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                                                          发稿时间:2020-08-14 18:11:20

                                                          从上图中我们看到。左图中现有的课程体系,与学科前沿有着非常大的鸿沟,甚至与工业界主流技术和方法学都有很大的差距。这无疑说明,我国大学现有的课程体系已经严重脱钩。因此,包云岗萌生了一个想法——要不要让学生们参与到芯片设计和制造之中去?在应用中学习,学习中应用。通过这种方式,既能加速人才的培养速度,也能促进产教融合。让学生在学校时就能掌握复杂的芯片制造,缩短人才从培养阶段到投入科研与产业一线的周期,在进入企业后就能适应得快一点。包云岗深刻意识到,人才加速计划一分一秒都不能再耽误了。要马上开始。02“一生一芯”,是包云岗为这个加速计划起的名字。很多人听到这个名字,都以为是,“一生一心一意爱一人”。但包云岗的原意,是希望有一天能让每一个学生都能带着自己设计的芯片毕业。

                                                          “一生一芯”群中的讨论人凑齐后,日程立刻安排上。就像真实残酷的公司竞争一样,同学们一上来面对的就是紧迫的时间压力。中科院确定了最合适的流片班车是12月17日,这样能保证芯片在4月份完成封装,返回学校进行测试。如果一切顺利,那就可以赶上五月底的国科大本科毕业答辩,到时可以在答辩现场展示芯片。但是如果错过这趟班车,那就需要再等2个月赶下一趟班车,这就意味着芯片不可能在毕业答辩时返回。为此,他们只有不到4个月的开发时间。如此短暂的时间,让每一天看起来都极其宝贵。8月20日,国科大落实中芯国际110nm工艺的流片渠道。七天后,“一生一芯”计划火速启动。

                                                          这款芯片可以成功运行Linux操作系统,以及由学生们自己编写的国科大教学操作系统UCAS-Core。本科生设计芯片,这是中国大陆的第一次。在媒体争相报道中,一个叫做“一生一芯”的计划,浮出了水面——在发现帮不上华为之后,中科院启动了这一计划。芯片制造,本科生,这两个词放在一起,无论你怎么看,都会显得很怪异。承接这个项目的中国科学院大学师生,也很忐忑。但一年后,他们把不可能,变成了可能。参加首期“一生一芯”的五位同学,分别是金越、王华强、王凯帆、张林隽和张紫飞。

                                                          然而疫情还是对测试工作带来了一些小插曲。因为芯片需要现场调试与测试,但由于疫情原因学生们不能返校。这时,余子濠、蔡晔和刘彤三位同学挺身而出,主动到学校协助调试测试工作。测试验证工作看似简单,但实则很有难度。因为从底层PCB版图、到上层操作系统、内存颗粒到中间处理器设计、应用软件,每个层次都可能出问题。哪怕一个很不起眼的小问题,都会造成芯片无法正常工作。经过大约1个月的调试测试,终于证明芯片一切正常,可以成功运行Linux操作系统。

                                                          真实的芯片开发,要比课堂上所学复杂得太多。作为一位开发者,需要对芯片每一个模块的行为都有所了解,还需要了解程序在芯片上运行的每一处细节。这和课堂授课,截然不同。而刚刚从课堂走出来的五位同学,不仅需要综合应用学过的知识,还要自学大学里没有讲的工作原理。就好比刚刚学会画建筑设计图的学生,突然要求建一座房子。这让他们一下子很不适应。

                                                          欧洲的大学也一样。比利时的鲁汶大学,微电子研究生阶段有一门十分有名的课,叫做电子芯片设计(P&D Electronics and Chip Design)这门课有一项大作业,要做一个混合信号接收机(mix signal receiver)。接收机所需要的芯片,需要同学们自己设计制作完成,最终会送到工厂流片。所有参加课的学生,分成4个人一组,做完这项作业后,第二年就会得到一个自己制作的芯片。而在鲁汶大学旁边的微电子研究中心(iMEC),会负责免费给学生们流片。通过这种合作,学生能完整地学习芯片设计的全过程,同时企业可借此从事尖端的研究计划,并在高校储备人才。大学和企业,可谓双赢。尾声国科大的“一生一芯”,同样借鉴了这种做法。有人说已经晚了。但我觉得,做一件事情最好的时间是10年前,其次就是现在。关注实战,产教结合,将学生带入生产线,不纸上谈兵,永远是培养芯片涉及人才的最好方式。而“一生一芯”的作用已经开始显现。经过这次历练,五位同学已经在参与一个新项目了——开发一款高性能乱序多发射RISC-V处理器核的设计。一年前,他们在做“果壳”时还有些吃力,现在已是这个新团队中的骨干,和其他博士生们相比,丝毫不落下风。这支队伍平均年龄只有23.1岁,但他们的战斗力是惊人的——不到三个星期就从头开始完成了乱序处理器主流水线的设计与实现,并且通过CoreMark测试。“一生一芯”对这些孩子们成长的推进,肉眼可见。

                                                          据同学们介绍,“果壳”的最高工作频率是350MHz,CoreMark 测试跑分为1.49/MHz。严格意义上来说,它是一款教学芯片,而非产品芯片。虽然和商业处理器相比仍有一定差距,但 “果壳” 已经算得上是功能较为完整的处理器芯片了。可能对于实际工作的芯片设计者来说,设计这样的芯片并不算太难。但是对于学生而言,亲身经历完整的芯片设计流程,对以后的职业生涯大有裨益。参与芯片研发的唯一一位女生张林隽同学也表示:“先完成,后完美。一定要勇敢地试错,我们只要迈出第一步,接下来其实都是顺其自然的。”

                                                            当日报告新增本地疑似病例0例。

                                                          7月22日,“一生一芯”团队再收到一个好消息。团队成员之一王华强收到了“果壳”被RISC-V全球论坛的接收通知。两个月后,他将代表团队向全球业界介绍“果壳”的设计,这也将是“果壳”首次在国际舞台上亮相。这次RISC-V全球论坛的日程,报告均来自世界各地的业界资深专家,还包括图灵奖得主David Patterson教授。国科大本科生能登上RISC-V全球论坛介绍他们设计的处理器核,在国际上也是难得一见。

                                                          每一位示范性微电子学院的本科生,都会参加一个叫做“‘三个一’工程”的创新式课程。课程内容包括——一年企业实习实训、一次芯片流片。大三上学期,同学们要在这门课中完成芯片设计。大三下学期,大家设计的芯片将送往企业进行流片加工,大四上学期返校学习时对流片返回的样品进行测试验证。一年企业实习实训则分别安排在大三下学期和大四下学期,做到与实验课程、芯片流片无缝衔接。