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    面向世界科技前沿,面向國家重大需求,面向國民經濟主戰場,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

    ——中國科學院辦院方針

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    一生一芯 開源未來

    ——記中國科學院計算技術研究所研究員包云崗

    2021-08-22 經濟日報 佘惠敏
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    語音播報

    中國科學院計算技術研究所副所長、研究員包云崗。記者佘惠敏攝

      中國科學院計算技術研究所副所長、研究員包云崗,研究的是目前“卡脖子”領域的代表——芯片。日前,北京市委宣傳部、北京市科協等部門首次聯合開展北京最美科技工作者學習宣傳活動,包云崗被遴選為2021年北京“最美科技工作者”。

      “芯片是我國的燃眉之急。當前,集成電路是中國第一大進口產品,進口產品金額遠超過石油和鐵礦?!边@位引領中國開源芯片實踐的“80后”學者,心中有一個夢想:我希望通過開源芯片,降低芯片設計門檻,讓芯片產業繁榮起來,希望10年后中國將不再存在當前的芯片“卡脖子”問題。

      為了實現這個夢想,包云崗已經努力了很多年。包云崗與芯片的緣分可以追溯到1994年,當時他還在讀初中,就擁有了自己的計算機。他的父母雖是農民,卻一直對科技很感興趣,全力支持他學習,為買這臺電腦花了1萬多元?!澳菚r,我所居住的蘇南小鎮上,計算機還是個稀罕物,它為我打開了一個全新的世界?!卑茘徎貞浾f。

      包云崗從此鎖定了自己的大方向:計算機。1999年,他考上南京大學計算機系,2003年從南大本科畢業后,又進入中科院計算所攻讀博士。

      包云崗是個理性犀利的人。分析中國在芯片領域的差距時,他直面不足,一針見血。計算機體系結構是芯片技術的基石,然而,包云崗團隊分析了2008年至2017年這10年中計算機體系結構國際頂級會議ISCA上發布的論文,發現論文的第一作者中85%在美國,僅有4%在中國?!按致怨浪?,中國的處理器芯片設計人才不足美國的二十分之一,差距巨大?!卑茘徴f,加快處理器芯片人才培養規模與速度,是中國迫在眉睫的任務。

      包云崗也是個溫和包容的人?!靶酒I域的開源將帶來很大變革。過去,全球的開源活動集中于軟件開發,芯片領域的開源活動才剛剛開始?!卑茘徴J為,向軟件業學習,用開源生態把芯片領域的創業難度降下來,應該是大勢所趨?!疤幚砥餍酒O計人才要求高,降低芯片設計門檻是人才危機的一種破解之道。我們就是要降低芯片設計的門檻,讓學生不再害怕做芯片。希望不久的將來,做芯片像寫APP那么簡單,那我們就成功了?!?/p>

      包云崗還是個放眼長遠的人。他曾為中國的開源芯片生態構建制定了三步走規劃:第一步是建立開源SoC(系統級芯片),即用3年至5年為社區提供經過流片驗證的高質量RISC-V開源核、開源SoC設計等;第二步是用開源工具鏈構建開源SoC,即用5年至7年逐步構建一套開源SoC芯片設計流程,將商業版工具、IP逐漸替換為開源版,實現本科生用全開源工具開發開源芯片,帶著自己芯片畢業;第三步是用開源工具鏈自動化構建開源硬件,即用10年至15年開發更智能、更自動化的開源工具,形成開源芯片生態,降低芯片開發門檻。

      這個三步走規劃,目前進行到哪一步了?目標是哪一年完成?“這是我們在2018年制定的規劃,現在3年過去了,第一步基本做到了,第二步做到了一半。我期待到2030年完成全部目標?!卑茘徴f。

      近年來,包云崗引領中國芯片敏捷開發實踐,成立聯盟推動中國開源芯片生態建設,為解決“卡脖子”芯片技術難題提供新思路,突破開源芯片敏捷設計方法的若干關鍵技術,帶領團隊成為開源處理器芯片方向全球主要科研團隊之一。

      包云崗已作為國內學術界唯一代表入選開放指令集RISC-V國際基金會理事會;他發起成立中國開放指令生態(RISC-V)聯盟并擔任秘書長,目前已有100余家成員,包括華為、展銳、百度、騰訊、長虹等企業以及中科院微電子所、清華、北大等科研機構,引領中國開源芯片生態發展。

      包云崗推動中國科學院大學啟動一生一芯計劃——讓本科生設計處理器并完成流片。目前,已有5位國科大本科生各完成一款64位RISC-V處理器芯片的設計并完成流片,實現了讓本科生帶著自己設計的處理器芯片畢業的預定目標。

      好消息不斷傳來。2021年6月,首屆RISC-V中國峰會于上??萍即髮W舉辦。會上,包云崗團隊公開推出了“香山”開源高性能處理器芯片。這標志著,在中科院計算所、鵬城實驗室的技術支持下,由中國開放指令生態聯盟開發的國產RISC-V處理器內核正式誕生。7月15日,第一代采用“香山”內核主線的架構芯片“雁棲湖”流片,頻率為1.3GHZ,工藝制程為28納米。預計到今年年底,第二代采用“香山”內核主線的架構芯片“南湖”也將完成流片,目標頻率2GHZ,工藝制程14納米。

      “在香山芯片的研發中,我們采取了科研重工業模式,二三十位研究者一年多沒發論文,專心做芯片。但做出來后,我們用中文發布的香山芯片,國外討論區有人主動把香山芯片的資料翻譯成英文上傳,甚至還有人討論以后是不是要學中文。在全球最大開源社區GitHub上,香山開源項目發布一個多月就有2000多個星標(Star),影響力是世界性的?!卑茘徴J為,科研重工業模式更值得追求?!跋闵叫酒且粋€研究芯片,未來的商業化還需要企業參與,我們將面向全球開放,構建芯片科技領域的人類命運共同體?!?/p>

     ?。ㄔd于《經濟日報》 2021-08-22 06版)

    打印 責任編輯:侯茜

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