吳彪 呂騰波 李爽 雷霏

“當今世界正處于百年未有之大變局！”習近平總書記的反復告誡如同黃鐘大呂，振聾發(fā)聵。這幾年來，中興事件、華為事件，以及愈演愈烈的西方國家對于我國科技企業(yè)的打壓，愈發(fā)證明了總書記的判斷和真知灼見。新一輪大發(fā)展大變革大調(diào)整，大國戰(zhàn)略博弈正在全面加劇，而在這場不見硝煙的戰(zhàn)爭背后，實質(zhì)上是國家整體科技實力的強硬較量。

2020年，“北斗三號”全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)開通和“天問一號”深空探測器發(fā)射成功令人矚目。這兩個航天型號工程取得的成功，實現(xiàn)了中國衛(wèi)星/探測器成體系批量使用國產(chǎn)芯片，對航天工程的自主創(chuàng)新發(fā)展具有里程碑意義。在實現(xiàn)航天夢、強國夢的偉大征程背后，中國航天芯的冉冉升起，銘刻著中國航天科技集團有限公司九院772所（以下簡稱“772所”）做出的不可磨滅的貢獻！

突圍：自主創(chuàng)新是硬道理

“核心技術(shù)是無法依靠別人的，這是基礎能力！”從擲地有聲的話里，能讀出沒有誰會比身為772所人自己更迫切地擁有打造出一顆強勁的“中國芯”的渴望。

航天技術(shù)是衡量一個國家現(xiàn)代化水平和綜合國力的重要標志，集成電路則是支撐信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎性和先導性產(chǎn)業(yè)，特別是宇航用集成電路是航天的“芯魂”，是航天和武器電子設備中采用的最重要的核心組成部分，是保障國家戰(zhàn)略安全的重要支撐基礎和國際前沿技術(shù)。元器件雖小，卻是大國重器，這顆“芯”不強起來，在智能化、數(shù)字化等各方面肯定都要受制于人，隨時遭人掣肘。所以，必須要把核心技術(shù)牢牢掌握在自己手里，才有高質(zhì)量的發(fā)展，才會實現(xiàn)中華民族的偉大復興。

就是在這種肩負為國鑄芯、為航天造芯的光榮使命背景下，772所懷抱著“芯片國產(chǎn)化”的一片初心于1994年在北京成立，由白丁擔任首任所長，從此開啟了持續(xù)自主研發(fā)，集智攻關(guān)，突破多項核心關(guān)鍵技術(shù)的科研征途。

從那一刻起，與行業(yè)的發(fā)展同呼吸，與國家的命運共起伏，就成為了772所的先天基因。作為我國航天微電子領(lǐng)域的國家隊，772所人克服初創(chuàng)時期現(xiàn)實中的種種困難，從一張白紙起步，無論是普通的技術(shù)人員還是領(lǐng)導干部，大家將汗水和智慧都傾注在為國突破的苦干實干中，為后面的發(fā)展蹚出一條堅實的道路。

國之重器沒有小事，特別是航天器上使用的CPU芯片，被喻為“衛(wèi)星大腦”，這顆“大腦”既要聰明、精準，還要強壯、健康，要經(jīng)受得住太空嚴酷環(huán)境的考驗。因為宇宙空間環(huán)境極為復雜，大量的空間粒子輻射會導致衛(wèi)星上電路性能退化甚至功能失效，對衛(wèi)星造成致命傷害，所以有著“小芯片決定著航天型號大任務成敗”的說法。772所第二任所長趙元富就把目標鎖定在了自主突破抗輻射集成電路這一太空探索的關(guān)鍵技術(shù)之上。

但是，作為國際間競爭白熱化的高尖端技術(shù)，在技術(shù)壟斷的背景下，想在短時間內(nèi)有較大的突破談何容易。772所從一開始就決定瞄準國際先進的前沿技術(shù)，一改早期主要以工藝加固為主的抗輻射加固集成電路研制技術(shù)，而率先提出了“設計加固”的技術(shù)路線，挑戰(zhàn)當時的世界級難題，在不改變工藝流程和規(guī)范的情況下，通過集成電路設計加固技術(shù)，研制抗輻射加固集成電路。如此一來，772所的技術(shù)路線是在芯片設計環(huán)節(jié)而非制造環(huán)節(jié)添加抗輻射特性，抗輻射難度就全部轉(zhuǎn)移到了芯片設計上。這一項目技術(shù)系數(shù)高，工作量大，難度可想而知。

通過譜系化布局，772所持續(xù)開展產(chǎn)品研發(fā)工作。為了取得核心技術(shù)的持續(xù)突破，該所按照“規(guī)劃一代、研發(fā)一代、工程一代”的思路，通過多技術(shù)方向協(xié)同，夯實了抗輻射加固庫等共性技術(shù)基礎，以建立完全自主創(chuàng)新的抗輻射CPU研發(fā)平臺為出發(fā)點，并積極推動以CPU為核心的宇航整體解決方案配套芯片的自主保障，先后研制成功300余種抗輻射芯片產(chǎn)品，初步構(gòu)建了宇航集成電路產(chǎn)品體系，涵蓋了微處理器、FPGA、總線、存儲器、轉(zhuǎn)換器等關(guān)鍵宇航集成電路的全部種類，對航天工程的自主創(chuàng)新發(fā)展具有里程碑意義。772所的抗輻射加固技術(shù)獲得了國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎，這也是元器件領(lǐng)域獲得的最高國家獎勵。

偉大事業(yè)催生偉大精神，偉大精神推動偉大事業(yè)?！叭绻麤]有持久堅定的信念，沒有戰(zhàn)勝一切困難的意志，沒有犧牲小我成就大局的奉獻精神，沒有人能走完這么漫長而艱難的路程！”陳雷深深感嘆道。據(jù)陳雷回憶，他剛剛?cè)胨臅r候，研究所的條件還相對比較艱苦，但是他看到老一代的科研人員即便在條件不完善的情況下，依然堅持開展自主研發(fā)。繼往開來，在白丁、趙元富、趙學嚴、文治平、姚全斌等幾任所長和書記的接續(xù)奮斗下，在這種前赴后繼的探索和前進中，772所打造出國內(nèi)航天微電子產(chǎn)業(yè)的良好生態(tài)環(huán)境，“航天芯”表現(xiàn)越來越出色，不僅已在我國北斗導航、載人航天、探月等重大航天工程使用，并且進入了國際市場。772所逐步發(fā)展成為國內(nèi)宇航集成電路設計的引領(lǐng)者、我國宇航元器件國際化的先行者以及國內(nèi)高可靠集成電路技術(shù)的踐行者，走出了一條“自力更生、自主創(chuàng)新”的奮斗之路。

轉(zhuǎn)折：從受制于人到批量應用

一支優(yōu)秀的隊伍，能夠克服一切困難，完成看似不可能完成的任務！陳雷帶領(lǐng)下的FPGA團隊正是772所人這些年來風雨兼程、砥礪前行的一個縮影。

宇航集成電路在技術(shù)難度和重要性上首屈一指，猶如航天事業(yè)的皇冠。而宇航集成電路中的FPGA可通過編程實現(xiàn)各種復雜的功能，被譽為芯片界的“變形金剛”，因其本身具備極高的技術(shù)繼承性和設計的復雜性，更被業(yè)內(nèi)人士視為航天事業(yè)皇冠上的那顆明珠，長期以來一直被國外壟斷。

早在10多年前，不管是趙元富所長還是文治平所長，他們兩個人都敏銳地察覺到了FPGA的發(fā)展是微電子發(fā)展的重要方向。2007年，772所專門成立了進行FPGA研制的團隊，由陳雷擔任負責人。到2010年時，正式成立了FPGA部門，成為我國一支專業(yè)從事宇航用高可靠FPGA研制的科研團隊，一肩承擔起我國宇航用高可靠FPGA科研及型號的研制任務。

作為航天微電子領(lǐng)域里的第一個博士后，陳雷成為這個領(lǐng)域里的探路人。“當2007年決定開始FPGA技術(shù)研究的時候，其實心里并沒有底，就是憑著一股沖勁和理想在堅持?！标惱谆貞浀?，“但是，當時集團的領(lǐng)導、院里的領(lǐng)導、所里的領(lǐng)導都特別關(guān)心我們這支團隊，給了我們很多的鼓勵和支持。一切都是從零開始，大家攜起手來一步一個腳印地往前走?！?img src="https://cimg.fx361.com/images/2021/04/20/qkimageskxzgkxzg202010kxzg20201012-3-l.jpg"/>

航天報國的夢想將大家凝聚在一起，在這支光榮的團隊里，黨員占到了60%以上，班組長以及核心技術(shù)骨干均為黨員，為項目攻關(guān)提供了智力支撐和組織保障，鼓勵年輕的科研工作者們用技術(shù)創(chuàng)新推動著我國航天事業(yè)的發(fā)展，實踐著科技興國的使命。

萬事開頭難。FPGA是一個涉及微電子、封裝、核科學等多個學科的龐大系統(tǒng)工程，21世紀初，核心技術(shù)全部掌握在美國人手里，可借鑒的資料幾乎沒有。在沒有任何實物可以參考的情況下，陳雷帶領(lǐng)團隊成員從查閱大量文獻開始，“當時我?guī)е蠹胰覉D書館，把所有的專利通過站點全部查出來，然后十幾個人把6000余篇技術(shù)資料認認真真地從頭到尾全部讀了一遍”。從那時起，每個工作日晚上都要進行兩個小時的“晚自習”就成為了團隊的“例行節(jié)目”，每一個人就自己的研究方向參讀文獻，并定期在一起交流讀書成果，大家暢所欲言，通過一次次針對性的學習討論會和一次次酣暢淋漓的思想碰撞，鋪就出通往FPGA研究之路的堅實路基。

在陳雷的帶領(lǐng)下，十年面壁圖破壁，772所承擔了以重大專項為代表的20余項國家級科研課題，在國際上率先提出了宇航用單粒子加固SRAM型FPGA技術(shù)路線，從版圖級、電路級和系統(tǒng)級深入研究了抗輻射加固FPGA技術(shù)，突破了0.25微米、0.13微米、65納米工藝下宇航用FPGA關(guān)鍵核心技術(shù)，攻克了SRAM型FPGA空間應用時單粒子翻轉(zhuǎn)的世界性難題，探索出了宇航用抗輻射加固FPGA技術(shù)路線，形成了三大核心創(chuàng)新點，解決了宇航用核心關(guān)鍵元器件FPGA“卡脖子”的技術(shù)難題，成功研制出國內(nèi)首個國產(chǎn)化的宇航用千萬門級高性能高可靠FPGA芯片。經(jīng)過ATE測試和板級驗證，功能和性能指標均達到國際先進水平。

772所的成果實現(xiàn)了航天、航空、兵器和船舶領(lǐng)域多個型號的批量供貨，扭轉(zhuǎn)了我國高端宇航用FPGA受制于人的被動局面，還實現(xiàn)了我國高端抗輻射加固集成電路出口的重大轉(zhuǎn)折。目前，772所的抗輻射FPGA等產(chǎn)品和技術(shù)已經(jīng)遠銷俄羅斯、法國、瑞士、西班牙、巴基斯坦等國家，為全球多家宇航公司提供了產(chǎn)品與技術(shù)服務，彰顯了我國宇航用FPGA研制技術(shù)在國際航天合作中的重要地位。

從一個小小的研究組到十幾個人的團隊，再到設立部門，陳雷帶領(lǐng)下的FPGA團隊經(jīng)受住一次次考驗，在錘煉中逐漸成長壯大，成為我國航天微電子事業(yè)發(fā)展的中堅力量，先后榮獲了團中央“全國青年文明號”、國防科工局“國防科技創(chuàng)新團隊”、國家科技部“十一五國家科技計劃執(zhí)行優(yōu)秀團隊”、航天“金牌班組”等諸多榮譽，而作為團隊帶頭人的陳雷也先后登上了國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎、國防技術(shù)發(fā)明獎一等獎、國防科技創(chuàng)新團隊獎等多個獎項榮譽的領(lǐng)獎臺。不久前，由于帶領(lǐng)團隊長期從事我國宇航用高可靠核心器件FPGA技術(shù)研究和產(chǎn)品研制，陳雷榮獲了第二十二屆中國科協(xié)求是杰出青年成果轉(zhuǎn)化獎的殊榮，成為該領(lǐng)域的一顆新星。

遠航：薪火相傳駛向未來

習近平總書記提到集成電路時意味深長，從他的重要講話可以看出，在這方面的謀篇布局已經(jīng)漸次展開，為國鑄“芯”，時不我待！

中國航天用了60多年時間趕上了國外上百年的進程，依靠的正是中國航天人迎難而上的精神和艱苦卓絕的付出，而772所人就是這一精神堅定的踐行者。26年一路走來，772所涌現(xiàn)出了白丁、趙元富、趙學嚴、文治平、姚全斌等為代表的眾多國家級科技專家和高級技能人才，為中國航天微電子領(lǐng)域培養(yǎng)和輸送了大批科技精英，為中國航天的發(fā)展做出了貢獻。2019年11月11日，這一棒正式傳遞到了陳雷所長和同樣年輕的王勇書記手上。

新的領(lǐng)導班子甫一上任，首要事情就是前去拜訪研究所的那些老領(lǐng)導、老先生，以及長期關(guān)懷和支持772所發(fā)展的院士和行業(yè)前輩們。陳雷清楚，“一流的航天科研技術(shù)之所以能成為一流，往往凝結(jié)了幾代人的傳承和積淀”。在陳雷前去拜訪的老先生中有一位具有特殊意義的老人，那就是“兩彈一星”功勛、“北斗”導航系統(tǒng)總設計師、探月工程總設計師、“共和國勛章”獲得者孫家棟院士。早在2009年，孫院士曾經(jīng)親自來到772所調(diào)研指導，關(guān)切地詢問芯片的研制進展和技術(shù)攻關(guān)情況，當時在實驗室里負責接待并介紹的，正是年輕的陳雷?！芭R別時，孫老總再三叮囑我們，加快研發(fā)節(jié)奏，一定要使我們的芯片能夠更好地應對空間惡劣環(huán)境的挑戰(zhàn)！”陳雷談及往事，歷歷在目?！斑@一次去拜訪孫老總，我特別向他匯報了772所這些年來在航天微電子自主創(chuàng)新方面的工作，當初他對我們的要求和期望，我們正在逐一實現(xiàn)！”陳雷說，孫家棟院士聽了之后非常開心，還特別在當年合影的照片上簽下了名字，以表達對晚輩們的鼓勵。

在772所里，“幫助別人成功”是一種積極倡導的文化理念。通過激勵技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化，形成了員工自主持續(xù)創(chuàng)新的研發(fā)氛圍；通過開展“學習型團隊”建設、“師帶徒”班組建設、新員工講師隊伍建設、國際化人才培養(yǎng)等，提高青年研發(fā)人員的學習興趣與學習效率；利用重大項目錘煉研發(fā)骨干人員的綜合技術(shù)能力與組織協(xié)調(diào)能力，讓年輕的技術(shù)人員投入到實戰(zhàn)中去得到真刀實槍的培養(yǎng)和鍛煉，從而快速成長。

當前新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演變，更加凸顯了加快提高我國科技創(chuàng)新能力的緊迫性，中央高層對于集成電路格外看重。8月20日，習近平總書記在合肥主持召開扎實推進長三角一體化發(fā)展座談會上發(fā)表重要講話，提出要集合科技力量，聚焦集成電路、人工智能等重點領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，盡早取得突破。不久前，國務院專門印發(fā)《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》。這份文件明確，集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的核心，是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵力量。

站立在新時代的潮頭，年輕的領(lǐng)導班子充滿了渴望去劈波斬浪。陳雷介紹：“未來，在任德民院長、王亞文書記等院領(lǐng)導的指導和關(guān)懷下，在全體兄弟姐妹的全力以赴下，772所將在‘十四五期間，以建設‘世界一流航天微電子企業(yè)為發(fā)展目標，全面開啟大所建設新征程，牢固樹立和貫徹落實‘一切以國家富強為重、一切以企業(yè)發(fā)展為重、一切以職工幸福為重的發(fā)展理念，貫徹創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，打造國防科技工業(yè)‘自主創(chuàng)新和‘航天強國建設的核心力量，進入世界宇航微電子第一方陣，成為國內(nèi)軍工電子元器件的排頭兵?！?/p>

“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”，習總書記提出要傳承好、弘揚好這一新時代的北斗精神。和北斗系統(tǒng)工程同齡的772所，也經(jīng)過了26年時光的江河奔涌、風云變幻。幾代科研工作者“芯”火相傳，把自己最美好的青春年華盛放于此。新征程的號角聲已經(jīng)響起，陳雷明白，有了底牌，才有底氣。正是因為有了這樣一群人經(jīng)年累月的堅持和奮斗，將先進技術(shù)書寫在祖國的尖端裝備上，把科技成果應用于實現(xiàn)現(xiàn)代化強國的創(chuàng)建中，才不斷地增加著國防的強度和博弈的力量。過往、今日的影像交織重疊，772所這艘民族航天科技之船，在承往啟今的時間長河中將再度遠航，守候初心，乘風破浪，續(xù)寫新的傳奇。

專家簡介

陳雷，42歲，研究員，現(xiàn)任航天科技九院772所所長。入選中組部青年拔尖人才支持計劃和科技部中青年領(lǐng)軍人才、國防科技創(chuàng)新團隊，獲2019年軍委科技委國防科技卓越青年科學基金。曾榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎、國防技術(shù)發(fā)明獎一等獎、國防科技創(chuàng)新團隊獎。2020年入選中國科協(xié)第二十二屆求是杰出青年。他作為我國宇航用FPGA技術(shù)帶頭人，在國際上率先提出了宇航用單粒子加固SRAM型FPGA技術(shù)路線，解決了宇航用核心關(guān)鍵元器件FPGA“卡脖子”技術(shù)難題，在國內(nèi)率先實現(xiàn)國產(chǎn)宇航用FPGA的工程化應用，填補國內(nèi)空白，達到國際先進水平。授權(quán)專利65項，發(fā)表論文71篇。