“中國芯片之母”：燃燒的“中國芯”

net 百曉生

“我這一輩子最大的心愿，就是匍匐在地，擦干祖國身上的恥辱！”

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現(xiàn)代化國家，沒有芯片寸步難行。小到手機、家電、紅綠燈，大到高鐵、衛(wèi)星，甚至是重武器，沒有一樣離得開芯片。所以從某個角度講，芯片決定了一個國家的核心競爭力。

在中國，經(jīng)過幾代人前赴后繼的努力，我們絕大部分芯片都實現(xiàn)了自主生產(chǎn)，很多領(lǐng)域甚至還能出口。

今天，我們要介紹一個人，她從22歲進入微電子領(lǐng)域，現(xiàn)如今84歲仍然奮斗在芯片的最前線。可以說，她見證了中國整個芯片發(fā)展史，她就是“中國芯片之母”——黃令儀。

黃令儀出生于1936年，在抗日戰(zhàn)爭中長大，隨新中國一起成長。1956年，毛主席、周總理為了發(fā)展我國的科學(xué)事業(yè)，采取了四項緊急措施，其中之一就是加速半導(dǎo)體學(xué)科發(fā)展。在這種情況下，清華大學(xué)開辦了半導(dǎo)體專業(yè)。

當時，清華半導(dǎo)體班廣招賢能，黃令儀在華中工學(xué)院（今華中理工大學(xué)）的理科成績名列前茅，于是她被派到了清華進修，主攻半導(dǎo)體器件。就這樣，黃令儀與微電子結(jié)上了終身之緣。畢業(yè)后，她回到母校，創(chuàng)建半導(dǎo)體專業(yè)。教課的同時她還帶領(lǐng)一批教工和學(xué)生建立實驗室，在當時簡陋的條件下研制出了半導(dǎo)體二極管。因為表現(xiàn)出色，1962年黃令儀加入中科院計算所，一心投入到科研工作中。

1965年8月，中科院副院長張勁夫宣布成立計算所二部，這就是代號“156”的中國第一個芯片團隊，專攻微型計算機。黃令儀被任命負責研制半導(dǎo)體三極管，在隨后的一年里她日夜奮戰(zhàn)，終于攻克難題完成了任務(wù)。

1966年8月，我國第一臺自行研制的空間計算機研制成功。當年國慶節(jié)，“156”團隊向國家報喜，得到了周總理的表揚。

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1973年，中科院啟動“013”大型通用計算機研制，加強對半導(dǎo)體通導(dǎo)存儲器，也就是芯片的研究。

當時，國外封鎖厲害，很難找到資料，黃令儀和團隊靠頑強的意志一點一點地摸索，終于研制出性能穩(wěn)定的存儲器，并拿下了1978年全國科學(xué)大會重大成果獎。這個成果，在當時已經(jīng)非常接近世界先進水準了。如果按這種趨勢發(fā)展，中國很有可能會在后來追上歐美國家，中國芯片很有可能躋身世界尖端芯片之列。

只可惜，時不我待。

1984年，中科院召開會議，討論要不要研究大規(guī)模集成電路。黃令儀斬釘截鐵地回答：“計算所若不進行芯片研究，今后做計算機設(shè)計的人只知道用芯片，里面是什么都不知道了，怎么能設(shè)計一臺好的計算機？”

然而，沒過多久，中科院就以經(jīng)費緊張為由，關(guān)閉了大規(guī)模集成電路項目。表面上關(guān)閉項目是因為經(jīng)費問題，實際上這是當時“貿(mào)工技”與“技工貿(mào)”兩條路線之爭。

那一天，黃令儀走出院門，失聲痛哭，十幾年嘔心瀝血的研究化為烏有。在安頓好最后一名同事后，她選擇了離開。

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1986年，50歲的黃令儀赴美國參加國際芯片展覽會，她看到許多歐美國家的先進芯片，但就是沒有中國的。好不容易看到幾個中國人手中拿著“長城公司”的塑料袋，她立馬迎上去問：“你們是來參展的吧？”“不，是來參觀的。”

黃令儀心中猛然一震，她說：“1963年我們的集成電路研究水平與國外是同步的啊！為什么現(xiàn)在差距這么大？”她掉下了眼淚，暗自下定決心，一定要設(shè)計一塊高水平的芯片來參展，洗刷恥辱。

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時間來到2001年，黃令儀受邀加入龍芯中科，成為龍芯芯片的負責人。

“要把龍芯做出來，我感覺到一個激情燃燒的‘156時期又來到了，一定要把CPU的物理設(shè)計做成功。”在她的主持下，龍芯一開始就要求做兩個芯片，1B求穩(wěn)，打通全部流程為目標;1C前瞻，要求體積小、性能好。

隨后的日子，黃令儀經(jīng)常做噩夢，夢到芯片這有錯、那有錯，醒來上機一查又沒有錯，心驚肉跳地度日。包括她在內(nèi)，團隊的每一個人都煎熬得面色蒼白，眼睛充滿血絲。

一年時間攻關(guān)下來，黃令儀的脖子僵化了，不能動了。醫(yī)生說，她至少要在病床上躺一個月才能康復(fù)。就在她掙扎著站起來的時候，一個電話打來：龍芯芯片成功了！

正在黃令儀主持龍芯的宏單元庫全定制模塊設(shè)計時，無情的“非典”來了。不成功便成仁，她帶著團隊日夜奮戰(zhàn)。就在這樣的非常時期，她按時完成任務(wù)，龍芯2B繼之成功。

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2004年9月，在圓滿完成龍芯2C兩塊寄存器、6種I/O PAD、14種電源的PAD后，黃令儀告老還鄉(xiāng)。這一年，她已經(jīng)67歲了。

然而黃令儀回到桂林老家后沒多久，龍芯芯片又陷入僵局，在這種情況下，院里領(lǐng)導(dǎo)、骨干全體出動，又把她請了回去。

黃令儀在中國半導(dǎo)體研究領(lǐng)域有舉足輕重的地位，她為中國芯片研究做出了不可磨滅的貢獻。19年來，每一張設(shè)計版圖、每一項數(shù)據(jù)，她都要一一過目，絕不允許有絲毫的閃失和偏差。在她的努力下，龍芯一號、龍芯二號、龍芯三號芯片相繼問世。龍芯讓中國高鐵“復(fù)興號”實現(xiàn)百分之百國產(chǎn)，搞定了“殲20”配套相控陣雷達，讓北斗衛(wèi)星也裝上中國芯。

大家可能不知道，新一代北斗衛(wèi)星上有3個被稱為“單機”的黑盒子，其中兩個搭載了龍芯1E芯片和龍芯1F芯片，分別負責常規(guī)運算和數(shù)據(jù)采集、開關(guān)控制、通訊等功能。十幾年前，這種宇航級的芯片一直壟斷在美國手中，中國一“芯”難求。現(xiàn)在，中國芯片不僅能順利完成指標要求，還能抵抗外太空輻射。

2019年12月，黃令儀再次取得重大突破，她主持的龍芯3A/3B 4000系列處理器，性能追上了美國AMD挖掘機的CPU水平。

因為卓絕的貢獻，2020年1月，中國計算機學(xué)會給黃令儀頒發(fā)了CCF夏培肅獎項。獲獎理由寫著：“黃令儀在長達半個多世紀的時間里，一直在研發(fā)一線，參與了從分立器件、大規(guī)模集成電路，到通用龍芯CPU芯片的研發(fā)過程，為我國計算機核心器件的發(fā)展做出了突出貢獻。”

時至今日，84歲高齡的黃令儀仍然精神矍鑠地奮斗在研發(fā)一線。是什么撐起了她的信念？是對祖國的忠誠和對事業(yè)的深深熱愛。

她的座右銘是自己說過的一句話：“我這一輩子最大的心愿，就是匍匐在地，擦干祖國身上的恥辱！”

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