圖：“一生一芯”計(jì)劃第一期的5名學(xué)生（光明日?qǐng)?bào)）

“我們參與了中國(guó)科學(xué)院大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)‘國(guó)科大’）‘一生一芯’計(jì)劃，全程參與處理器芯片從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)、運(yùn)行的全過(guò)程。”他們感慨道，正是這個(gè)經(jīng)歷讓自己從同學(xué)們中脫穎而出。

來(lái)之不易的“最硬核畢業(yè)證”

2020年6月2日，金越、王華強(qiáng)、王凱帆、張林雋和張紫飛，這5名平均年齡只有21.8歲的國(guó)科大2016級(jí)計(jì)算機(jī)學(xué)院本科生，發(fā)布了他們自己設(shè)計(jì)、制造的芯片——64位RISC-V處理器SoC芯片。

這個(gè)芯片是全國(guó)首個(gè)由在校生主導(dǎo)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)流片的處理器芯片，能成功運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)以及學(xué)生自己編寫(xiě)的國(guó)科大教學(xué)操作系統(tǒng)UCAS-Core。而這5名畢業(yè)生，被網(wǎng)友贊嘆拿到了“最硬核畢業(yè)證”。

將一行行數(shù)字世界的代碼，變成能在現(xiàn)實(shí)世界中運(yùn)行的芯片，這一過(guò)程對(duì)于本科生來(lái)說(shuō)，需要面對(duì)很多意想不到的挑戰(zhàn)與挫折?！拔覀冃枰M(jìn)行很多探索性的嘗試，很多時(shí)候甚至需要將設(shè)計(jì)推倒重來(lái)，這對(duì)大家的心態(tài)是非常大的考驗(yàn)。”王華強(qiáng)說(shuō)。

2019年12月19日，經(jīng)過(guò)4個(gè)月高強(qiáng)度的開(kāi)發(fā)工作后，學(xué)生們的芯片設(shè)計(jì)圖紙正式提交。大家就如同高考交卷，終于舒了一口氣，卻又懸起了一顆心。因?yàn)?，還要等待芯片送到廠家制作、返回。

2020年4月23日，王華強(qiáng)從微信群里得知，他們親手設(shè)計(jì)的處理器芯片返回了。而這并不是終點(diǎn)，還需要進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。但當(dāng)時(shí)，參與計(jì)劃的5名學(xué)生卻因疫情阻礙不能返校，無(wú)法到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與測(cè)試。幸好幾位在京同學(xué)挺身而出，幫助他們完成了調(diào)試測(cè)試工作。

“同學(xué)們將這款處理器芯片命名為‘果殼（NutShell）’，與‘國(guó)科’發(fā)音相同?！蓖跞A強(qiáng)說(shuō)，“我們希望通過(guò)這個(gè)名字，來(lái)表達(dá)對(duì)國(guó)科大的深厚感情?！?/span>

“缺芯”的癥結(jié)在于“缺人”

2021年，全球產(chǎn)業(yè)界“缺芯”所帶來(lái)的影響逐漸擴(kuò)大。從汽車(chē)到手機(jī)、電腦、網(wǎng)卡，再到家用電器的普遍漲價(jià)，令普通百姓也開(kāi)始關(guān)注到芯片產(chǎn)業(yè)安全。

“‘缺芯’的一個(gè)重要原因，就是缺乏芯片的設(shè)計(jì)和制造人才。”中科院計(jì)算技術(shù)研究所副所長(zhǎng)、國(guó)科大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授包云崗強(qiáng)調(diào)，作為芯片產(chǎn)業(yè)“皇冠上的明珠”，處理器芯片因設(shè)計(jì)復(fù)雜度高、難度大，相關(guān)設(shè)計(jì)人才面臨巨大缺口，加快人才培養(yǎng)迫在眉睫。

據(jù)了解，20世紀(jì)80年代，美國(guó)也遇到過(guò)類(lèi)似的人才危機(jī)。其解決思路是把芯片設(shè)計(jì)的門(mén)檻降下來(lái)，讓學(xué)生可以參與流片，并專(zhuān)門(mén)啟動(dòng)了相應(yīng)的人才培養(yǎng)項(xiàng)目，迄今已培養(yǎng)了幾萬(wàn)名芯片人才。

“加快處理器芯片設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)人才培養(yǎng)，是解決我國(guó)信息領(lǐng)域‘卡脖子’問(wèn)題的關(guān)鍵?！卑茘徑榻B，國(guó)科大2019年8月啟動(dòng)的“一生一芯”計(jì)劃，旨在通過(guò)讓學(xué)生設(shè)計(jì)處理器芯片并完成流片，培養(yǎng)具有扎實(shí)理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的處理器芯片設(shè)計(jì)人才。

“‘一生一芯’的意思，是讓參與計(jì)劃的每位學(xué)生帶著自己設(shè)計(jì)的處理器芯片畢業(yè)?！卑茘徴f(shuō)，“一生一芯”計(jì)劃的目標(biāo)很明確，即提高我國(guó)處理器芯片設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)規(guī)模，縮短人才從培養(yǎng)階段到投入科研與產(chǎn)業(yè)一線的周期，培養(yǎng)更多國(guó)家緊缺的芯片人才。

圖：14nm“香山”的芯片架構(gòu)（包云崗）

2021年6月22日，開(kāi)源高性能RISC-V處理器“香山”在北京首次亮相。這是一款由中科院計(jì)算所牽頭、多家企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的開(kāi)源處理器核，源代碼和所有設(shè)計(jì)文檔都開(kāi)源。

而在“香山”開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)中，參與“一生一芯”計(jì)劃第一期的5位學(xué)生都已是技術(shù)骨干。