2019年,中科院計(jì)算所科研成果年報(bào)說(shuō):
研制成功龍芯 3A4000,主頻 1.8-2.0GHz, SPEC CPU2006 超過(guò) 20 分,綜合性能比上一代 的龍芯 3A3000 提高 1 倍。龍芯宇航級(jí) CPU 應(yīng) 用到了當(dāng)年發(fā)射的第 50 和 51 顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星, 龍芯 3A3000 當(dāng)年銷(xiāo)售超過(guò) 25 萬(wàn)顆,龍芯芯片 年銷(xiāo)售超過(guò) 50 萬(wàn)顆。
黃令儀:1958年畢業(yè)于華中理工大學(xué),1962年起先后在中科院計(jì)算所、西安微電子研究所、中科院微電子研究所工作,2002年和中科院計(jì)算所科技人員一起,進(jìn)行了龍芯一號(hào)的物理設(shè)計(jì),獲中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)。
2020年1月6日 , 中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(CCF) 決定將2019年“CCF夏培肅獎(jiǎng)”授予中國(guó)工程院正高級(jí)工程師陳左寧和龍芯中科技術(shù)有限公司研究員黃令儀 , 以表彰她們?yōu)橥苿?dòng)中國(guó)的計(jì)算機(jī)事業(yè)做出的杰出貢獻(xiàn) 。圖為在CCF年會(huì)上,在線向黃令儀研究員授獎(jiǎng)。
黃令儀:回望微電子50年
歲月如流,1958年大學(xué)畢業(yè)至今,半個(gè)世紀(jì)已逝去,而往事卻歷歷在目,仿佛就發(fā)生在昨天,一幕又一幕……
l 走進(jìn)微電子
1956年,毛主席、周總理為了發(fā)展我國(guó)的科學(xué)事業(yè),制定了“四項(xiàng)緊急措施”,其中之一就是加速半導(dǎo)體學(xué)科的發(fā)展,清華當(dāng)年即創(chuàng)辦了半導(dǎo)體專(zhuān)業(yè)。1957年李志堅(jiān)教授從蘇聯(lián)學(xué)成回國(guó),領(lǐng)導(dǎo)教研室,1958年蘇聯(lián)專(zhuān)家又來(lái)清華講學(xué),因此母校華中工學(xué)院(今華中理工大學(xué))即時(shí)派我到清華進(jìn)修,主攻半導(dǎo)體器件,從此與微電子學(xué)結(jié)上了終身之緣。
我是與清華首屆半零同學(xué)一起聽(tīng)課和學(xué)習(xí)的,全部課余時(shí)間在初創(chuàng)的實(shí)驗(yàn)室參加科研。我被分配到晶體管組,進(jìn)行合金P-N結(jié)的研究并自制一臺(tái)晶體管參數(shù)測(cè)試儀。這種理論與實(shí)踐高度結(jié)合的效果非常好,李教授剛講完能帶論、P-N結(jié),我們馬上能在科研中看到它、測(cè)到它。這是一個(gè)充滿活力的集體,雖然學(xué)習(xí)、科研很緊張,但大家都非常愉快、融洽,它既培養(yǎng)了我們的刻苦鉆研精神,又培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)精神。
1960年學(xué)畢返校,創(chuàng)建了半導(dǎo)體專(zhuān)業(yè),講授半導(dǎo)體器件與材料課,同時(shí)帶領(lǐng)一批比我更年青的教工和學(xué)生,風(fēng)風(fēng)火火地創(chuàng)建了實(shí)驗(yàn)室。什么都自己動(dòng)手干,并研制出了半導(dǎo)體二極管。當(dāng)時(shí)居然得到心中敬仰的科學(xué)院院長(zhǎng)、著名詩(shī)人、作家郭沫若的視察及鼓勵(lì),大家非常興奮。可是三年困難時(shí)期到了!糧食很緊張,國(guó)家制定了調(diào)整方針,學(xué)校對(duì)一批剛上馬的專(zhuān)業(yè)也調(diào)整了,半導(dǎo)體下馬。1962年10月,我按應(yīng)屆畢業(yè)生分配到了中科院計(jì)算所二室101組(固體電路組)工作。一進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,四壁空空,只看見(jiàn)一個(gè)年青人,身穿白大褂,蹲在一個(gè)電爐旁邊,爐上有一個(gè)玻璃燒杯,里面有幾塊指甲蓋大小的紫藍(lán)色硅片,他說(shuō):“這是要做二極管的”。我心里暗想,似曾相識(shí)!
后來(lái)才了解到,本組是由1959年剛回國(guó)的青年科學(xué)家黃敞研究員領(lǐng)導(dǎo),他還在北大講授半導(dǎo)體器件課。1952年,他自美國(guó)哈佛大學(xué)畢業(yè)后即從事晶體三極管的創(chuàng)業(yè)工作,應(yīng)該屬于晶體管的創(chuàng)始人之一。1958年,就在美國(guó)電化學(xué)與半導(dǎo)體會(huì)議上發(fā)表過(guò)外延模型,并預(yù)言可以改善晶體管特性。當(dāng)時(shí)組里正在研究厚膜電阻譯碼器二極管矩陣(混合集成電路)以及外延技術(shù),這在國(guó)內(nèi)是領(lǐng)先的,與世界亦是同步的。我被分配負(fù)責(zé)研制平面二極管,接著研制外延小功率開(kāi)關(guān)三極管,一切都很吸引人,開(kāi)始埋頭苦干。1963年9月,我們組被命名為十一室(集成電路研究室)。
l 激情燃燒的日子---參加微型計(jì)算機(jī)研制
1965年8月,我們?nèi)⒓恿艘粋€(gè)院里召開(kāi)的大會(huì),黨委書(shū)記兼副院長(zhǎng)張勁夫在臺(tái)上來(lái)回走動(dòng),激動(dòng)地?fù)]動(dòng)雙手說(shuō):“我提著腦袋把任務(wù)給你們要來(lái)了,你們要好好干”!,會(huì)上宣布,成立計(jì)算所二部,亦稱(chēng)“156”,專(zhuān)門(mén)研制微型計(jì)算機(jī)。我們?cè)谂_(tái)下,亦熱血沸騰!深知自己參加的工作,是國(guó)家所急需,是時(shí)代賦予的使命,心中既高興,又緊張!隨后,很快從科大、清華調(diào)來(lái)了十來(lái)個(gè)畢業(yè)生,干部及設(shè)備也配齊了。特別是從東北光機(jī)所三天之內(nèi)調(diào)來(lái)了一個(gè)室。我被任命負(fù)責(zé)研制外延中功率開(kāi)關(guān)三極管。這個(gè)任務(wù)難度很大,初期做出的P-N結(jié)總是低壓擊穿,飽和壓降也下不來(lái),于是將全組排成三班倒。大家都是隨叫隨到,正副組長(zhǎng)則是12小時(shí)一輪換,常常一天干13-14個(gè)小時(shí)。黃敞先生親自指導(dǎo),教我不要局限一點(diǎn),要全面考慮各種參數(shù)的全面配合,我們又重新設(shè)計(jì)了版圖……那時(shí)全組團(tuán)結(jié)得如一個(gè)人,人人盡職盡責(zé),指到哪,打到哪,真是激情燃燒的日子!部室領(lǐng)導(dǎo)也抓的非常緊。科研處處長(zhǎng)馬慶魁就常站在實(shí)驗(yàn)室外面等著芯片,副主任何紹宗晚上給我們送面條、面包……情景十分感人。主任趙松巖則遙望南樓,感慨的說(shuō):“燈火輝煌156”。
記得我們室有一個(gè)叫韓景春的同志,負(fù)責(zé)封裝,既無(wú)資料更無(wú)經(jīng)驗(yàn),只有不斷地摸索才能前進(jìn),在他試驗(yàn)用什么化學(xué)藥品時(shí),沒(méi)有高級(jí)設(shè)備去分析,只靠舌頭去嘗,感到不對(duì)勁時(shí),就跑到水龍頭處馬上用水沖。在這樣的條件下,他把研制出的組件硬是給封好了!1976年他重病在身,已病危了,我去看他時(shí),他已經(jīng)神志不清了,但還陸陸續(xù)續(xù)跟我說(shuō):“毛主席還活著,他正在深圳的上空走著呢!”聽(tīng)著聽(tīng)著,我的淚水灑滿了面頰。當(dāng)時(shí)就是這樣一群人,為了國(guó)家的需要,無(wú)私地奉獻(xiàn)著自己的青春乃至生命!既無(wú)職稱(chēng)、無(wú)榮譽(yù),更無(wú)光環(huán)、獎(jiǎng)金,卻默默無(wú)聞地工作了一輩子,他們什么也不求,只求祖國(guó)的富強(qiáng)!
不知道經(jīng)過(guò)了多少不眠之夜,中功率管終于質(zhì)量和數(shù)量全達(dá)標(biāo)了,而且還幫助兄弟組做了引導(dǎo)二極管。整體微型機(jī)研制進(jìn)展也非常快,到了1966年8月即研制成功了,還會(huì)唱東方紅!在2007年的一天,我逐個(gè)在一樓大廳仔細(xì)看了計(jì)算所歷史長(zhǎng)廊的畫(huà)卷,突然一幅圖片在我面前出現(xiàn),令我驚呆了!這就是“156”組件計(jì)算機(jī)!從來(lái)沒(méi)有看到過(guò)啊!這就是我們?cè)?jīng)用青春和熱血灌溉過(guò)的156!這就是在浩瀚的夜空中追逐星空尋找的“156”!心情頓時(shí)激動(dòng)了起來(lái)。旁邊的注釋是:156組件(集成電路)計(jì)算機(jī)是1966年8月研制出的我國(guó)第一臺(tái)自行研制的空間計(jì)算機(jī),1966年國(guó)慶,向國(guó)家報(bào)喜,得到周總理的表?yè)P(yáng)。此時(shí),我已不禁熱淚盈眶。
l創(chuàng)業(yè)路、路漫漫[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ 191
111969年12月,由于156遷內(nèi)地,1970年計(jì)算所又籌建集成電路研究室,1971年1月1日,我被調(diào)回計(jì)算所,同時(shí)成立了十一室(集成電路研究室)由沈世剛與我負(fù)責(zé),1973年7月,啟動(dòng)了013大型通用計(jì)算機(jī)的研制,是我國(guó)計(jì)算技術(shù)創(chuàng)始人之一的王正負(fù)責(zé)。他親切地對(duì)我說(shuō):“013機(jī)的咽喉是半導(dǎo)體通導(dǎo)存儲(chǔ)器,由你們室負(fù)責(zé)研制”。面對(duì)著更年青的隊(duì)伍,我心中既興奮又有點(diǎn)害怕,好在156精神依然在我們的血液中流動(dòng)。雖然國(guó)外封鎖厲害,很難找到資料,但我們靠頑強(qiáng)的拼搏,一點(diǎn)一點(diǎn)的摸索,終于完成了任務(wù),研制成功的存儲(chǔ)器性能穩(wěn)定。013機(jī)于1976年也通過(guò)了鑒定,投入了使用,獲1978年全國(guó)科學(xué)大會(huì)重大成果獎(jiǎng)。
1977年,所里將電路預(yù)研組調(diào)入我室,其組長(zhǎng)是所知名的電路設(shè)計(jì)專(zhuān)家沈亞城同志,而且任命吳幾康研究員為室主任。他是1953年回國(guó)的專(zhuān)家,研發(fā)156時(shí),是十三室主任,專(zhuān)門(mén)研究集成電路計(jì)算機(jī)(1979-83年升為計(jì)算所副所長(zhǎng)),任命沈世剛、我、沈亞城、許新武為副主任,沈世剛協(xié)助吳幾康抓總,我負(fù)責(zé)集成電路、器件及工藝、研制芯片,沈亞城負(fù)責(zé)巨型機(jī)所用的電路設(shè)計(jì),許新武為行政兼改造約1500M2 的芯片研制凈化小樓。
11室已初具規(guī)模,1977年12月,計(jì)算所承擔(dān)了千萬(wàn)次大型機(jī)757任務(wù),王正仍是負(fù)責(zé)人。他說(shuō):“一定要給十一室一個(gè)項(xiàng)目”。因此我們分析當(dāng)時(shí)各種不同電路的特性:ECL雖然快,但功耗太大,CMOS雖然集成度高,功耗小,但因?yàn)長(zhǎng)atch-up效應(yīng)尚未徹底解決,造成了成品率低,只剩下I2L電路了,其規(guī)模可大,功耗亦小,而速度太低,我們從器件原理、工藝原理的分析中,發(fā)明了P+-N-P+型高速I(mǎi)2L新結(jié)構(gòu),并研制成功了256ROM,與六室外設(shè)合作,成功用于757外設(shè)的打印機(jī)中,為757工程增加了獨(dú)立自主研制成功的新集成電路。
1983年11月,757千萬(wàn)次機(jī)通過(guò)了國(guó)家級(jí)鑒定,獲得國(guó)家科學(xué)進(jìn)步一等獎(jiǎng),我們以“集成電路和工藝P+-N-P+型高速I(mǎi)2L新結(jié)構(gòu)”的項(xiàng)目獲得1980年院科技成果二等獎(jiǎng),沈亞城負(fù)責(zé)的電路預(yù)研組的“高速低功耗ECL電路系統(tǒng)”的項(xiàng)目亦獲1980年院科技成果二等獎(jiǎng)。
1983年6月,所里將11室命名為大規(guī)模集成電路室,當(dāng)時(shí)已有6個(gè)組,約70-80人,而且已入住改造成功的,位居南樓與北樓中的芯片研制凈化小樓,正準(zhǔn)備甩開(kāi)手大干一番。當(dāng)時(shí)北師大有一個(gè)“淺結(jié)離子注入”項(xiàng)目,我們參加了,研究多晶硅摻雜發(fā)射極晶體管及全離子注入晶體管,已有很大的進(jìn)展。準(zhǔn)備提供更高速度的電路(該項(xiàng)目后獲北京市科技成果二等獎(jiǎng)),但在1984年末,科技處周潔來(lái)問(wèn)我:計(jì)算所要不要研究大規(guī)模集成電路?令我大吃一驚!立即斬釘截鐵的回答:計(jì)算所若不進(jìn)行芯片研究,今后做計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的人只知道用芯片,里面是什么都不知道了,怎么能設(shè)計(jì)一臺(tái)好的計(jì)算機(jī)呢?然而不久,所領(lǐng)導(dǎo)正式把我們召去說(shuō):“所里經(jīng)費(fèi)太緊張,拿不出錢(qián)支持大規(guī)模集成電路的研究……”我知道他的意思了,一走出北樓門(mén)口,忍不住失聲痛哭了,難道我們嘔心瀝血十幾年創(chuàng)建的研究室就這樣結(jié)束?計(jì)算所今后設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的人真的只能看到黑匣子,而里面是什么都不懂了?難道計(jì)算所今后真的走向了“無(wú)芯”的未來(lái)?在萬(wàn)般無(wú)奈中,我把最后一個(gè)同事安排好工作崗位后,毅然到微電子中心報(bào)到了,此時(shí)已是1986年年底。
1987年3月6號(hào),計(jì)算所正式撤消了大規(guī)模集成電路研究室,結(jié)束了這段無(wú)法忘懷的歷史。
微電子中心成立于1986年年底,又是一個(gè)初創(chuàng)的研究所,由三部分組成:半導(dǎo)體所及部分計(jì)算所做集成電路的人以及109廠。一天科技處的人通知我去電子部開(kāi)一個(gè)項(xiàng)目研究會(huì),主持人問(wèn)我:你是哪個(gè)單位的?我如實(shí)回答,豈料他說(shuō):“你們科學(xué)院另有經(jīng)費(fèi),不必在這里掛了”,令人失望啊!后來(lái)我找到他的上級(jí)說(shuō):“我們不要經(jīng)費(fèi),只要一個(gè)項(xiàng)目,到時(shí)按時(shí)交帳,如何”?大概他被我的精神感動(dòng)了,不僅給了項(xiàng)目還給了3萬(wàn)元經(jīng)費(fèi)。自此,我就和我的合作者陳曉東同志投入了CAD的研究,但此時(shí)我已50歲了,閱讀門(mén)陣列的描述語(yǔ)言,像讀天書(shū),一句一句啃,一咬牙,下決心:從零開(kāi)始,甘于寂寞,樂(lè)于清貧,從此潛心識(shí)規(guī)律,風(fēng)華正茂更如前;“三十年啊三十年,彈指一揮笑作別。”
幸運(yùn)的是:正好一家與日本人合資的廠家生產(chǎn)洗衣機(jī),他們登門(mén)求教,希望幫助研制控制洗衣機(jī)的芯片,因?yàn)槿毡救耸裁炊冀o,唯獨(dú)洗衣機(jī)的芯片設(shè)計(jì)不給,只賣(mài)芯片,奇貴無(wú)比。我大膽地接下了這任務(wù),開(kāi)始全身心的用CAD方法設(shè)計(jì)了這塊芯片,日日夜夜解決難題,有時(shí)晚上甚至跳鐵門(mén)的墻回家,終于研制成功。單位生產(chǎn)處已計(jì)劃一年生產(chǎn)幾十萬(wàn)片。但日本人卻降價(jià)到4塊錢(qián)一片,若生產(chǎn),要賠錢(qián)。我不禁感嘆,難道我們工作的價(jià)值就是逼別人降價(jià)?
碰巧有一天,遇到院秘書(shū)長(zhǎng)候自強(qiáng)與院基金會(huì)主席徐正春,徐對(duì)我說(shuō):“夏培肅研究員(后升院士)申請(qǐng)了一項(xiàng)“等時(shí)間差”研究課題的項(xiàng)目,交到香港某公司生產(chǎn)一年沒(méi)有做出來(lái),現(xiàn)在交帳限期快到了,能否幫忙用三個(gè)月去解決一下”?因?yàn)檫@塊芯片的物理設(shè)計(jì)是我們做的,便滿口答應(yīng),只提了一個(gè)條件,為2人在港生活費(fèi)提供5000元港幣。雙方當(dāng)即拍板成交,誰(shuí)知等到簽證手續(xù)辦完,即將離京時(shí),正式合同才拿到,其中有一條:若三個(gè)月做不出芯片,退回5000元生活費(fèi)。天啊!賣(mài)了我也找不回這5000元啊!硬著頭皮,背水一戰(zhàn),只好向前沖!到了香港,恨不得一天掰成兩天用,別人上班,我們上班;別人下班,我們還在上班。總算在大限之日拿到了合格芯片,免了一劫!
1989年我被公派到美國(guó)一家公司進(jìn)行合作。但怎么也沒(méi)有料到,一生中最大的刺激迎面而來(lái)。11月在加州拉斯維加斯有一個(gè)國(guó)際芯片的展覽會(huì),我們?cè)谀抢飬⒂^了一周,成千上萬(wàn)的攤位我?guī)缀跖鼙椋颊也坏轿覈?guó)的攤位。好不容易在擁擠的人群中看到了幾個(gè)國(guó)人手中拿著長(zhǎng)城公司的塑料袋,我立馬迎上去,親切地問(wèn):“你們是來(lái)參展的吧”?“不,是來(lái)參觀的”心中猛然一震,沒(méi)有希望找到了。只有我最明白,1963年,我國(guó)的集成電路的研究水平與國(guó)外是同步的啊!為什么現(xiàn)在差距如此??jī)?nèi)心的痛苦使我掉下了眼淚,“琳瑯滿目非國(guó)貨淚眼漣漣”。我暗自下決心,一定要設(shè)計(jì)一塊高水平的芯片來(lái)參展,洗刷恥辱。
1990年回國(guó)后,就潛心鉆研各種集成電路的設(shè)計(jì)方法,從建立版圖庫(kù),時(shí)序庫(kù)開(kāi)始,到寄生參數(shù)對(duì)性能的影響,時(shí)鐘樹(shù)的生成,全局規(guī)劃,時(shí)序驅(qū)動(dòng)布線等等,全定制,標(biāo)準(zhǔn)單元,宏單元的設(shè)計(jì)方法都研究過(guò),用戶包括華為的程序控制芯片,計(jì)算所的模糊控制芯片等等。批準(zhǔn)了兩個(gè)發(fā)明專(zhuān)利,有關(guān)單位在2000年推薦我參加了一個(gè)在德國(guó)紐綸堡召開(kāi)的國(guó)際發(fā)明專(zhuān)利博覽會(huì)。該會(huì)1949年創(chuàng)立,第一次邀請(qǐng)我國(guó)參加。大約全國(guó)去了32人,別人攤位是一個(gè)公司,我們則是代表一個(gè)國(guó),攤位小而擁擠,但畢竟突破了“零”。歸國(guó)的大巴走了約一半車(chē)程,被通知我送的專(zhuān)利被評(píng)為銀獎(jiǎng),高興之余,寫(xiě)了幾句歪句:
神州之尊重泰山,赤子榮辱輕鴻毛;
靈臺(tái)無(wú)計(jì)四十載,不覺(jué)青絲已成雪。
紐綸堡夜星光燦,啟明銀座落中華;
十年恥痛今宵去,芳草天涯迷人還。
黃令儀和科研團(tuán)隊(duì)的年輕人。
但是興奮之余,定下心來(lái),仔細(xì)一想:真正用上的芯片在哪里?雖然在設(shè)計(jì)時(shí),就像一個(gè)老邁之年的人,用戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢的雙腿爬上了一個(gè)山峰,仰頭一看,又一座更高的山峰堵住了前進(jìn)的路,然后一咬牙,又頑強(qiáng)的一步一步的爬上那更高的山峰,可是令人痛心的是:芯片做出來(lái)了,沒(méi)有用,鎖在抽屜中,得了獎(jiǎng),又怎樣?它只是一張紙。因此,當(dāng)江綿恒副院長(zhǎng)視察微電子所時(shí),召開(kāi)了座談會(huì),在會(huì)上我說(shuō):“一個(gè)科技工作者最大的痛苦,就是他用心血灌溉的珍貴芯片做出來(lái)了,沒(méi)有用!”好心人對(duì)我說(shuō):“你只會(huì)干活,不會(huì)說(shuō)話”,可是,這是我的肺腑之言。
l激情再次燃燒的日子---參加龍芯物理設(shè)計(jì)
2001年12月左右,夏培肅院士的博士研究生林琦給我電話:他與李國(guó)杰所長(zhǎng)要找我,希望我能幫助計(jì)算所的CPU做物理設(shè)計(jì)。第二天由他帶我去找了唐志敏老師。一群年青人坐在一個(gè)大會(huì)議室中,唐介紹了情況,讓我參觀了他們研制成功的用FPGA燒成的CPU芯片,并提出了要求。我說(shuō),請(qǐng)讓我考慮三天。會(huì)下,我問(wèn)韓承德老師:你們有多少經(jīng)費(fèi),回答是全室200萬(wàn),但要留100萬(wàn)培養(yǎng)研究生,頂多只能拿100萬(wàn)做CPU。我心中一震,軟件費(fèi)、投片費(fèi)、人工費(fèi)、返工費(fèi)。這個(gè)經(jīng)費(fèi)要差一個(gè)數(shù)量級(jí)啊!因此,不敢接,只怕半途而廢,不了了之。然而,我內(nèi)心深處,對(duì)計(jì)算所有著深厚的感情,曾經(jīng)苦苦掙扎,想為計(jì)算所的計(jì)算機(jī)出力,而環(huán)境卻使我不得不離開(kāi),如今……
] 到了2002年1月21日,我敲開(kāi)了唐志敏老師辦公室的門(mén),開(kāi)口就說(shuō):“我來(lái)和你們干CPU物理設(shè)計(jì)”。他說(shuō):“熱烈歡迎”!于是22日,我就在微電子所實(shí)驗(yàn)室說(shuō):新項(xiàng)目還在申請(qǐng),我準(zhǔn)備抽這段時(shí)間到計(jì)算所參加CPU物理設(shè)計(jì),誰(shuí)愿去?當(dāng)時(shí)楊旭、陳守順、蔣見(jiàn)花、左紅軍馬上響應(yīng)。23日一大早,我們五人就進(jìn)了龍芯實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)始上機(jī)熟悉環(huán)境了。第一次和胡偉武老師見(jiàn)面。他說(shuō):“我要讓全中國(guó)人都會(huì)設(shè)計(jì)CPU”!我心一震,深深地被感動(dòng)了!為中國(guó)人民服務(wù),這是一生的追求!真是心有靈犀一點(diǎn)通,我們共同的理想一下子溶在一起了。開(kāi)始了我們之間長(zhǎng)達(dá)六年之久的真誠(chéng)合作。系統(tǒng)設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)無(wú)縫地結(jié)合了。真正的心往一處想,勁往一處使。
2002年9月28日,李國(guó)杰所長(zhǎng)為中國(guó)第一款通用中央處理器龍芯1號(hào)舉行發(fā)布揭幕儀式。
對(duì)于從未做過(guò)0.18μ工藝規(guī)范的人來(lái)說(shuō),設(shè)計(jì)時(shí)間這樣短,要看的資料這樣多,信號(hào)完整性又是全新的概念,真是心有余而力不足了。那時(shí),每一周,我都要召開(kāi)會(huì)議,要每一個(gè)人匯報(bào)自己做過(guò)的工作,而且請(qǐng)胡老師到會(huì)指導(dǎo)。(大約2-3月份,胡老師又派了范寶峽、鐘石強(qiáng)參加了進(jìn)來(lái),后來(lái)還有趙繼業(yè)、李文等)。由于用Cadence信號(hào)完整性的仿真軟件仿真后的結(jié)果指出:幾乎一半以上的線網(wǎng)均有問(wèn)題。我不敢告訴大家,怕影響信心。迫于無(wú)奈,找到了Cadence負(fù)責(zé)亞洲區(qū)的外國(guó)專(zhuān)家咨詢,他說(shuō):Cadence工具對(duì)信號(hào)完整性的分析太悲觀,不能用,要用CeltIC。天呀!為什么不早說(shuō)?害得我們好苦。此關(guān)一過(guò),不僅掌握了方法,而且還獨(dú)立找到了質(zhì)量又好,耗時(shí)又短的修復(fù)信號(hào)完整性方法,獲得了一項(xiàng)批準(zhǔn)的發(fā)明專(zhuān)利。
2003年度中國(guó)青年五四獎(jiǎng)?wù)芦@得者,中科院計(jì)算所研究員胡偉武在座談會(huì)上。
在這一段合作的時(shí)間中,龍芯課題組的全體年青人,尤其是胡老師那種對(duì)崇高理想的執(zhí)著追求深深的感染著我,這里沒(méi)有無(wú)聊的紛爭(zhēng),而是一顆顆炙熱的心,要把龍芯做出來(lái),我感覺(jué)到一個(gè)激情燃燒的156時(shí)期又來(lái)到了。因此下決心一定要把CPU的物理設(shè)計(jì)做成功。也就在這個(gè)時(shí)候,胡老師做了一個(gè)果斷的布置,要我在前面搭橋鋪路,大家緊緊跟上,而且決定我們自己設(shè)計(jì)的物理設(shè)計(jì)要投片。全體后端設(shè)計(jì)人員立刻緊張了。我回想起做757千萬(wàn)次計(jì)算機(jī)時(shí),每一個(gè)元器件都有備份,以防萬(wàn)一。于是和胡老師商量,要做兩個(gè)芯片,1B為確保的,以打通全部流程為目標(biāo),時(shí)序與面積不太苛求;另一個(gè)1C為力爭(zhēng)的,對(duì)時(shí)序要嚴(yán),面積要小,1B由我?guī)В?C由胡老師帶,并計(jì)劃先加工1C,再加工1B,但臨近流片時(shí),一天一個(gè)沖擊波,若有心臟病者,肯定要趴下,尤其當(dāng)1C在tape out的前一天,測(cè)試同志發(fā)現(xiàn),掃描鏈沒(méi)有接出來(lái),胡老師迅速?zèng)Q策:人工修改。兩人一組,一個(gè)人操作,一個(gè)人旁邊檢查是否改錯(cuò),并調(diào)整先流1B,再流1C。同時(shí)胡老師莊嚴(yán)而凝重的說(shuō):“這是一個(gè)歷史時(shí)刻……”后,在場(chǎng)的人一個(gè)個(gè)疲勞得面色蒼白,只有眼睛充滿血絲,嘴唇還有一點(diǎn)點(diǎn)紅色的情況下,依然抖擻精神開(kāi)始戰(zhàn)斗,我心中立刻有一種悲壯感。這不就是沒(méi)有硝煙的戰(zhàn)場(chǎng)嗎?這與當(dāng)年奮戰(zhàn)156的情景何其相似!
就在我陷于沉思時(shí),左紅軍神色慌張的找我:“黃老師,1B有一塊SRAM的電源地也沒(méi)有聯(lián)出來(lái)”,胡老師立刻下達(dá)命令:“你馬上去處理,這兒我管”!我跑過(guò)去一看,情況屬實(shí),大量布線占滿了一塊SRAM的電源地線上面,怎么辦?急中生智,我把屏幕盡量做大,在布線中露出了縫隙,可以容納局部的Via孔通過(guò),一點(diǎn)一點(diǎn)把電源地補(bǔ)齊了,1B順利地交出了。
在經(jīng)歷千難萬(wàn)險(xiǎn)的修正后,1C終于在第二天凌晨3點(diǎn)左右結(jié)束設(shè)計(jì)了,在胡老師的房間,我說(shuō):就這樣了,已盡力了!但此時(shí)此刻已錯(cuò)過(guò)了 TSMC最后上交的tape out的時(shí)間,要怎樣才能爭(zhēng)取1C與1B同步加工?突然想到過(guò)去我曾在TSMC 流過(guò)兩個(gè)芯片,都是通過(guò)上海賴(lài)作琪先生聯(lián)系的,何不找他再幫忙?胡老師馬上拍板,要我乘7點(diǎn)的飛機(jī)飛上海,9點(diǎn)在大雨中找到賴(lài)先生,他為我們的精神所感動(dòng),竭力去爭(zhēng)取,從電話中傳來(lái)對(duì)方聲音:“我們這里人仰馬翻了”!眼看無(wú)希望了,通過(guò)閱讀賴(lài)作琪先生的文檔又發(fā)現(xiàn)1C一個(gè)錯(cuò)誤:PLL CUT CELL中少加了一個(gè)金屬條,會(huì)造成ESD的問(wèn)題,在通知所里改錯(cuò)時(shí),突然又傳來(lái)了一個(gè)令人振奮的消息:有一個(gè)用戶因時(shí)間問(wèn)題未能完成設(shè)計(jì),空出了一個(gè)MPW的位置,于是1C進(jìn)線了,真是天道酬勤,上天不負(fù)有心人!
隨后的日子,與胡老師一樣,老做噩夢(mèng),這有錯(cuò),那有錯(cuò),醒來(lái)上機(jī)一查又沒(méi)有錯(cuò),心驚肉跳的度日,兩塊芯片都加工,是我堅(jiān)持的,心中沉甸甸的。如果做不出來(lái),十萬(wàn)美元啊!如何向計(jì)算所交代?接著脖子不能動(dòng)了,大夫說(shuō),今后不要再用電腦了,躺在床上整整一個(gè)多月,1C回來(lái)時(shí),不敢去看,胡老師一個(gè)電話打到家:“成功了”!我頓時(shí)心花怒放,不知怎的,脖子也不疼了,我完全沉浸在幸福之中,緊接著1B也成功了。
2003年3月,微電子所與計(jì)算所正式簽了合同后,由微電子所承擔(dān)龍芯的宏單元庫(kù)全定制模塊設(shè)計(jì),我招了一批研究生開(kāi)始3w6r寄存器堆的設(shè)計(jì),但,無(wú)情的非典來(lái)了,而大家的熱情依然高漲,認(rèn)真學(xué)習(xí),努力工作,每天晚上22點(diǎn),我都要趕人離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室,居然還有兩個(gè)人,楊獻(xiàn)與陳為竟通宵達(dá)旦的干,我對(duì)他們說(shuō):若你們得了非典,我如何向你們的父母交代?就在這樣的非常時(shí)期,我們也按時(shí)完成了任務(wù),龍芯2B成功了。
2004年9月,在圓滿的完成了龍芯2C中所用的2塊寄存器,6種I/O PAD,14種電源地PAD后,我向微電子所領(lǐng)導(dǎo)交代了全部工作及文檔總結(jié)后,請(qǐng)求退休,因身心太疲勞,已67歲了。回到了桂林老家,胡老師聞?dòng)嵑螅o我寫(xiě)了一封非常感人的信,要我繼續(xù)為龍芯的理想而奮斗,并派了他愛(ài)人晉紅、龍芯骨干楊旭、鐘石強(qiáng)在桂林找到了我,此時(shí)此刻,我沒(méi)有理由拒絕,跟他們回到了計(jì)算所,堅(jiān)持在2D、2E、2F、2F2中完成了我所承擔(dān)的工作。
l感想
參加156及龍芯的工作,是我一生中最緊張,最艱苦的工作,然而也是心情最舒暢和感到最幸福的工作,因?yàn)樗侨绱说南嗨疲粯拥募で闈M懷,一樣的時(shí)代使命感,一樣的拼搏,一樣的為國(guó)家的需要,一樣的進(jìn)展很快。關(guān)于這一點(diǎn),除了精神因素以外,有一個(gè)很重要的原因是兩者組織結(jié)構(gòu)合理、科學(xué),系統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)縫的與物理設(shè)計(jì)結(jié)合在一起,一個(gè)領(lǐng)導(dǎo),統(tǒng)一指揮,沒(méi)有兩層皮,這是一個(gè)不可逾越的客觀規(guī)律,正好像在社會(huì)主義中,要進(jìn)行商品經(jīng)濟(jì)一樣。另外,也使我聯(lián)想到:如果計(jì)算所1986年不徹底地解散大規(guī)模集成電路室,留下幾個(gè)種子,或許龍芯不至于15年后如此艱辛的從零開(kāi)始做物理設(shè)計(jì),進(jìn)展也許會(huì)更快。偉大的毛主席在陜甘寧邊區(qū)經(jīng)濟(jì)極端困難的時(shí)刻,不是壓縮部隊(duì),而是把部隊(duì)開(kāi)到南泥灣,生產(chǎn)自救,極大的推動(dòng)了革命的進(jìn)程。
在我這一生中的直接領(lǐng)導(dǎo)和合作者中,最佩服的是胡老師,他不僅有一顆熱愛(ài)祖國(guó)、獻(xiàn)身民族復(fù)興的靈魂,而且能把這一理念去感染和傳遞給他領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì),有學(xué)識(shí),有膽量,有魄力,是一個(gè)有理想的人。他承受的壓力與挑戰(zhàn)太多了,有時(shí)也會(huì)流淚。有一次,我以為他受不了了,而第二天依然樂(lè)觀開(kāi)朗的指揮工作,在一種很高的境界中過(guò)關(guān)了。是的,當(dāng)一個(gè)人為了崇高的理想,甚至不惜冒生命的危險(xiǎn)時(shí),對(duì)他就只有愛(ài)惜和幫助的份了。我也很羨慕龍芯團(tuán)隊(duì)的年青人,一參加工作就有了這樣好的項(xiàng)目去發(fā)揮自己的才能,如張福新,在產(chǎn)業(yè)化最艱苦的日子里,臨危受命,為了讓龍芯能真正的用起來(lái),殺出了一條血路。高翔、張戈,年紀(jì)輕輕,已挑大梁。趙繼業(yè)、楊旭、范寶峽、鐘石強(qiáng)在物理設(shè)計(jì)中已做出了很大的貢獻(xiàn)等等。
在這個(gè)優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)中,人才迅速成長(zhǎng),在我們這一代人中是夢(mèng)寐以求的啊!我們的童年是在抗日戰(zhàn)爭(zhēng)敵機(jī)的掃射中度過(guò)的,我就躲過(guò)防空洞,親眼目睹過(guò)敵機(jī)炸死了兩個(gè)在洞口抽煙的無(wú)辜同胞。國(guó)破山河碎的痛苦,四處逃難的恐懼,已深深地印在了我們年幼的心靈中。我們的少年時(shí)期,是在新中國(guó)欣欣向榮的景象中,沐浴著溫暖的陽(yáng)光中成長(zhǎng)。記得初中畢業(yè)后,因家貧,上不起學(xué)了,想了種種辦法都落空了。無(wú)望之際,找了團(tuán)委書(shū)記梁匯全同志,他親切的對(duì)我說(shuō):國(guó)家百?gòu)U待興,急需建設(shè)人才,你應(yīng)該繼續(xù)學(xué)習(xí)!事后不僅派人到家說(shuō)服母親,還在居委會(huì)開(kāi)出了免學(xué)費(fèi)及助學(xué)金的證明。當(dāng)我拿到這證明時(shí),眼淚奪眶而出。因此,在我心中最大的愿望是為祖國(guó)的強(qiáng)大而出力。
今天,龍芯的理想,就是增強(qiáng)中國(guó)國(guó)力,加強(qiáng)信息安全,為千萬(wàn)老百姓能用上龍芯而努力。愿以生命的余輝與龍芯人一起,共同奮斗!
南樓、北樓今何在?
只是魂不改。
[問(wèn)君能有幾多情?
恰似滾滾長(zhǎng)江向東流。
本文原發(fā)于2008年。
1957年中科院計(jì)算所的北樓剛剛建成。
2009年1月,首家龍芯專(zhuān)賣(mài)店在中關(guān)村開(kāi)業(yè)。
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