【光明日?qǐng)?bào)】走好科技報(bào)國(guó)的育才路?“一生一芯”計(jì)劃：讓學(xué)生擁有“最硬核畢業(yè)證”
2020年6月2日13時(shí)40分，受新冠肺炎疫情影響，一場(chǎng)特殊的畢業(yè)答辯在線上開始了。
在答辯會(huì)上，參與首期“一生一芯”計(jì)劃的金越、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歲的中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)科大”)2016級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科生，向答辯委員會(huì)的老師們遠(yuǎn)程展示了他們的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)——64位RISC-V（第五代精簡(jiǎn)指令集）處理器SoC芯片。
處理器芯片被公認(rèn)為芯片產(chǎn)業(yè)“皇冠上的明珠”，設(shè)計(jì)復(fù)雜度高、難度大，設(shè)計(jì)人才嚴(yán)重緊缺。“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’問題的關(guān)鍵。”作為“一生一芯”計(jì)劃負(fù)責(zé)人，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)院教授包云崗介紹，國(guó)科大充分發(fā)揮“科教融合”優(yōu)勢(shì)，于2019年8月啟動(dòng)首期“一生一芯”計(jì)劃，旨在通過讓本科生設(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。
“‘一生一芯’的意思，是讓參與計(jì)劃的每位本科生帶著自己設(shè)計(jì)的處理器芯片畢業(yè)。”包云崗說，“一生一芯”計(jì)劃的愿景目標(biāo)，是培養(yǎng)更多國(guó)家緊缺的高科技人才，將在國(guó)科大實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上向全國(guó)輻射，幫助更多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，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，力爭(zhēng)3年后在全國(guó)每年能培養(yǎng)500名學(xué)生，5年后每年能培養(yǎng)1000名學(xué)生，10年后每年能培養(yǎng)1萬名學(xué)生。
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，這一過程對(duì)師生們來說，都需要面對(duì)很多意想不到的挑戰(zhàn)與挫折。“學(xué)生們需要進(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，這對(duì)他們的心態(tài)也是很大的考驗(yàn)。”包云崗說。
2019年12月19日，經(jīng)過4個(gè)月高強(qiáng)度的開發(fā)工作后，學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)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€要等待芯片制作、返回。2020年1月起，這種感覺又被突如其來的疫情放大了。
2020年4月23日，學(xué)生們從微信群里得知，他們親手設(shè)計(jì)的處理器芯片返回了。但這并不是終點(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，無法到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與測(cè)試。幸好余子濠、蔡曄和劉彤等在京學(xué)生挺身而出，協(xié)助調(diào)試測(cè)試工作。
2020年6月，參與“一生一芯”計(jì)劃的5名學(xué)生順利通過畢業(yè)答辯，實(shí)現(xiàn)了帶著自己設(shè)計(jì)的處理器芯片畢業(yè)的目標(biāo)。這款芯片，被網(wǎng)友稱作是他們的“最硬核畢業(yè)證書”。學(xué)生們將這款處理器芯片命名為“果殼（NutShell）”，與“國(guó)科”發(fā)音相同，寄托了他們對(duì)母校的深厚情感。
2020年9月，“果殼”芯片的設(shè)計(jì)方案被2020年度RISC-V全球論壇接收，是全世界29個(gè)技術(shù)報(bào)告中唯一由本科生完成的設(shè)計(jì)。2021年6月，在首屆RISC-V中國(guó)峰會(huì)上，開源高性能RISC-V處理器“香山”首次亮相。此時(shí)，前述5位學(xué)生已是“香山”開發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)骨干。“可以試想，等這5個(gè)人到30歲時(shí)，早已是處理器芯片和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的老兵了。”包云崗說，“我對(duì)這批年輕人的未來充滿期待。”
2020年8月12日，第二期“一生一芯”計(jì)劃啟動(dòng)。這一次，不僅有5名國(guó)科大本校學(xué)生，還有6名來自浙大、南大、西北工大、哈工大的學(xué)生參與進(jìn)來。如今，第三期“一生一芯”計(jì)劃已經(jīng)啟動(dòng)，接到報(bào)名人數(shù)已超過600人，覆蓋139所國(guó)內(nèi)外高校。（王昊魁）