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中国科学院计算技术研究所副所长、研究员包云岗 。 本报采访人员 佘惠敏摄
中国科学院计算技术研究所副所长、研究员包云岗 ， 研究的是目前“卡脖子”领域的代表——芯片 。 日前 ， 北京市委宣传部、北京市科协等部门首次联合开展北京最美科技工作者学习宣传活动 ， 包云岗被遴选为2021年北京“最美科技工作者” 。
“芯片是我国的燃眉之急 。 当前 ， 集成电路是中国第一大进口产品 ， 进口产品金额远超过石油和铁矿 。 ”这位引领中国开源芯片实践的“80后”学者 ， 心中有一个梦想：我希望通过开源芯片 ， 降低芯片设计门槛 ， 让芯片产业繁荣起来 ， 希望10年后中国将不再存在当前的芯片“卡脖子”问题 。
为了实现这个梦想 ， 包云岗已经努力了很多年 。 包云岗与芯片的缘分可以追溯到1994年 ， 当时他还在读初中 ， 就拥有了自己的计算机 。 他的父母虽是农民 ， 却一直对科技很感兴趣 ， 全力支持他学习 ， 为买这台电脑花了1万多元 。 “那时 ， 我所居住的苏南小镇上 ， 计算机还是个稀罕物 ， 它为我打开了一个全新的世界 。 ”包云岗回忆说 。
包云岗从此锁定了自己的大方向：计算机 。 1999年 ， 他考上南京大学计算机系 ， 2003年从南大本科毕业后 ， 又进入中科院计算所攻读博士 。
【芯片|一生一芯 开源未来——记中国科学院计算技术研究所研究员包云岗】包云岗是个理性犀利的人 。 分析中国在芯片领域的差距时 ， 他直面不足 ， 一针见血 。 计算机体系结构是芯片技术的基石 ， 然而 ， 包云岗团队分析了2008年至2017年这10年中计算机体系结构国际顶级会议ISCA上发布的论文 ， 发现论文的第一作者中85%在美国 ， 仅有4%在中国 。 “粗略估算 ， 中国的处理器芯片设计人才不足美国的二十分之一 ， 差距巨大 。 ”包云岗说 ， 加快处理器芯片人才培养规模与速度 ， 是中国迫在眉睫的任务 。
包云岗也是个温和包容的人 。 “芯片领域的开源将带来很大变革 。 过去 ， 全球的开源活动集中于软件开发 ， 芯片领域的开源活动才刚刚开始 。 ”包云岗认为 ， 向软件业学习 ， 用开源生态把芯片领域的创业难度降下来 ， 应该是大势所趋 。 “处理器芯片设计人才要求高 ， 降低芯片设计门槛是人才危机的一种破解之道 。 我们就是要降低芯片设计的门槛 ， 让学生不再害怕做芯片 。 希望不久的将来 ， 做芯片像写APP那么简单 ， 那我们就成功了 。 ”
包云岗还是个放眼长远的人 。 他曾为中国的开源芯片生态构建制定了三步走规划：第一步是建立开源SoC（系统级芯片） ， 即用3年至5年为社区提供经过流片验证的高质量RISC-V开源核、开源SoC设计等；第二步是用开源工具链构建开源SoC ， 即用5年至7年逐步构建一套开源SoC芯片设计流程 ， 将商业版工具、IP逐渐替换为开源版 ， 实现本科生用全开源工具开发开源芯片 ， 带着自己芯片毕业；第三步是用开源工具链自动化构建开源硬件 ， 即用10年至15年开发更智能、更自动化的开源工具 ， 形成开源芯片生态 ， 降低芯片开发门槛 。
这个三步走规划 ， 目前进行到哪一步了？目标是哪一年完成？“这是我们在2018年制定的规划 ， 现在3年过去了 ， 第一步基本做到了 ， 第二步做到了一半 。 我期待到2030年完成全部目标 。 ”包云岗说 。
近年来 ， 包云岗引领中国芯片敏捷开发实践 ， 成立联盟推动中国开源芯片生态建设 ， 为解决“卡脖子”芯片技术难题提供新思路 ， 突破开源芯片敏捷设计方法的若干关键技术 ， 带领团队成为开源处理器芯片方向全球主要科研团队之一 。
包云岗已作为国内学术界唯一代表入选开放指令集RISC-V国际基金会理事会；他发起成立中国开放指令生态（RISC-V）联盟并担任秘书长 ， 目前已有100余家成员 ， 包括华为、展锐、百度、腾讯、长虹等企业以及中科院微电子所、清华、北大等科研机构 ， 引领中国开源芯片生态发展 。
包云岗推动中国科学院大学启动一生一芯计划——让本科生设计处理器并完成流片 。 目前 ， 已有5位国科大本科生各完成一款64位RISC-V处理器芯片的设计并完成流片 ， 实现了让本科生带着自己设计的处理器芯片毕业的预定目标 。
好消息不断传来 。 2021年6月 ， 首届RISC-V中国峰会于上海科技大学举办 。 会上 ， 包云岗团队公开推出了“香山”开源高性能处理器芯片 。 这标志着 ， 在中科院计算所、鹏城实验室的技术支持下 ， 由中国开放指令生态联盟开发的国产RISC-V处理器内核正式诞生 。 7月15日 ， 第一代采用“香山”内核主线的架构芯片“雁栖湖”流片 ， 频率为1.3GHZ ， 工艺制程为28纳米 。 预计到今年年底 ， 第二代采用“香山”内核主线的架构芯片“南湖”也将完成流片 ， 目标频率2GHZ ， 工艺制程14纳米 。
“在香山芯片的研发中 ， 我们采取了科研重工业模式 ， 二三十位研究者一年多没发论文 ， 专心做芯片 。 但做出来后 ， 我们用中文发布的香山芯片 ， 国外讨论区有人主动把香山芯片的资料翻译成英文上传 ， 甚至还有人讨论以后是不是要学中文 。 在全球最大开源社区GitHub上 ， 香山开源项目发布一个多月就有2000多个星标（Star） ， 影响力是世界性的 。 ”包云岗认为 ， 科研重工业模式更值得追求 。 “香山芯片是一个研究芯片 ， 未来的商业化还需要企业参与 ， 我们将面向全球开放 ， 构建芯片科技领域的人类命运共同体 。 ”（经济日报-中国经济网采访人员 佘惠敏）
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