在這種情況下,汪至中最終下定決心繞開這個主芯片的版權保護,自己設計并改進核心芯片,他把自己的方案告訴了弗蘭克。“弗蘭克顯然認為我國當時還沒有這個能力,他說你要是能做就試試看吧!”
汪至中是電力電子方面的專家,雖然不是微電子專家,但他對當時中小規模的模擬和數字芯片極為熟悉,此前曾在美國加州理工和硅谷了解了多芯片合成方法(MCM)和計算機仿真設計,覺得這難不倒自己。因此,汪至中沒有采用“磨片”的考貝方法,而是采用了剛從國外學來的先進方法完成了電路前端設計。此后他找到了集成電路研究所,請那里的微電子專家對芯片進行了后端設計、并流片。
“這是由我國完全自主設計研發的第一片模數混合型大規模CMOS 集成電路,和美國的芯片相比,它在50 赫茲和60 赫茲電源變化時可通過片內電子開關用數字方法改變電路來實現同步,并且主頻高、分辨率高而恒定不變。
此外,CMOS 芯片功耗低、電流小,要設計出既要模擬又要數字集成,還要輸出大電流驅動的芯片的確有很大難度。所以這個芯片設計還是請了很多單位幫忙,最終用一年的時間搞了出來。”汪至中回憶道。
“芯片有了,而模塊上的變壓器我卻做不了,小小的一個電源變壓器要做到15 瓦,很小的一個集成脈沖變壓器要做到3500 伏耐壓。但通過和國內零部件廠家的合作,現在我們做的比進口的好,同樣性能和體積的脈沖變壓器我們全部是5000 伏耐壓的。這是一個過程,現在我們性能優于進口的控制模塊,價格只有進口的三分之一。”汪至中提到,“我覺得不要輕易崇洋媚外,不要總覺得國外的就好,國外人家是比咱們走的早,有很多優點要學,但很多東西直接拿圖紙過來是不行的,一定要根據中國的人和國情來重新調整、完善。”
采用國產芯片組裝的模塊以性價比的絕對優勢推向市場,由于用國產模塊生產的設備可任意在50 赫茲或60 赫茲國家生產、到另一國家使用,取消了過程中人為改焊元件及撥碼開關的不可靠因素,很快便替代進口,在電動汽車充電電源、蓄電池化成電源、電廠后備電源、電機軟啟動等領域推廣應用,被越來越多的國內外用戶所接受。
實際上,該控制模塊的成功國產并應用于風電,與科技部高新司的支持是分不開的。當時主管風電的李寶山得知風電軟并網有一個獨立的模塊在進行國產化研發時,曾多次到學校了解情況。在實驗室中,汪至中為李寶山在臺架上模擬了該模塊的工作情況,并與國外模塊進行了對比。此后,科技部的相關領導不但支持他申請了“九五”科技攻關項目“風力發電機的軟并網”,還陸續介紹他結識了許多風電界的同仁,幫助他將新技術盡快地投入到我國風電發展的實踐中去。
因此,20 世紀90 年代末,汪至中的軟并網控制模塊很快便在浙江省機電研究院和沈陽工業大學所研制的200 千瓦風電機組中得到了應用。此后的250 千瓦風電機組中也全部安裝了該控制模塊。當年在現場研究并網問題時,多個單位的工作人員大家都混在一起,不分你我,對硬件、甚至控制軟件細節都是靠集體力量一點一滴地討論摸索和試驗確定。企業和學校之間的互相支持、協作,成為創新過程中極為重要的一環,因為只有這樣才能從根本上掌握這項新技術。
“企業與學校之間的合作很重要,也許是我有一個在企業從工人、技術員到工程師的經歷,所以與企業技術人員都溝通得很好,互相聯系的也比較多。如果沒有這些人的合作,很多東西是很難做成功的。另外自己也必須要喜歡這些技術,而不是把這門技術說成是你的或是他的。那時候工資雖然很低,但因為喜歡,錢不夠大家也愿意加班干,創新不那么容易,必須要有興趣,全身心投入。”

20世紀90年代安裝在南澳島上的國產垂直軸風電機組