圖：“一生一芯”計劃第一期的5名學(xué)生（光明日報）

“我們參與了中國科學(xué)院大學(xué)（以下簡稱‘國科大’）‘一生一芯’計劃，全程參與處理器芯片從設(shè)計到生產(chǎn)、運(yùn)行的全過程?！彼麄兏锌溃沁@個經(jīng)歷讓自己從同學(xué)們中脫穎而出。

來之不易的“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歲的國科大2016級計算機(jī)學(xué)院本科生，發(fā)布了他們自己設(shè)計、制造的芯片——64位RISC-V處理器SoC芯片。

這個芯片是全國首個由在校生主導(dǎo)設(shè)計并實現(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)生自己編寫的國科大教學(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)實世界中運(yùn)行的芯片，這一過程對于本科生來說，需要面對很多意想不到的挑戰(zhàn)與挫折。“我們需要進(jìn)行很多探索性的嘗試，很多時候甚至需要將設(shè)計推倒重來，這對大家的心態(tài)是非常大的考驗?！蓖跞A強(qiáng)說。

2019年12月19日，經(jīng)過4個月高強(qiáng)度的開發(fā)工作后，學(xué)生們的芯片設(shè)計圖紙正式提交。大家就如同高考交卷，終于舒了一口氣，卻又懸起了一顆心。因為，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)計的處理器芯片返回了。而這并不是終點(diǎn)，還需要進(jìn)行測試驗證。但當(dāng)時，參與計劃的5名學(xué)生卻因疫情阻礙不能返校，無法到現(xiàn)場調(diào)試與測試。幸好幾位在京同學(xué)挺身而出，幫助他們完成了調(diào)試測試工作。

“同學(xué)們將這款處理器芯片命名為‘果殼（NutShell）’，與‘國科’發(fā)音相同。”王華強(qiáng)說，“我們希望通過這個名字，來表達(dá)對國科大的深厚感情?！?/span>

“缺芯”的癥結(jié)在于“缺人”

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

“‘缺芯’的一個重要原因，就是缺乏芯片的設(shè)計和制造人才?！敝锌圃河嬎慵夹g(shù)研究所副所長、國科大計算機(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)計復(fù)雜度高、難度大，相關(guān)設(shè)計人才面臨巨大缺口，加快人才培養(yǎng)迫在眉睫。

據(jù)了解，20世紀(jì)80年代，美國也遇到過類似的人才危機(jī)。其解決思路是把芯片設(shè)計的門檻降下來，讓學(xué)生可以參與流片，并專門啟動了相應(yīng)的人才培養(yǎng)項目，迄今已培養(yǎng)了幾萬名芯片人才。

“加快處理器芯片設(shè)計專門人才培養(yǎng)，是解決我國信息領(lǐng)域‘卡脖子’問題的關(guān)鍵?！卑茘徑榻B，國科大2019年8月啟動的“一生一芯”計劃，旨在通過讓學(xué)生設(shè)計處理器芯片并完成流片，培養(yǎng)具有扎實理論與實踐經(jīng)驗的處理器芯片設(shè)計人才。

“‘一生一芯’的意思，是讓參與計劃的每位學(xué)生帶著自己設(shè)計的處理器芯片畢業(yè)?！卑茘徴f，“一生一芯”計劃的目標(biāo)很明確，即提高我國處理器芯片設(shè)計人才培養(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算所牽頭、多家企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的開源處理器核，源代碼和所有設(shè)計文檔都開源。

而在“香山”開發(fā)團(tuán)隊中，參與“一生一芯”計劃第一期的5位學(xué)生都已是技術(shù)骨干。