11月，新一年畢業(yè)季剛剛開啟。一所地處三線城市的大學(xué)里，有兩名碩士畢業(yè)生早早迎來(lái)了讓人艷羨的工作機(jī)會(huì)——年薪35萬(wàn)元，從事芯片設(shè)計(jì)工作。

　　疫情沖擊、經(jīng)濟(jì)放緩、競(jìng)爭(zhēng)激烈，為什么這兩個(gè)年輕人卻能輕松過(guò)關(guān)？

　　“我們參與了中國(guó)科學(xué)院大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱‘國(guó)科大’）‘一生一芯’計(jì)劃，全程參與處理器芯片從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)、運(yùn)行的全過(guò)程。”他們感慨道，正是這個(gè)經(jīng)歷讓自己從同學(xué)們中脫穎而出。

　　“缺芯”的癥結(jié)在于“缺人”

　　2021年，全球產(chǎn)業(yè)界“缺芯”所帶來(lái)的影響逐漸擴(kuò)大。從汽車到手機(jī)、電腦、網(wǎng)卡，再到家用電器的普遍漲價(jià)，令普通百姓也開始關(guān)注到芯片產(chǎn)業(yè)安全。

　　“‘缺芯’的一個(gè)重要原因，就是缺乏芯片的設(shè)計(jì)和制造人才。”中科院計(jì)算技術(shù)研究所副所長(zhǎng)、國(guó)科大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授包云崗強(qiáng)調(diào)，作為芯片產(chǎn)業(yè)“皇冠上的明珠”，處理器芯片因設(shè)計(jì)復(fù)雜度高、難度大，相關(guān)設(shè)計(jì)人才面臨巨大缺口，加快人才培養(yǎng)迫在眉睫。

　　據(jù)了解，20世紀(jì)80年代，美國(guó)也遇到過(guò)類似的人才危機(jī)。其解決思路是把芯片設(shè)計(jì)的門檻降下來(lái)，讓學(xué)生可以參與流片，并專門啟動(dòng)了相應(yīng)的人才培養(yǎng)項(xiàng)目，迄今已培養(yǎng)了幾萬(wàn)名芯片人才。

　　“加快處理器芯片設(shè)計(jì)專門人才培養(yǎng)，是解決我國(guó)信息領(lǐng)域‘卡脖子’問(wèn)題的關(guān)鍵。”包云崗介紹，國(guó)科大2019年8月啟動(dòng)的“一生一芯”計(jì)劃，旨在通過(guò)讓學(xué)生設(shè)計(jì)處理器芯片并完成流片，培養(yǎng)具有扎實(shí)理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的處理器芯片設(shè)計(jì)人才。

　　多年來(lái)，國(guó)內(nèi)大學(xué)微電子相關(guān)專業(yè)也一直在培養(yǎng)芯片人才。但由于學(xué)科劃分關(guān)系，這個(gè)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)側(cè)重于芯片物理結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，沒(méi)有讓學(xué)生了解如何完成流片、如何在芯片上運(yùn)行操作系統(tǒng)等過(guò)程。

　　“‘一生一芯’的意思，是讓參與計(jì)劃的每位學(xué)生帶著自己設(shè)計(jì)的處理器芯片畢業(yè)。”包云崗說(shuō)，“一生一芯”計(jì)劃的目標(biāo)很明確，即提高我國(guó)處理器芯片設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)規(guī)模，縮短人才從培養(yǎng)階段到投入科研與產(chǎn)業(yè)一線的周期，培養(yǎng)更多國(guó)家緊缺的芯片人才。

　　“最硬核畢業(yè)證”來(lái)之不易

　　2020年6月2日，金越、王華強(qiáng)、王凱帆、張林雋和張紫飛，這5名平均年齡只有21.8歲的國(guó)科大2016級(jí)計(jì)算機(jī)學(xué)院本科生，發(fā)布了他們自己設(shè)計(jì)、制造的芯片——64位RISC-V處理器SoC芯片。

　　這個(gè)芯片是全國(guó)首個(gè)由在校生主導(dǎo)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)流片的處理器芯片，能成功運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)以及學(xué)生自己編寫的國(guó)科大教學(xué)操作系統(tǒng)UCAS-Core。而這5名畢業(yè)生，被網(wǎng)友贊嘆拿到了“最硬核畢業(yè)證”。

　　將一行行數(shù)字世界的代碼，變成能在現(xiàn)實(shí)世界中運(yùn)行的芯片，這一過(guò)程對(duì)于本科生來(lái)說(shuō)，需要面對(duì)很多意想不到的挑戰(zhàn)與挫折。“我們需要進(jìn)行很多探索性的嘗試，很多時(shí)候甚至需要將設(shè)計(jì)推倒重來(lái)，這對(duì)大家的心態(tài)是非常大的考驗(yàn)。”王華強(qiáng)說(shuō)。

　　2019年12月19日，經(jīng)過(guò)4個(gè)月高強(qiáng)度的開發(fā)工作后，學(xué)生們的芯片設(shè)計(jì)圖紙正式提交。大家就如同高考交卷，終于舒了一口氣，卻又懸起了一顆心。因?yàn)椋€要等待芯片送到廠家制作、返回。

　　2020年4月23日，王華強(qiáng)從微信群里得知，他們親手設(shè)計(jì)的處理器芯片返回了。而這并不是終點(diǎn)，還需要進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。但當(dāng)時(shí)，參與計(jì)劃的5名學(xué)生卻因疫情阻礙不能返校，無(wú)法到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與測(cè)試。幸好幾位在京同學(xué)挺身而出，幫助他們完成了調(diào)試測(cè)試工作。

　　“同學(xué)們將這款處理器芯片命名為‘果殼（NutShell）’，與‘國(guó)科’發(fā)音相同。”王華強(qiáng)說(shuō)，“我們希望通過(guò)這個(gè)名字，來(lái)表達(dá)對(duì)國(guó)科大的深厚感情。”

　　創(chuàng)建新的人才培養(yǎng)范式

　　《中華人民共和國(guó)2020年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，2020年集成電路進(jìn)口總額已超過(guò)2.4萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)14.8%。

　　“我們國(guó)家的芯片供應(yīng)對(duì)外依存度高，產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)刻面臨風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)。”國(guó)科大計(jì)算機(jī)學(xué)院碩士研究生陳國(guó)凱說(shuō)，“在關(guān)鍵時(shí)刻挺身而出為國(guó)家解決‘卡脖子’難題，是當(dāng)代大學(xué)生共同的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。”

　　2020年8月，還是國(guó)科大計(jì)算機(jī)學(xué)院大四學(xué)生的陳國(guó)凱參與了第二期“一生一芯”計(jì)劃。他說(shuō)：“老師們給的是方向性指導(dǎo)，我們要自己去查資料、自己去學(xué)習(xí)、自己去動(dòng)手。這個(gè)過(guò)程讓大家收獲了巨大的成長(zhǎng)。”

　　目前，“一生一芯”計(jì)劃已經(jīng)進(jìn)行到第三期。“從第一期的5位同學(xué)到第二期的11位同學(xué)，第三期我們?cè)O(shè)想是100位同學(xué)，實(shí)際上有700多位同學(xué)報(bào)名，覆蓋了151所高校，海外有20所。”作為“一生一芯”計(jì)劃的負(fù)責(zé)人，包云崗坦言，“一生一芯”計(jì)劃已在國(guó)科大實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上向全國(guó)輻射，正在幫助更多國(guó)內(nèi)高校形成從處理器芯片設(shè)計(jì)到流片并運(yùn)行操作系統(tǒng)的實(shí)踐課程，開拓了產(chǎn)學(xué)研合作的新思路，并逐步受到全世界的關(guān)注。

　　2021年6月22日，開源高性能RISC-V處理器“香山”在北京首次亮相。這是一款由中科院計(jì)算所牽頭、多家企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的開源處理器核，源代碼和所有設(shè)計(jì)文檔都開源。這意味著，未來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)將有機(jī)會(huì)嘗試使用免費(fèi)的高性能處理器芯片。

　　在“香山”開發(fā)團(tuán)隊(duì)中，參與“一生一芯”計(jì)劃第一期的5位學(xué)生都已是技術(shù)骨干。“‘一生一芯’計(jì)劃參與者越來(lái)越多，能在高強(qiáng)度的研發(fā)過(guò)程中堅(jiān)持走完全程的人，必將是未來(lái)中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的希望所在。”包云崗說(shuō)，“我對(duì)這批年輕人的未來(lái)充滿期待，對(duì)我們國(guó)家芯片人才的培養(yǎng)前景也充滿期待。”