【經濟日報】包云崗：一生一芯 開源未來????——記中國科學院計算技術研究所研究員包云崗????
中國科學院計算技術研究所副所長、研究員包云崗，研究的是目前“卡脖子”領域的代表——芯片。日前，北京市委宣傳部、北京市科協等部門首次聯合開展北京最美科技工作者學習宣傳活動，包云崗被遴選為2021年北京“最美科技工作者”。
“芯片是我國的燃眉之急。當前，集成電路是中國第一大進口產品，進口產品金額遠超過石油和鐵礦。”這位引領中國開源芯片實踐的“80后”學者，心中有一個夢想：我希望通過開源芯片，降低芯片設計門檻，讓芯片產業繁榮起來，希望10年后中國將不再存在當前的芯片“卡脖子”問題。
為了實現這個夢想，包云崗已經努力了很多年。包云崗與芯片的緣分可以追溯到1994年，當時他還在讀初中，就擁有了自己的計算機。他的父母雖是農民，卻一直對科技很感興趣，全力支持他學習，為買這臺電腦花了1萬多元。“那時，我所居住的蘇南小鎮上，計算機還是個稀罕物，它為我打開了一個全新的世界。”包云崗回憶說。
包云崗從此鎖定了自己的大方向：計算機。1999年，他考上南京大學計算機系，2003年從南大本科畢業后，又進入中科院計算所攻讀博士。
包云崗是個理性犀利的人。分析中國在芯片領域的差距時，他直面不足，一針見血。計算機體系結構是芯片技術的基石，然而，包云崗團隊分析了2008年至2017年這10年中計算機體系結構國際頂級會議ISCA上發布的論文，發現論文的第一作者中85%在美國，僅有4%在中國。“粗略估算，中國的處理器芯片設計人才不足美國的二十分之一，差距巨大。”包云崗說，加快處理器芯片人才培養規模與速度，是中國迫在眉睫的任務。
包云崗也是個溫和包容的人。“芯片領域的開源將帶來很大變革。過去，全球的開源活動集中于軟件開發，芯片領域的開源活動才剛剛開始。”包云崗認為，向軟件業學習，用開源生態把芯片領域的創業難度降下來，應該是大勢所趨。“處理器芯片設計人才要求高，降低芯片設計門檻是人才危機的一種破解之道。我們就是要降低芯片設計的門檻，讓學生不再害怕做芯片。希望不久的將來，做芯片像寫APP那么簡單，那我們就成功了。”
包云崗還是個放眼長遠的人。他曾為中國的開源芯片生態構建制定了三步走規劃：第一步是建立開源SoC（系統級芯片），即用3年至5年為社區提供經過流片驗證的高質量RISC-V開源核、開源SoC設計等；第二步是用開源工具鏈構建開源SoC，即用5年至7年逐步構建一套開源SoC芯片設計流程，將商業版工具、IP逐漸替換為開源版，實現本科生用全開源工具開發開源芯片，帶著自己芯片畢業；第三步是用開源工具鏈自動化構建開源硬件，即用10年至15年開發更智能、更自動化的開源工具，形成開源芯片生態，降低芯片開發門檻。
這個三步走規劃，目前進行到哪一步了？目標是哪一年完成？“這是我們在2018年制定的規劃，現在3年過去了，第一步基本做到了，第二步做到了一半。我期待到2030年完成全部目標。”包云崗說。
近年來，包云崗引領中國芯片敏捷開發實踐，成立聯盟推動中國開源芯片生態建設，為解決“卡脖子”芯片技術難題提供新思路，突破開源芯片敏捷設計方法的若干關鍵技術，帶領團隊成為開源處理器芯片方向全球主要科研團隊之一。
包云崗已作為國內學術界唯一代表入選開放指令集RISC-V國際基金會理事會；他發起成立中國開放指令生態（RISC-V）聯盟并擔任秘書長，目前已有100余家成員，包括華為、展銳、百度、騰訊、長虹等企業以及中科院微電子所、清華、北大等科研機構，引領中國開源芯片生態發展。
包云崗推動中國科學院大學啟動一生一芯計劃——讓本科生設計處理器并完成流片。目前，已有5位國科大本科生各完成一款64位RISC-V處理器芯片的設計并完成流片，實現了讓本科生帶著自己設計的處理器芯片畢業的預定目標。
好消息不斷傳來。2021年6月，首屆RISC-V中國峰會于上海科技大學舉辦。會上，包云崗團隊公開推出了“香山”開源高性能處理器芯片。這標志著，在中科院計算所、鵬城實驗室的技術支持下，由中國開放指令生態聯盟開發的國產RISC-V處理器內核正式誕生。7月15日，第一代采用“香山”內核主線的架構芯片“雁棲湖”流片，頻率為1.3GHZ，工藝制程為28納米。預計到今年年底，第二代采用“香山”內核主線的架構芯片“南湖”也將完成流片，目標頻率2GHZ，工藝制程14納米。
“在香山芯片的研發中，我們采取了科研重工業模式，二三十位研究者一年多沒發論文，專心做芯片。但做出來后，我們用中文發布的香山芯片，國外討論區有人主動把香山芯片的資料翻譯成英文上傳，甚至還有人討論以后是不是要學中文。在全球最大開源社區GitHub上，香山開源項目發布一個多月就有2000多個星標（Star），影響力是世界性的。”包云崗認為，科研重工業模式更值得追求。“香山芯片是一個研究芯片，未來的商業化還需要企業參與，我們將面向全球開放，構建芯片科技領域的人類命運共同體。”
（原載于《經濟日報》 2021-08-22 06版）