把“不可能”變?yōu)楝F實(shí)的龍芯團隊

芯片是信息產(chǎn)業(yè)的靈魂，通用CPU（中央處理器）可以說(shuō)是芯片中的“珠峰”。自主研發(fā)CPU，難度很大。

在這個(gè)故事的起點(diǎn)，2001年8月的一個(gè)清晨，當龍芯第一代產(chǎn)品龍芯1號成功啟動(dòng)操作系統時(shí)，龍芯CPU首席科學(xué)家胡偉武和團隊在中科院計算所實(shí)驗室大聲歡呼。

一年后，2002年8月，我國首款通用CPU龍芯1號流片（檢驗測試芯片是否符合設計性能和功能的過(guò)程）成功，終結了中國計算機產(chǎn)業(yè)“無(wú)芯”的歷史。

2016年10月，龍芯第三代處理器3A3000研制成功后，胡偉武給自己放了一天假。在嘗盡了自主研發(fā)芯片的艱辛以后，面對來(lái)之不易的成果，胡偉武卻顯得很平靜。

如今，最初的激情和豪邁逐漸消退，但胡偉武愈發(fā)感到，龍芯距離掌握信息產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)更近了。

“不掌握核心技術(shù)，就成了賣(mài)盒子，打開(kāi)里面都一樣”

胡偉武把3A3000看得極重，認為它是我國自主研制CPU的里程碑，代表我國自主研發(fā)的芯片跨過(guò)了國際通用處理器的第一道門(mén)檻。

自主研制芯片，胡偉武設想過(guò)種種困難，然而道路之曲折、過(guò)程之艱難，仍然大大超出他的預料。

2002年，龍芯1號誕生，可就在流片截止日期的前幾天，測試組發(fā)現處理器的1萬(wàn)多個(gè)觸發(fā)器的掃描鏈無(wú)法正常工作。如果不能及時(shí)修復，只能放棄流片。這意味著(zhù)此前的努力可能白費。

別無(wú)選擇，團隊決定手工修改版圖，連續工作了兩天兩夜，才把觸發(fā)器的掃描鏈連上。

設計第二代產(chǎn)品龍芯2號時(shí)，一個(gè)電源的規劃問(wèn)題成為困擾科研人員的一塊心病，團隊熬夜做物理設計?！澳菚r(shí)我們一點(diǎn)吃飯的胃口都沒(méi)有，只在晚上胡亂吃幾口。直到布完線(xiàn)、解決完問(wèn)題后，我和兩位團隊成員到一家粥鋪吃晚飯，才覺(jué)得餓壞了，那頓飯竟然吃空了17個(gè)盤(pán)子，撐得腰都彎不下來(lái)?！焙鷤ノ湔f(shuō)。

龍芯3號的研制過(guò)程更是一波三折。按設計，龍芯3B型號芯片的一些性能可以達到世界領(lǐng)先水平，但2010年11月測試時(shí)，竟然連操作系統都啟動(dòng)不了。原來(lái)，芯片可測性設計部分有邏輯錯誤，同樣問(wèn)題也在同期其他芯片出現。這一失誤，給龍芯帶來(lái)重大打擊。

科研團隊重新梳理流程，一再改版，調試順利了，又出現壓力測試下死機現象，之后又是死鎖問(wèn)題。經(jīng)過(guò)一年多反復修改，芯片才達到穩定狀態(tài)。

胡偉武說(shuō)，龍芯的研制過(guò)程如此坎坷，除了研發(fā)流程需要完善外，根本原因在于團隊堅持自己開(kāi)發(fā)核心模塊，挑戰的是難中之難的問(wèn)題。

“這些問(wèn)題，如果是‘攢’芯片，一般不會(huì )碰到，與他人合作更不會(huì )遇到，我們這樣做，是因為用別人的東西時(shí)吃過(guò)虧?！焙鷤ノ湔f(shuō)，“我國信息產(chǎn)業(yè)企業(yè)成千上萬(wàn)，不掌握核心技術(shù)，就成了賣(mài)盒子，打開(kāi)里面都一樣?！?/p>

歷經(jīng)三輪的迭代試錯，龍芯不斷進(jìn)化。目前，基于28納米工藝，龍芯3號新一代產(chǎn)品3A4000的研制工作已經(jīng)展開(kāi)，預計比上一代產(chǎn)品性能提高一倍，有望達到國際主流中高端芯片水平。

“CPU必須讓人用起來(lái)，否則獲再多的獎也沒(méi)用”

龍芯18年研制，主要分為兩個(gè)階段。2001年—2010年，中科院計算所課題組所做的努力是技術(shù)積累階段；2010年，成立龍芯中科技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)龍芯中科），從研發(fā)走向產(chǎn)業(yè)化。胡偉武的身份轉變?yōu)辇埿局锌瓶偛谩?/p>

“CPU必須讓人用起來(lái)，否則獲再多的獎，拿再多的榮譽(yù)也沒(méi)用?！焙鷤ノ湔f(shuō)。

可組織上轉型容易，思想上轉型卻很艱難。龍芯研發(fā)為此就栽了跟頭。

2009年研制的3A1000是我國首個(gè)四核CPU芯片。龍芯團隊由此掌握了多核CPU研發(fā)的一系列關(guān)鍵技術(shù)，按理說(shuō)下一款產(chǎn)品應該致力于優(yōu)化產(chǎn)品性能。然而，當時(shí)團隊還偏重于追隨國際學(xué)術(shù)界熱點(diǎn)，過(guò)度追求多核以及浮點(diǎn)峰值性能的單一指標，忽視了芯片的通用處理能力。

談及彼時(shí)情形，胡偉武反思，龍芯中科定方向時(shí)就出現了巨大偏差。龍芯雖然在學(xué)術(shù)上取得了成功，應用上卻與主流產(chǎn)品差距越拉越大。

從課題組轉型為公司的頭三年，龍芯中科差點(diǎn)連工資都發(fā)不出。

痛定思痛。2013年5月，龍芯中科結合市場(chǎng)需求，及時(shí)調整芯片研發(fā)路線(xiàn)：龍芯3號系列多核CPU不追求核的個(gè)數，而是大幅度提高單核性能；龍芯2號系列芯片不再追求“大而全”，而是根據用戶(hù)需求定義芯片；龍芯1號系列結合航空航天、石油等行業(yè)特點(diǎn)研制專(zhuān)用芯片，快速打開(kāi)市場(chǎng)。

種瓜得瓜，種豆得豆。2014年龍芯中科銷(xiāo)售收入同比增長(cháng)51%，2015年又增長(cháng)57%，為企業(yè)持續發(fā)展奠定了基礎。瞄準存儲安全需求，前不久，龍芯中科與合作伙伴發(fā)布了首款全國產(chǎn)固態(tài)硬盤(pán)控制芯片系列產(chǎn)品，有望打破國外企業(yè)壟斷，進(jìn)入這個(gè)千億級美元的存儲市場(chǎng)。

而今，龍芯中科通過(guò)市場(chǎng)養活自己、支撐研發(fā)?！癈PU在產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐中演進(jìn)發(fā)展，這是我們的教訓，也是我們寶貴的財富?！焙鷤ノ湔f(shuō)。

“在別人都不信的情況下，做給他看”

2001年，龍芯團隊開(kāi)始做CPU時(shí)，一些國外企業(yè)不相信中國人能做出來(lái)。面對質(zhì)疑，胡偉武常說(shuō)的一句話(huà)是：“在別人都不信的情況下，做給他看?！?/p>

10多年后，龍芯的進(jìn)步贏(yíng)得了業(yè)界尊重。國際著(zhù)名半導體廠(chǎng)家意法半導體公司購買(mǎi)了龍芯某型號產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷(xiāo)售授權，開(kāi)創(chuàng )了我國計算機核心技術(shù)對外授權的先例。

就在此時(shí)，國外一些企業(yè)找上門(mén)來(lái)，希望通過(guò)給源代碼、設計流程的方式合作開(kāi)發(fā)芯片。然而龍芯自主研發(fā)的決心從未動(dòng)搖。

“如果沒(méi)有自主研發(fā)芯片的實(shí)踐，我國就難以消化吸收購買(mǎi)來(lái)的技術(shù)，即便可以引進(jìn)、購買(mǎi)升級產(chǎn)品，卻形不成自己的創(chuàng )新能力，到頭來(lái)還是受制于人?！焙鷤ノ湔f(shuō)。

2006年，當龍芯團隊嘗試推廣龍芯CPU應用時(shí)，很少人相信龍芯能用起來(lái)。業(yè)界普遍認為，自主芯片遜在性能，輸在生態(tài)。主流生態(tài)平臺太過(guò)強勢，另建生態(tài)無(wú)異于癡人說(shuō)夢(mèng)。

“我們還是老套路，做給他看?！焙鷤ノ湔f(shuō)。經(jīng)過(guò)多年探索，圍繞龍芯形成了包括近千家企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈，基于龍芯的信息產(chǎn)業(yè)體系慢慢形成。

目前，已有數萬(wàn)人在龍芯的軟硬件生態(tài)上做開(kāi)發(fā)，雖然相比大平臺數百萬(wàn)級別的開(kāi)發(fā)者差距還很大，但這說(shuō)明打造一套新的生態(tài)平臺并非完全沒(méi)有機會(huì )。如今，龍芯不僅應用于政企辦公設備，在工業(yè)控制、石油勘探等民用領(lǐng)域也能見(jiàn)到它的身影。

把他人眼中的不可能變?yōu)楝F實(shí)，背后是龍芯團隊超出常人的付出。設計的芯片需要在服務(wù)器上“跑”一段時(shí)間，為了提高工作效率，多年來(lái)，團隊在晚上10點(diǎn)開(kāi)例會(huì )安排任務(wù)，讓芯片在晚上“跑”。黃令儀是龍芯團隊的一位老研究員，80多歲依舊天天在屏幕前拖著(zhù)鼠標查版圖。

2010年，龍芯團隊從課題組轉型成立公司時(shí)，絕大多數技術(shù)骨干放棄事業(yè)單位編制，從計算所辭職。龍芯中科薪酬低于同行業(yè)水平，不少骨干都曾接到過(guò)百萬(wàn)年薪的工作邀請，但團隊核心骨干基本穩定，把人生美好的青春獻給了龍芯的研發(fā)征程。

“龍芯18年來(lái)一直在補課，預計幾年后，課能基本補上來(lái)”

“時(shí)間是創(chuàng )新不可缺少的變量?！焙鷤ノ涓嬖V記者，“CPU等核心技術(shù)產(chǎn)品需要在試錯中發(fā)展，這就像爬樓梯，要一步一步地走上去?！?/p>

他說(shuō)，同樣是做芯片，別人已經(jīng)在樓上，龍芯18年來(lái)一直在補課，預計幾年后，這個(gè)課能基本補上來(lái)。

根據規劃，龍芯“補完課”后，將踏上一個(gè)新臺階，未來(lái)逐步走向開(kāi)放市場(chǎng)，在一些領(lǐng)域，將與國際主流產(chǎn)品同臺競技。

“任何一個(gè)技術(shù)或產(chǎn)品本身不是目的，主導產(chǎn)業(yè)體系才是目標?！焙鷤ノ湔f(shuō)，此前國家支持了龍芯的研發(fā)及初期產(chǎn)業(yè)化，“扶上馬”后又送了一程，今后龍芯必須靠市場(chǎng)來(lái)檢驗。

龍芯中科走上正軌后，胡偉武把更多精力放在公司管理上，但他十分懷念寫(xiě)代碼的歲月?！盎貞浧饋?lái)，在機房里心無(wú)旁騖地寫(xiě)代碼真是莫大的幸福，有無(wú)比的成就感。但我不能成為龍芯發(fā)展的瓶頸，應該充分信任年輕人，讓他們接棒?！焙鷤ノ湔f(shuō)。令他感到欣慰的是，龍芯的年輕人快速成長(cháng)，從第三代產(chǎn)品開(kāi)始，很多重要工作的負責人已經(jīng)是團隊的年輕技術(shù)骨干。

回首過(guò)往，胡偉武忘不了龍芯成長(cháng)路上的“貴人”。他告訴記者，2010年，在北京市、中關(guān)村管委會(huì )等支持下，龍芯正式開(kāi)啟了產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。2013年初，在龍芯最困難的時(shí)候，中科院計算所所長(cháng)孫凝暉在所里資金困難的情況下，拿出500萬(wàn)元支持龍芯做前期研發(fā)。雖然與上億元的經(jīng)費相比，500萬(wàn)元只是杯水車(chē)薪，但得到“娘家”的支持，胡偉武感覺(jué)非常溫暖。

更早的時(shí)候，原計算所所長(cháng)李國杰院士曾在一次所里中層干部會(huì )上表示：計算所砸鍋賣(mài)鐵也要支持龍芯，龍芯團隊不能以任何經(jīng)費的理由放緩龍芯3號的研制。為此，他在所內設立了一個(gè)經(jīng)費沒(méi)有封頂的課題，2010年龍芯首筆課題經(jīng)費到賬時(shí)，龍芯課題組已經(jīng)預支了計算所七八千萬(wàn)元。

“你瞧，龍芯‘長(cháng)征’路上哪里只有我們團隊？”胡偉武笑著(zhù)對記者說(shuō)。