“北京最美科技工作者”包云岗：让本科生带着自己设计的芯片毕业

我国是集成电路进口大国，但在很多领域，国产芯片市场占有率仍不足5%，2018年成立的中国开放指令生态联盟给芯片设计带来了机遇。“借助开源工具链和开源IP，也许能像开发App一样开发芯片。”联盟发起人、中国科学院计算技术研究所副所长、中国科学院大学教授包云岗说。

除了引领中国开源芯片实践，包云岗还牵头“一生一芯”计划，让本科生设计处理器芯片从“天方夜谭”变为现实，并以此推进我国芯片人才培养。去年7月，中国科学院大学首批5名本科生收到了这份“硬核”毕业礼物——由他们自己主导设计的芯片。

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”。

包云岗展示支持开源芯片生态的SERVE平台，可以让学生随时随地登录平台开展计算机硬件实验，平台在疫情期间发挥了作用。新京报记者 张璐 摄

引领中国开源芯片生态发展，降低芯片开发门槛

在2018年的世界互联网大会上，中国开放指令生态（RISC-V）联盟宣告成立，联盟的发起人正是包云岗。

“这套开源指令系统有望成为计算机芯片与系统创新的基石。”包云岗说，芯片开发过程中，作为标准手册的“指令集”至关重要，但指令集往往掌握在大企业手中，开发芯片兼容指令集需要交费，造成芯片开发成本过高。开源芯片有望将芯片设计门槛大幅降低，并吸引更多的从业人员。

芯片是集成电路的代名词，相当于把集成电路微缩，放到一个硅片上面。指甲大小的芯片上，最多可以放500亿个晶体管。最先进的集成电路是微处理器或多核处理器的核心，可以控制计算机到手机的一切。

我国是集成电路进口大国，但在很多领域，国产芯片市场占有率仍不足5%。包云岗说，在未来的物联网时代，很多领域将应用芯片，甚至小到一个杯子，里面都嵌有芯片。“芯片的需求量将达到千亿规模，原有的芯片设计方法很难应对碎片化的需求。”

这给“开源”带来了机会。开源，就是开放源代码，任何人都可以得到芯片设计的源代码，加以修改学习。包云岗以互联网产业举例，互联网公司之所以能快速发展，就是得益于开源软件支持。开源软件降低了App开发门槛，几个人的小团队就可以开发App。

包云岗用6年时间实现了他最初的设想，他发表于《中国计算机学会通讯》上的评论文章《RISC-V成为印度国家指令集的一些看法》受到网信办、工信部高度重视，两部门专门组织专家召开研讨会，最终促成中国开放指令生态联盟的成立。目前，联盟已有100余家成员，包括华为、百度、阿里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。

聚焦芯片人才培养，让本科生自己设计芯片

2019年，包云岗在中国科学院大学启动“一生一芯”计划——让本科生自己设计处理器芯片，并完成流片。

这个计划源于包云岗近年的观察——我国优秀处理器芯片人才储备不足。“跟人工智能等领域相比，我们的招生偏少，大家都不太愿意选择芯片方向。”

2017年，包云岗和学生做过一次调研，统计了2008年-2017年ISCA论文第一作者的国籍、毕业去向等信息。ISCA是计算机体系结构领域最权威的国际会议之一，会议论文被公认为芯片行业发展的风向标。结果发现，第一作者85%在美国工作，仅有4%在中国。“中国加快处理器芯片人才培养的规模与速度，迫在眉睫。”

芯片有几十种大门类，上千种小门类。处理器芯片被公认为芯片产业皇冠上的明珠，设计复杂度高、难度大。学生设计处理器芯片看似“天方夜谭”，如何能让学生不再害怕做芯片？

在包云岗看来，开源时代使芯片设计的门槛降低，使本科生设计出处理器芯片成为可能。设计芯片的过程贯通本科阶段计算机系统课程知识点，可以将芯片设计人才培养与开源芯片生态构建结合起来。

“一生一芯”计划第一期，包云岗带领教学团队指导5名国科大本科生完成一款64位RISC-V处理器COOSCA的设计，并基于中芯国际110nm工艺完成流片，成功运行Linux操作系统。芯片最终被命名为“果壳”，与“国科”发音相近，并入选国科大校史馆陈列。

王华强是设计“果壳”的学生之一，回忆起高强度开发的几个月，他说，包老师工作繁忙，但时刻关注“一生一芯”计划项目进展。

“爆肝”是网友称呼“熬夜”的代名词。“在实验室，我们戏称包老师是最‘肝’的人。”王华强说，大家在攻关时，经常深夜还在群里热烈讨论，“这时候就会把包老师‘炸’出来，他比我们睡得还晚。”

在包云岗看来，“一生一芯”有着更远大的目标——力争实现3年后在全国每年培养500名学生，5年后实现每年培养1000名学生，10年后达到每年培养1万名学生。

■对话

包云岗：早期计算机研发经历、原型系统等十分宝贵，需得到保护

新京报： 你是如何对计算机产生兴趣的？

包云岗： 上世纪90年代初，我上初中时，当地一个企业家给学校捐了一批微型计算机，这在我所在的江苏南部的小镇上是很少见的。我学了一段时间后，感觉打开了新世界的大门，希望能够再深入学习，父母就给我买了一台电脑。

我父母也是务农的，后来做点小生意，但我父亲一直很重视技术，我小时候，家里就订阅了《浙江科技报》等各种各样的报纸，这些对我走上科研道路产生了潜移默化的影响。

新京报： 你平时会在微博和知乎上为网友进行科普，你如何看待科普工作？

包云岗： 一个技术如何更好地传播给大众，科普非常关键。中国公民具备科学素养的比例，整体上跟国外是有差距的，在这方面，国家也越来越重视。

我做科普，一方面是想把前沿技术介绍给更多人，另一方面也希望大众有科学思维，这样看待问题也会更客观。

新京报： 你曾推动首届“中国计算机历史记忆”认定工作，能介绍一下当时的情况吗？

包云岗： 我当时担任中国计算机学会计算机普及工委主任，接触和梳理了一些计算机历史。在梳理的过程中，我发现有的单位由于搬家、盖新楼等原因，没有地方安置大型历史计算机，这些计算机没有被保存下来，但它们对我国计算机发展历程来说非常重要。

2017年，学会发起了“中国计算机历史记忆”认定项目，认定中国研制或生产的、对中国计算机事业发展具有重要历史意义的珍贵物件，包括计算机相关的原型系统、部件、装置、书籍、软件等，为中国计算机事业留下宝贵的历史记忆。

新京报： 目前这个项目抢救和保护了历史物件？

包云岗： 我组织成立了首届认定委员会，其中包括李国杰院士、刘韵洁院士等6位资深专家，工作小组首批完成了5件珍贵历史计算机的认定，包括国防科大银河1号、计算所757向量机、西北工大第一台机载计算机等。

我们同事发现，除了计算机实物，还有一些老专家参与了这些珍贵物件早期的研制，他们的经历也非常宝贵，但老人们年事已高，正在一个个离我们远去。所以我们又发起了一个口述历史的项目，去采访他们，“抢救”他们的那段经历。第一个采访的就是我国第一个计算机三人小组的成员王传英，当时他已经年过九旬。

目前，我已经不再担任计算机普及工委主任，但这个项目被推动得非常好，认定了两批历史记忆，同时已经采访了多位老专家，也成立了专门的网站。

■人物简介

包云岗现为中国科学院计算技术研究所副所长，先进计算机系统研究中心主任，中国科学院大学岗位教授，获中国计算机学会-IEEE Computer Society青年科学家奖。

过去15年，包云岗一直从事处理器体系结构的前沿研究，在计算机系统结构科研和教学中贡献卓越。

新京报记者 张璐

编辑 白爽 校对 危卓

千余盏花灯点亮云岗“航天城”

元宵节民俗主题活动在北京市丰台区云岗街道文化活动中心门前开展。丰台区供图

中新网北京新闻2月23日电 锣鼓铿锵、彩扇翩舞。元宵佳节来临之际，一场元宵节民俗主题活动在北京市丰台区云岗街道文化活动中心门前开展。作为“航天城”，云岗街道邀请辖区航天职工及家属、社区居民群众、快递外卖小哥们共庆元宵佳节，一起猜灯谜、赏花灯、品元宵、体验传统民俗。

千余盏花灯点亮云岗“航天城”

花灯如昼，芳春可赏。500盏花灯点亮活动现场，星月相辉，流光溢彩，点点灯光在天地之间浪漫闪烁。

据悉，此次元宵节主题活动，云岗街道各社区共装扮花灯千余盏，除传统红灯笼外，还颇具心意地加入社区干部自行设计并亲手制作的彩灯，扮靓云岗地区夜空。

体验民俗 航天元素加入“猜灯谜”

“此曲也应天上有，故教飞鼓绕长空。打一通信卫星？”“我知道，我知道，这是东方红一号！”，元宵节少不了打灯猜谜的环节，在云岗街道，航天科普类灯谜区域成为此次活动的一大亮点。

画糖画的展台吸引了许多小朋友围观，生肖龙、卡通小动物等造型充满童趣。在非遗剪纸展台，千姿百态的非遗剪纸，在刀与纸的相逢中，将传统民俗跃然纸上。投壶区域排起长队，不断传来阵阵喝彩声，居民手持木剑投向壶口，讨个新年好彩头。

“这摇元宵讲究一个巧劲儿，把笸箩一头抬高，双手一伸一拉，这样就能把元宵摇得又圆又大。”此次活动邀请了地区商会成员鑫利源公司的工作人员，现场为大家摇元宵，让居民有机会亲身体验手摇元宵这一传统美食的制作乐趣。

快递外卖小哥吃上热腾腾的元宵

元宵圆圆，幸福年年。此次活动特别邀请在京务工的新就业群体人员感受节日温暖。

社区工作人员还为辖区的高龄老人、孤寡老人以及独居老人上门送上煮好的元宵，为他们带去节日里的暖心关爱。

据悉，云岗各社区举办了形式多样的元宵节活动，居民邻里齐聚一堂，大家猜灯谜、摇元宵、做宫灯，体验和传承传统民俗文化，一起话家常、叙情谊、送祝福，在欢声笑语中共度元宵佳节。

近年来，云岗街道围绕“我们的节日”精心开展了一系列新时代文明实践活动和民俗体验项目，不仅丰富了地区群众精神文化生活，更为深化基层社会治理、推进云岗生态航天城建设凝聚了合力。(完)

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