◎文/net 百曉生
“我這一輩子最大的心愿,就是匍匐在地,擦干祖國身上的恥辱!”
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現(xiàn)代化國家,沒有芯片寸步難行。小到手機、家電、紅綠燈,大到高鐵、衛(wèi)星,甚至是重武器,沒有一樣離得開芯片。所以從某個角度講,芯片決定了一個國家的核心競爭力。
在中國,經(jīng)過幾代人前赴后繼的努力,我們絕大部分芯片都實現(xiàn)了自主生產(chǎn),很多領(lǐng)域甚至還能出口。
今天,我們要介紹一個人,她從22 歲進入微電子領(lǐng)域,現(xiàn)如今84 歲仍然奮斗在芯片的最前線??梢哉f,她見證了中國整個芯片發(fā)展史,她就是“中國芯片之母”——黃令儀。
黃令儀出生于1936 年,在抗日戰(zhàn)爭中長大,隨新中國一起成長。1956 年,毛主席、周總理為了發(fā)展我國的科學事業(yè),采取了四項緊急措施,其中之一就是加速半導體學科發(fā)展。在這種情況下,清華大學開辦了半導體專業(yè)。
當時,清華半導體班廣招賢能,黃令儀在華中工學院(今華中理工大學)的理科成績名列前茅,于是她被派到了清華進修,主攻半導體器件。就這樣,黃令儀與微電子結(jié)上了終身之緣。畢業(yè)后,她回到母校,創(chuàng)建半導體專業(yè)。教課的同時她還帶領(lǐng)一批教工和學生建立實驗室,在當時簡陋的條件下研制出了半導體二極管。因為表現(xiàn)出色,1962 年黃令儀加入中科院計算所,一心投入到科研工作中。
1965 年8 月,中科院副院長張勁夫宣布成立計算所二部,這就是代號“156”的中國第一個芯片團隊,專攻微型計算機。黃令儀被任命負責研制半導體三極管,在隨后的一年里她日夜奮戰(zhàn),終于攻克難題完成了任務(wù)。
1966 年8 月,我國第一臺自行研制的空間計算機研制成功。當年國慶節(jié),“156”團隊向國家報喜,得到了周總理的表揚。
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1973 年,中科院啟動“013”大型通用計算機研制,加強對半導體通導存儲器,也就是芯片的研究。
當時,國外封鎖厲害,很難找到資料,黃令儀和團隊靠頑強的意志一點一點地摸索,終于研制出性能穩(wěn)定的存儲器,并拿下了1978 年全國科學大會重大成果獎。這個成果,在當時已經(jīng)非常接近世界先進水準了。如果按這種趨勢發(fā)展,中國很有可能會在后來追上歐美國家,中國芯片很有可能躋身世界尖端芯片之列。
只可惜,時不我待。
1984 年,中科院召開會議,討論要不要研究大規(guī)模集成電路。黃令儀斬釘截鐵地回答:“計算所若不進行芯片研究,今后做計算機設(shè)計的人只知道用芯片,里面是什么都不知道了,怎么能設(shè)計一臺好的計算機?”
然而,沒過多久,中科院就以經(jīng)費緊張為由,關(guān)閉了大規(guī)模集成電路項目。表面上關(guān)閉項目是因為經(jīng)費問題,實際上這是當時“貿(mào)工技”與“技工貿(mào)”兩條路線之爭。
那一天,黃令儀走出院門,失聲痛哭,十幾年嘔心瀝血的研究化為烏有。在安頓好最后一名同事后,她選擇了離開。
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1986 年,50 歲的黃令儀赴美國參加國際芯片展覽會,她看到許多歐美國家的先進芯片,但就是沒有中國的。好不容易看到幾個中國人手中拿著“長城公司”的塑料袋,她立馬迎上去問:“你們是來參展的吧?”“不,是來參觀的?!?/p>
黃令儀心中猛然一震,她說:“1963 年我們的集成電路研究水平與國外是同步的?。槭裁船F(xiàn)在差距這么大?”她掉下了眼淚,暗自下定決心,一定要設(shè)計一塊高水平的芯片來參展,洗刷恥辱。
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時間來到2001 年,黃令儀受邀加入龍芯中科,成為龍芯芯片的負責人。
“要把龍芯做出來,我感覺到一個激情燃燒的‘156’時期又來到了,一定要把CPU 的物理設(shè)計做成功?!痹谒闹鞒窒拢埿疽婚_始就要求做兩個芯片,1B 求穩(wěn),打通全部流程為目標;1C 前瞻,要求體積小、性能好。
隨后的日子,黃令儀經(jīng)常做噩夢,夢到芯片這有錯、那有錯,醒來上機一查又沒有錯,心驚肉跳地度日。包括她在內(nèi),團隊的每一個人都煎熬得面色蒼白,眼睛充滿血絲。
一年時間攻關(guān)下來,黃令儀的脖子僵化了,不能動了。醫(yī)生說,她至少要在病床上躺一個月才能康復(fù)。就在她掙扎著站起來的時候,一個電話打來:龍芯芯片成功了!
正在黃令儀主持龍芯的宏單元庫全定制模塊設(shè)計時,無情的“非典”來了。不成功便成仁,她帶著團隊日夜奮戰(zhàn)。就在這樣的非常時期,她按時完成任務(wù),龍芯2B 繼之成功。
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2004 年9 月,在圓滿完成龍芯2C 兩塊寄存器、6 種I/O PAD、14 種電源的PAD 后,黃令儀告老還鄉(xiāng)。這一年,她已經(jīng)67 歲了。
然而黃令儀回到桂林老家后沒多久,龍芯芯片又陷入僵局,在這種情況下,院里領(lǐng)導、骨干全體出動,又把她請了回去。
黃令儀在中國半導體研究領(lǐng)域有舉足輕重的地位,她為中國芯片研究做出了不可磨滅的貢獻。19 年來,每一張設(shè)計版圖、每一項數(shù)據(jù),她都要一一過目,絕不允許有絲毫的閃失和偏差。在她的努力下,龍芯一號、龍芯二號、龍芯三號芯片相繼問世。龍芯讓中國高鐵“復(fù)興號”實現(xiàn)百分之百國產(chǎn),搞定了“殲20”配套相控陣雷達,讓北斗衛(wèi)星也裝上中國芯。
大家可能不知道,新一代北斗衛(wèi)星上有3 個被稱為“單機”的黑盒子,其中兩個搭載了龍芯1E芯片和龍芯1F 芯片,分別負責常規(guī)運算和數(shù)據(jù)采集、開關(guān)控制、通訊等功能。十幾年前,這種宇航級的芯片一直壟斷在美國手中,中國一“芯”難求?,F(xiàn)在,中國芯片不僅能順利完成指標要求,還能抵抗外太空輻射。
2019 年12 月,黃令儀再次取得重大突破,她主持的龍芯3A/3B 4000 系列處理器,性能追上了美國AMD 挖掘機的CPU 水平。
因為卓絕的貢獻,2020 年1 月,中國計算機學會給黃令儀頒發(fā)了CCF 夏培肅獎項。獲獎理由寫著:“黃令儀在長達半個多世紀的時間里,一直在研發(fā)一線,參與了從分立器件、大規(guī)模集成電路,到通用龍芯CPU 芯片的研發(fā)過程,為我國計算機核心器件的發(fā)展做出了突出貢獻。”
時至今日,84 歲高齡的黃令儀仍然精神矍鑠地奮斗在研發(fā)一線。是什么撐起了她的信念?是對祖國的忠誠和對事業(yè)的深深熱愛。
她的座右銘是自己說過的一句話:“我這一輩子最大的心愿,就是匍匐在地,擦干祖國身上的恥辱!”