere Auszeichnungen gewonnen, darunter den China IC Design Achievement Award, den Best Processor Chip Award und den Annual Innovative Product Award, und festigt damit seinen Ruf in der Branche für starke Forschung und Entwicklung sowie Innovation.

*Hercules Micro: 2022–2023 chinesisches IC-Einhorn-Unternehmen*

Trophäe für den China IC Design Achievement Award 2023

Trophäe für den besten Prozessorchip 2023

In Bezug auf Branchenökosysteme stellte Wang fest, dass Chinas FPGA-Sektor im Vergleich zu vor zehn Jahren floriert und zwei Unternehmen am STAR-Markt notiert sind. Zwar bestehen weiterhin Lücken zu ausländischen Giganten, doch haben inländische Akteure im mittleren bis unteren Marktsegment Fuß gefasst und sind bei bestimmten Produkten führend. Wang forderte chinesische FPGA-Unternehmen auf, redundante Anstrengungen zu vermeiden, ihre Stärken gemeinsam zu nutzen und global geschlossen zu konkurrieren. Er betonte, dass Hercules Micro nicht nur auf Importsubstitution abzielt, sondern die programmierbare Technologie durch Qualität und Innovation vorantreiben möchte.

Hercules Micro Honors Wall

Hercules Micro plant derzeit die Produktion von 10–12 Chips auf 22-nm-Basis, darunter ein Flaggschiff mit >1000 Logikressourcen. Sechs Chips befinden sich bereits in Massenproduktion, Millionen Stück wurden bereits ausgeliefert. Wang betonte, dass solche vielseitigen Chips lange Lebenszyklen haben; um ihren Wert zu erschließen, ist eine kontinuierliche Erforschung von Anwendungsszenarien erforderlich, um maßgeschneiderte Lösungen zu entwickeln. Zukünftige Anstrengungen werden die Chiparchitekturen optimieren und auf fortschrittliche Prozessknoten abzielen. Die Expansion in die Bereiche Photovoltaik der nächsten Generation, intelligente Geräte (AR/VR/MR), KI, Robotik, Rechenzentren und Automobilelektronik ist im Gange.

Mögliche Anwendungsszenarien für Hercules Micro FPGAs

Vom Überleben zum Wachstum: Die zwei Jahrzehnte währende Reise von Hercules Micro – und der achtjährige Neustart – spiegelt einen einzigartigen Weg in der chinesischen FPGA-Landschaft wider, angetrieben vom unerschütterlichen Traum, inländische Chips zu perfektionieren. Wang vergleicht den inländischen FPGA-Wettlauf mit einem 42-km-Marathon: „Wir haben erst 10 km zurückgelegt; die verbleibenden 32 km erfordern die Zusammenarbeit der chinesischen FPGA-Community, unterstützt durch die Regierung und den Kapitalmarkt. Nur gemeinsam können wir unseren Sieg erringen.“