人民網北京7月31日電 (記者林露)“讓本科生設計處理器晶片並完成流片的探索過程，有助於學生深入理解處理器晶片的工作原理，並體會到探索性實踐的樂趣與成就感。”近日，中國工程院院士、中國科學院大學計算機學院院長孫凝暉接受人民網記者採訪時說。
首期“一生一芯”計劃圓滿成功
在中國科學院大學(以下簡稱國科大)，針對處理器設計人才緊缺的現狀，該校於2019年8月啟動“一生一芯”計劃，旨在透過讓本科生設計處理器晶片並完成流片，培養具有紮實理論與實踐經驗的處理器晶片設計人才。據瞭解，近期，國科大計算機學院2016級五位本科生參與的首期“一生一芯”計劃取得圓滿成功，他們帶著自己設計的處理器晶片“果殼”畢業了。
孫凝暉告訴記者，國科大踐行“矽上做教學”理念，透過打造“一生一芯”計劃這種具有貫通性和挑戰性的實踐課程，來貫通本科階段計算機系統課程的核心知識點，探索處理器晶片設計人才培養方案。“一生一芯”計劃需要學生進行各種探索性的嘗試、克服大量技術挑戰，才能實現流片目標。
孫凝暉介紹說，2019年12月19日，一款64位RISC-V處理器SoC晶片由國科大計算機學院2016級五位本科生完成設計，並基於中芯國際110nm工藝完成投片。2020年4月23日，處理器晶片返回，經過除錯測試驗證，晶片成功執行Linux作業系統以及學生自己編寫的國科大教學作業系統UCAS-Core。
晶片開發難以實現快速普及
孫凝暉認為，寫程式這件事相對來說容易普及，孩子可以從幼兒園或小學階段開始學習程式設計。而國科大之所以把計算機課程作為本科生的數理基礎來強化，是因為硬體開發、晶片開發難以實現快速普及。“雖然這次本科生在處理器晶片設計上並沒有太多創新，但我期待他們有了數理基礎後，在研究生階段能夠更多地去做原始性創新。比起跟隨性的創新，我更期待學生們能夠透過更多的原始性創新，提升我國引領性創新的水平和質量。”
晶片設計分為前端設計和後端製造。對學生來說，最大的挑戰在於前4個月高強度的設計工作。透過嘗試運用最新的設計工具和方法，學生們僅用了4個月時間就完成了該款晶片的設計。之所以可以把設計時間縮短到4個月，是因為在設計環節將一個個模組做成標準件，後面只需要經過調整就可以反覆使用，從而加速了設計的過程。
加快處理器晶片設計人才培養規模和速度
處理器晶片被公認為晶片產業皇冠上的明珠，設計複雜度高、難度大。“我國處理器晶片設計人才嚴重緊缺，加快此類人才的培養規模與培養速度，是我國面臨的迫在眉睫的難題。”孫凝暉說。
談及“一生一芯”計劃的願景目標，孫凝暉表示，我們希望在國科大實踐經驗的基礎上向全國輻射，幫助更多高校形成從處理器晶片設計到流片並執行作業系統的實踐課程，提高我國處理器晶片設計人才培養規模(“多”)，縮短人才從培養階段到投入科研與產業一線的週期(“快”)，力爭實現3年後在全國每年能培養500名學生，5年後實現每年培養1000名學生，10年達到每年培養1萬名學生。“未來，希望我們的經驗能在高校中進一步得到推廣，降低晶片設計的門檻，讓更多學子能夠加入晶片設計工作之中來。”