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“中国芯片之母”:燃烧的“中国芯”

2020-11-19net百晓生

恋爱婚姻家庭·养生版 2020年10期
关键词:龙芯中科院半导体

net 百晓生

“我这一辈子最大的心愿,就是匍匐在地,擦干祖国身上的耻辱!”

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现代化国家,没有芯片寸步难行。小到手机、家电、红绿灯,大到高铁、卫星,甚至是重武器,没有一样离得开芯片。所以从某个角度講,芯片决定了一个国家的核心竞争力。

在中国,经过几代人前赴后继的努力,我们绝大部分芯片都实现了自主生产,很多领域甚至还能出口。

今天,我们要介绍一个人,她从22岁进入微电子领域,现如今84岁仍然奋斗在芯片的最前线。可以说,她见证了中国整个芯片发展史,她就是“中国芯片之母”——黄令仪。

黄令仪出生于1936年,在抗日战争中长大,随新中国一起成长。1956年,毛主席、周总理为了发展我国的科学事业,采取了四项紧急措施,其中之一就是加速半导体学科发展。在这种情况下,清华大学开办了半导体专业。

当时,清华半导体班广招贤能,黄令仪在华中工学院(今华中理工大学)的理科成绩名列前茅,于是她被派到了清华进修,主攻半导体器件。就这样,黄令仪与微电子结上了终身之缘。毕业后,她回到母校,创建半导体专业。教课的同时她还带领一批教工和学生建立实验室,在当时简陋的条件下研制出了半导体二极管。因为表现出色,1962年黄令仪加入中科院计算所,一心投入到科研工作中。

1965年8月,中科院副院长张劲夫宣布成立计算所二部,这就是代号“156”的中国第一个芯片团队,专攻微型计算机。黄令仪被任命负责研制半导体三极管,在随后的一年里她日夜奋战,终于攻克难题完成了任务。

1966年8月,我国第一台自行研制的空间计算机研制成功。当年国庆节,“156”团队向国家报喜,得到了周总理的表扬。

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1973年,中科院启动“013”大型通用计算机研制,加强对半导体通导存储器,也就是芯片的研究。

当时,国外封锁厉害,很难找到资料,黄令仪和团队靠顽强的意志一点一点地摸索,终于研制出性能稳定的存储器,并拿下了1978年全国科学大会重大成果奖。这个成果,在当时已经非常接近世界先进水准了。如果按这种趋势发展,中国很有可能会在后来追上欧美国家,中国芯片很有可能跻身世界尖端芯片之列。

只可惜,时不我待。

1984年,中科院召开会议,讨论要不要研究大规模集成电路。黄令仪斩钉截铁地回答:“计算所若不进行芯片研究,今后做计算机设计的人只知道用芯片,里面是什么都不知道了,怎么能设计一台好的计算机?”

然而,没过多久,中科院就以经费紧张为由,关闭了大规模集成电路项目。表面上关闭项目是因为经费问题,实际上这是当时“贸工技”与“技工贸”两条路线之争。

那一天,黄令仪走出院门,失声痛哭,十几年呕心沥血的研究化为乌有。在安顿好最后一名同事后,她选择了离开。

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1986年,50岁的黄令仪赴美国参加国际芯片展览会,她看到许多欧美国家的先进芯片,但就是没有中国的。好不容易看到几个中国人手中拿着“长城公司”的塑料袋,她立马迎上去问:“你们是来参展的吧?”“不,是来参观的。”

黄令仪心中猛然一震,她说:“1963年我们的集成电路研究水平与国外是同步的啊!为什么现在差距这么大?”她掉下了眼泪,暗自下定决心,一定要设计一块高水平的芯片来参展,洗刷耻辱。

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时间来到2001年,黄令仪受邀加入龙芯中科,成为龙芯芯片的负责人。

“要把龙芯做出来,我感觉到一个激情燃烧的‘156时期又来到了,一定要把CPU的物理设计做成功。”在她的主持下,龙芯一开始就要求做两个芯片,1B求稳,打通全部流程为目标;1C前瞻,要求体积小、性能好。

随后的日子,黄令仪经常做噩梦,梦到芯片这有错、那有错,醒来上机一查又没有错,心惊肉跳地度日。包括她在内,团队的每一个人都煎熬得面色苍白,眼睛充满血丝。

一年时间攻关下来,黄令仪的脖子僵化了,不能动了。医生说,她至少要在病床上躺一个月才能康复。就在她挣扎着站起来的时候,一个电话打来:龙芯芯片成功了!

正在黄令仪主持龙芯的宏单元库全定制模块设计时,无情的“非典”来了。不成功便成仁,她带着团队日夜奋战。就在这样的非常时期,她按时完成任务,龙芯2B继之成功。

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2004年9月,在圆满完成龙芯2C两块寄存器、6种I/O PAD、14种电源的PAD后,黄令仪告老还乡。这一年,她已经67岁了。

然而黄令仪回到桂林老家后没多久,龙芯芯片又陷入僵局,在这种情况下,院里领导、骨干全体出动,又把她请了回去。

黄令仪在中国半导体研究领域有举足轻重的地位,她为中国芯片研究做出了不可磨灭的贡献。19年来,每一张设计版图、每一项数据,她都要一一过目,绝不允许有丝毫的闪失和偏差。在她的努力下,龙芯一号、龙芯二号、龙芯三号芯片相继问世。龙芯让中国高铁“复兴号”实现百分之百国产,搞定了“歼20”配套相控阵雷达,让北斗卫星也装上中国芯。

大家可能不知道,新一代北斗卫星上有3个被称为“单机”的黑盒子,其中两个搭载了龙芯1E芯片和龙芯1F芯片,分别负责常规运算和数据采集、开关控制、通讯等功能。十几年前,这种宇航级的芯片一直垄断在美国手中,中国一“芯”难求。现在,中国芯片不仅能顺利完成指标要求,还能抵抗外太空辐射。

2019年12月,黄令仪再次取得重大突破,她主持的龙芯3A/3B 4000系列处理器,性能追上了美国AMD挖掘机的CPU水平。

因为卓绝的贡献,2020年1月,中国计算机学会给黄令仪颁发了CCF夏培肃奖项。获奖理由写着:“黄令仪在长达半个多世纪的时间里,一直在研发一线,参与了从分立器件、大规模集成电路,到通用龙芯CPU芯片的研发过程,为我国计算机核心器件的发展做出了突出贡献。”

时至今日,84岁高龄的黄令仪仍然精神矍铄地奋斗在研发一线。是什么撑起了她的信念?是对祖国的忠诚和对事业的深深热爱。

她的座右铭是自己说过的一句话:“我这一辈子最大的心愿,就是匍匐在地,擦干祖国身上的耻辱!”

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