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【婺里寻家】㉑胡伟武:坚持不懈的努力,只为改变国产芯片的现状

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弘扬科学家精神

探寻金华物理学家群落

【编者按】

今年,浙江省科协提出要打头阵、当先锋、作示范,努力打造新时代中国科协工作的“重要窗口”,其中就包括实现“弘扬科学家精神”先行示范,构建全省科学家精神教育基地体系,切实增强科技工作者的政治认同、思想认同、情感认同。

金华,地处浙江地理之心,金星与婺女交汇之地,自古人文鼎盛、名人辈出,作为全省四大都市区之一,从古到今,八婺大地走出了一批又一批的贤达名士,他们在各个领域作出自己的非凡贡献,其中,不乏科学大家。

新中国成立以来,浙江籍两院院士有400余位,其中金华占30多位。在历史的发展中,浙江各地形成了独具特色的块状学科群落,在某一特定学科领域涌现了众多颇有建树的科学家。其中,以严济慈、潘建伟等为代表的金华物理学家群落是浙江省三大科学家群落之一。

习近平总书记在浙江工作时曾说过:要紧紧抓住金华籍人才较多的优势,加快发展步伐。除了严济慈、潘建伟,金华这片土地还走出了一大批重量级物理学家,他们分别在兵器工业、海洋遥感技术、核物理、电气、理论物理、材料学等领域作出杰出贡献,可谓群星璀璨、交相辉映,由此构成国内罕见的物理科学家群落。金华科协官方微信公众号推出【婺里寻家】系列报道,一起寻找在金华这片土地成长的物理学家的足迹,更好传承科学家精神,涵养优良学风,为打造国际枢纽城 奋进现代都市区作出科技人更多的贡献。

胡伟武

坚持不懈的努力,只为改变国产芯片的现状

2023年7月20日,金华金义新区管委会主任、金华市金东区委书记黄国钧会见龙芯中科技术有限公司董事长胡伟武一行。

胡伟武与金东区主要领导座谈

黄国钧表示,信创产业是金华市委、市政府重点培育的先导产业,是金义新区构建“3+3”产业新格局的支柱产业。2019年浙江龙芯智慧产业园落地新区以来,“龙芯中科”充分发挥行业龙头地位,吸引了一批上下游芯片应用终端研发生产企业在新区集聚,为新区打造千亿级浙中信息产业集群发挥了不可替代的重要作用。当前,信创产业政策红利不断释放,技术融合加快推进,市场需求不断扩大,产业生态日臻完善,正处在大有可为的重要战略机遇期。希望双方立足信创产业发展新趋势,政企同心、精诚合作,不断优化浙江龙芯智慧产业园及新区信创产业定位和发展目标,进一步集聚产业资源,打通产业链条,构筑产业生态,推动更多具有引领性、带动性、标志性的重大项目在新区落地。新区将切实发挥专班作用,持续优化助企代办服务,强化沟通,协同推进,以最优营商环境保障龙芯智慧产业园建设、招商、运营等工作,全力支持“龙芯中科”加快从试点推动到全面发展,举全区之力推动新区信创产业做大做强,奋力打造信创“新区样板”。

龙芯晶圆

胡伟武对家乡给予的大力支持表示感谢,并详细介绍了企业运行情况和未来发展思路。他表示,随着国家对网络与信息安全的高度重视,信创产业目前已进入快速发展的新阶段。此次回到金华,切身感受到了家乡蓬勃向上的发展活力和服务最优的营商环境,愿意进一步深化合作层次,拓展合作领域,将更多自主可控技术、产线、场景等在新区布局,为“打造浙中增长极、建设未来新中心”作出更大贡献。

从金华走出的科学家当中,胡伟武是回家乡次数最多、也是将自己的科研事业与家乡产业发展结合最紧密的人士之一。

从永康小伙到“龙芯之父”

胡伟武出生于1968年,浙江永康人,中共党员,龙芯中科技术股份有限公司董事长,中国科学院计算技术研究所研究员,博士生导师。在他的带领下,“龙芯1号”研发成功,这是中国第一枚拥有自主知识产权的通用高性能微处理芯片,而后又主持研制了“龙芯”系列芯片,实现了我国CPU关键核心技术的突破。

胡伟武是国家杰出青年科学基金获得者,2018年“CCF王选奖”获得者,第九、十届全国青联委员,第十一届全国青联常委,第十一届全国人大代表,中共十八大、十九大、二十大代表。2020年8月,荣获北京市突出贡献中关村奖,摘得北京科学技术最高奖桂冠。先后承担国家863项目、国家杰出青年基金、中科院知识创新工程方向性项目等课题。

胡伟武高中就读于浙江省永康市第一中学,1986年以永康市高考第一名考入中国科技大学。本科毕业后胡伟武继续深造学业,在五年后获得中国科学院计算技术研究所博士学位。博士毕业后,胡伟武就留在了中科院工作。从1996年到2021年,胡伟武从助理研究员做起,之后历任副研究员、研究员、博士生导师、所长助理、副总工程师、总工程师。

上世纪九十年代末,计算机开始大规模普及。虽然当时国内已经产生了一批计算机生产企业,但最关键的CPU芯片则全部依赖进口。当时有一部分人开始意识到这个隐患,胡伟武就是其中之一。于是他下定决心要为国家造芯。

1998年4月,胡伟武的导师夏培肃院士联合金怡濂院士、周毓麟院士召开香山科学会议,研讨我国高性能计算机怎么发展,胡伟武作为会议秘书参会。会议的第三天,大家就开始讨论CPU的自主研发。到了今天,金怡濂院士的话仍然让胡伟武印象深刻,“他说CPU一定要做,哪怕做个586(处理器)也得试一下。”而在那时的市场上,英特尔的产品已经出到奔腾二和奔腾三,“586跟奔腾二、奔腾三的性能至少有十倍差距。”

1999年,时任中科院计算所所长的李国杰开始呼吁,在“十五”期间做中国自主的CPU。不久后,时年33岁的胡伟武承担了研发CPU的课题,并获得100万元的资金支持。到2001年6月,研究团队也迅速扩大。

调试阶段是一个挑战。当时课题组成员已经具备调试程序的经验,但很少有人调试过操作系统,而胡伟武和团队成员需要做的,是在一个本身就可能存在问题的处理器上调试操作系统。每次遇到问题,都需要再次对应用程序、操作系统或处理器进行分析。一个小错误,就需要花费大量的时间。胡伟武记得,最后一次验证处理器功能正确性时,他们使用FPGA验证系统运行LINUX操作系统,却发现了一个很小的错误。但光是修改设计再形成新的FPGA烧制文件,需要至少8个小时。

2002年8月10日凌晨6时08分,中科院计算所北楼105室,第一台安装了“龙芯1号”CPU的计算机启动,意味着中国人结束了依靠进口CPU制造计算机的历史。作为项目首席科学家,此刻的胡伟武泪流满面。胡伟武率领团队成功研制我国第一款自主研发的CPU “龙芯一号”,他也因此被誉为“龙芯之父”。

在2008年,龙芯中科成立。而龙芯中科脱胎于中科院,龙芯中科的高管也都来自于中科院。龙芯中科成立一年后,胡伟武也来到了龙芯中科,担任公司副董事长、总经理。

胡伟武在芯片研发方面是难得的人才。在他的带领下,龙芯中科的技术水平不断提高。胡伟武曾表示:“‘十三五’期间,我们的芯片性能提高了10倍,公司的销售收入增加了10倍。”

2010年,胡伟武带领龙芯中科团队开始市场化运作。2022年6月,龙芯中科在上交所科创板上市,成为国产CPU第一股。

中国不缺院士,缺的是英特尔这样的企业

2022年3月,搭载着龙芯3A5000 4核处理器、统信UOS操作系统、昆仑BIOS固件的同方笔记本电脑实现14秒开机时长的飞跃性突破,代表着“中国芯”“中国魂”的计算机正从“可用”迈向“好用”,在英特尔、微软占据多年的信息技术产业江湖里拓展着中国人的一席之地。

全球信息产业主要构建在Wintel(微软-英特尔联盟)和AA(安卓-ARM)两大基于指令集及芯片设计的生态体系上,想要生产与其相匹配的CPU,先得拿下指令集“授权”。

胡伟武说:“要想做完全自主创新的CPU,必须在指令集这个底层技术层面也实现自主。”

2021年,龙芯中科正式发布龙芯自主指令系统架构LoongArch,实现其生态建设的重大技术突破,这标志着龙芯中科在自主信息技术体系和产业生态建设方面从跟随式发展走向完全自主发展。

支持14秒开机时长的龙芯3A5000,正是采用LoongArch自主指令系统架构,不再需要国外授权。

没有偶然的成功,只有坚持不懈的努力,胡伟武和他的团队由此改变了国产芯片的现状。

有媒体评论,为了国产芯片胡伟武放弃了当院士的机会,选择辞职下海奋斗一线,龙芯所取得的成就或是对他最好的慰藉。

胡伟武曾说,中国不缺院士,缺的是英特尔这样的企业,谁知道他竟为了这个目标一干就是20几年,他迷茫过、被外界质疑过、资金链断过,在其团队最困难的时候,他竟然想的是只要对国家人民好那就继续干下去。

现在,胡伟武说,国产的CPU性能,已经逼近市场主流的CPU产品了,目前龙芯致力于提高性价比,在实现自主性的同时接受开放性市场的考验。

这意味着要让龙芯被更多人认可,“以后的研发,会更注重性价比。”胡伟武坦言,龙芯有两条销路,一个是政策性市场,另一个是开放性市场,以往更多集中在前者。而现在,他希望龙芯能在开放性市场占据更多份额。

他将做CPU比喻成养孩子,“比如说,有的产品像养猪一样,一年就能出栏。有些产品像养牛,养三年就能下地干活。但有些产品像养孩子,得养个三十年,才有出息。这就是养孩子的耐性,做CPU就像养孩子一样。”

办企业之外,于胡伟武而言,教授学生是铁打不动的任务。2022年下半年,每个星期,他都要赶往中国科学院大学的玉泉路和怀柔校区,为本科生和硕士生授课。

从教二十余年,随着教学越发娴熟,他发现了计算机教育领域的痛点。“目前中国有两千六百多个有计算机专业的高校,但是都在教大学生怎么用计算机,而不是怎么造计算机。”

为了让学生更好地实践,他促成了一项大赛的诞生。2017年,在教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会的指导下,第一届“龙芯杯”全国大学生计算机系统能力培养大赛启动。

“我们提供平台和条件,让学生来做CPU,看看跑得快还是跑得慢。”这项大赛每年有上百家高校的大三、大四的学生在参加。

好在改变已经开始出现,不少高校开始对教材进行改动。胡伟武说,在中国科学院大学,本科生和研究生的课程被重新编写,将造计算机的过程呈体系性地表现出来。龙芯电脑也走进了一些中小学,孩子们开始使用具有自主性的国产计算机。

胡伟武的心中始终有一个目标,那就是在国外的Wintel(微软+英特尔)体系和AA(ARM+Android)体系之外,建立起第三套体系,用属于中国自身的技术底座来支撑自主的产能发展。胡伟武认为,这就是他和这代学生们的共同使命。

“龙芯”回到家乡,让五金产品变“聪明”

日前,位于金东区塘雅镇的浙江龙芯智慧产业园二期(Ⅲ标)西侧地块项目现场,工人们正在对墙体进行最后施工。

在胡伟武的努力下,2019年,汇聚龙芯中科、神州数码、清华同方的浙江龙芯智慧产业园落户金华金义新区。产业园计划总用地面积1300亩,总投资150亿元以上。其中一期项目504亩,总投资约50亿元。龙芯智慧产业园由信息产业、智能制造、科技孵化三个区块组成。信息产业园以芯片的研发、设计,软硬件的开发、生产,电子线路版的生产、智能信息设备的研发生产为主体,吸引上中下游的产业链企业入驻。智能制造园以物联网软硬件研发设计、SMT线路板生产、智能制造为一体的产业集群。科技孵化园依托入驻企业,整合科技、人才、税收、土地、资金、市场空间等相关政策,培育孵化拟入园企业,将产业链中小企业扶强做大。产业园通过发挥龙芯中科的技术及生态链优势,运用市场机制集聚企业、科研机构等创新资源,加强协同创新,促进当地产业向数字化、高端化、智能化方向迈进,着力破解产业共性、关键性技术难题,推进产业前沿性的技术研发,实现行业科技进步和产业升级,全面打造立足浙江,面向全国的千亿级信息产业集群。

龙芯智慧产业园的产品很小,却在悄悄改变我们的生活。目前生产的芯片有龙芯中科自主研发并用于智能家居和物联网的LS1C系列主控芯片。比如有一款智能门锁带“芯”后,可以通过蓝牙、WIFI等模块与锁端进行数据交互,在降低门锁硬件成本的同时,也提高了不同端口间数据传输的安全性。

让门锁等五金制品变“聪明”,芯片是关键。在浙中,五金是优势产业,但面临着低科技含量、低附加值、低创新力的问题,自主研发五金电子模块成为产业升级的必经之路。“龙芯”来到金华的第一天,便定下“开发适合金华五金产业用的芯片”的目标。

如今,“龙芯”面向金华五金产业研制的芯片,销量从最初的不到10万片,上升至60多万片。不仅如此,“龙芯”还把五金智造产业链上游的设置制造与解决方案厂商,以及下游产品厂商进行了整合,不仅形成了初显规模的产业群,而且有望带动下游产业销售额破亿元。

在近两年的时间里,龙芯智慧产业园不仅协助推动完成了近3万套教育等终端的替代任务,更将应用范围延伸至乡镇街道、卫生、金融等领域,打造出省内第一个以信创产业为特色的十亿能级平台。

今年上半年,胡伟武回家乡参加第三届金华发展大会和第二届永康博士乡贤大会,他围绕数字五金作报告,为永康五金转型升级提供自己的思路。

在接受家乡媒体记者采访时,胡伟武说,刻在骨子里的永康基因,深刻影响了他与龙芯的发展轨迹。“陈亮反对把义和利对立起来,推崇义利并举,以义为先。”在他看来,陈亮“义利并举”的事功学说为永康注入独特的文化底蕴,也为世世代代的永康儿女培养了勤奋务实的品质。

胡伟武说,自从了解到永康五金产品在数字化方面遇到困难后,他一边调研一边思考解决方法。得知永康五金产品中的芯片主要依赖进口,他就想从这里入手,为家乡出力。“我对永康数字五金发展充满信心。”在胡伟武看来,永康五金产业基础扎实,完全有机会在数字化方面形成优势。

“我们专门为永康五金产品研制了3款芯片。这个筋膜枪控制器便使用了其中一款,是龙芯在家乡产业发展上的一个实践。”胡伟武拿着一块绿色控制器线路板说,“这就是在金华的龙芯智慧产业园内完成的。”

在胡伟武的母校永康一中,建有一个中国科学院龙芯研究中心永康一中创新实验基地,里面展示的龙芯服务器主板、晶圆体,都是胡伟武团队的作品。永康一中校长吴慧萍说,这个实验基地对提高学生的科学兴趣非常重要。

连续当选十八大、十九大、二十大代表后,胡伟武觉得这是一个很高的荣誉,组织和广大党员对自己的肯定。他说,自己将结合国家科学发展方向,继续以行动来体现价值、奉献自我。

文字:江胜忠

编辑:赵雨欣

一审:徐力驰

二审:孔春林

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