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                                                              来源:北京体彩网
                                                              发稿时间:2020-08-15 02:49:22

                                                              去年5月,华为被美国制裁,海思芯片惨遭重创。中科院科研人员主动找到华为,想要给予技术帮助。但当时中科院正在研究RISC-V开源芯片技术,而华为的主力芯片都是基于ARM。在这种危机时刻,中科院一点忙都帮不上。华为,只能靠自己。7月15日,一则“五位2016级本科生主导完成了一款64位RISC-V处理器SoC芯片的设计,并实现了流水线制造”的消息,引发了芯片行业的震荡。参与项目的五位同学,将这枚芯片命名为 “果壳”(NutShell)——发音与“国科” 相似。

                                                              但短暂的放松,又被疫情打破。1月23日,随着国内疫情不断恶化,中芯国际工厂制作中的那颗COOSCA芯片能否按时返回,成了同学们心中悬着的一根弦。如果制作拖延,就不能赶上毕业答辩,那所有人在这4个月里的努力便付诸东流。但令他们惊喜的是,中芯国际和封测企业的员工们克服了疫情的影响,在这些坚守在一线的工作人员的努力下,芯片按照预期时间返回了。同学们按时看到了他们珍贵的劳动成果。

                                                              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。

                                                              在教育行业深耕多年的包云岗明白,这其中的原因,除了薪资待遇之外,和高校自身的产教脱离也有很大关系。他旁听过很多大学的课,发现很多学校的教程,仅仅停留在概念阶段。但除了理论知识,学生们的实际操作次数一只手都数的过来。就拿流片来说。流片是在芯片设计完成后,带入工厂生产线的一整套的芯片制造过程。但这些年来,国内几乎没有高校会在本科人才培养阶段安排流片。别提本科生,就连研究生都很少有机会。因为缺少实践,学生们直到毕业后才发现,工作和课本所学相差太远了。

                                                              在这之前,包云岗曾统计过半导体行业顶级会议ISCA论文作者在最近十年内的职业去向。结果令他失望。这些优秀的校园人才有多达96%会选择在美国就业,只有可怜的4%会选择留在国内。行业急需高校补上人才缺口,但高校自身的人才却在不断流失。由于多年来产业的落后,导致大部分半导体毕业生不是出国,就是转行去了互联网、计算机等行业。留在半导体行业的人,屈指可数。

                                                              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。

                                                              等到他们30岁时,就已经是计算机和芯片领域和的“老兵”了。那时,他们将进入各自的工作岗位,或许在学术界做研究,或许去前线研发产品,能力会得到更大的发挥和展现。国科大表示,“一生一芯”计划不会停止,还会继续向向全国辐射。力争3年后,在全国每年能培养500名学生,5年后实现每年培养1000名学生,10年达到每年培养一万名学生。同时,国内其他高校也在蓄力。今年六月份,即将毕业的电子科技大学示范性微电子学院首届本科生领取毕业证时发现,除了证书,还多了一份特殊的礼物——一个嵌入了一枚2.8mm*2.8mm芯片的钥匙扣。

                                                              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。

                                                              2016级学生在江苏常州某IC企业进行集成电路工程项目实习有些同学甚至在实习开始时就能独立完成一些电路设计工作,本科就成长为一名优秀的集成电路设计工程师。一位参与全程的学生这样说:上过这门课后,如果是数字组的芯片的话我就参与了她从前端到后端的所有流程,我知晓各个寄存器的巧妙配合,如果是模拟组那我也能说一说其中的基本原理。

                                                              后来包云岗发现,国外知名大学也有相似的课程。美国加州大学伯克利分校于2017年开启的一门名叫94/290C “28nm SoC for IoT”的新课,和“一生一芯”计划最为相似。这门课同样以制作芯片为目标,由9位本科生与1位研究生参加,通过一学期完成了全部芯片制作,但未提供信息证明芯片能正常工作。但不同的是,这门课是根据已有的RISC-V核和其他IP核进行SoC集成,而国科大要让学生直接设计一款64位RISC-V处理器。在这个基础上,进一步制作一个能运行Linux操作系统的芯片。相比之下,“一生一芯”的难度要大得多。即便是在这样的情况下,五位同学,还是完成了项目。并且,他们获得了比一枚芯片,更重要的东西。比如探索心、耐心、成就感……而这些,也是中国芯片行业需要的。031982年,美国半导体行业也曾面临人才危机。上千所大学中,只有可怜的不到100位教授和学生从事相关的研究。产业慢慢凋零,薪资骤减,没有人愿意报考这门专业。校园储备人才骤减,导致企业无人可用。产生恶性循环。为了改变这种颓势,1981年,美国国防部高级研究计划署 (DARPA) 启动了MOSIS 项目,为大学提供流片服务。MOSIS就像一个组织机构,把芯片设计的门槛降低,使大学里面也可以设计芯片、做流片,高校设计好后,MOSIS将图纸提供给三星、格罗方德等知名芯片代工厂,它们免费为大学流片。 反过来,大学向MOSIS提交设计经验,并交给企业一份测试报告。