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人民智雲孫凝暉院士：為本科生夯實基礎 助力產出原始性創新成果
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人民網北京7月31日電 （記者林露）“讓本科生設計處理器芯片並完成流片的探索過程，有助於學生深入理解處理器芯片的工作原理，並體會到探索性實踐的樂趣與成就感。”近日，中國工程院院士、中國科學院大學計算機學院院長孫凝暉接受人民網記者採訪時說。
首期“一生一芯”計劃圓滿成功
在中國科學院大學（以下簡稱國科大），針對處理器設計人才緊缺的現狀，該校於2019年8月啟動“一生一芯”計劃，旨在通過讓本科生設計處理器芯片並完成流片，培養具有扎實理論與實踐經驗的處理器芯片設計人才。據了解，近期，國科大計算機學院2016級五位本科生參與的首期“一生一芯”計劃取得圓滿成功，他們帶著自己設計的處理器芯片“果殼”畢業了。
孫凝暉告訴記者，國科大踐行“硅上做教學”理念，通過打造“一生一芯”計劃這種具有貫通性和挑戰性的實踐課程，來貫通本科階段計算機系統課程的核心知識點，探索處理器芯片設計人才培養方案。“一生一芯”計劃需要學生進行各種探索性的嘗試、克服大量技術挑戰，才能實現流片目標。
孫凝暉介紹說，2019年12月19日，一款64位RISC-V處理器SoC芯片由國科大計算機學院2016級五位本科生完成設計，並基於中芯國際110nm工藝完成投片。2020年4月23日，處理器芯片返回，經過調試測試驗証，芯片成功運行Linux操作系統以及學生自己編寫的國科大教學操作系統UCAS-Core。
芯片開發難以實現快速普及
孫凝暉認為，寫程序這件事相對來說容易普及，孩子可以從幼兒園或小學階段開始學習編程。而國科大之所以把計算機課程作為本科生的數理基礎來強化，是因為硬件開發、芯片開發難以實現快速普及。“雖然這次本科生在處理器芯片設計上並沒有太多創新，但我期待他們有了數理基礎后，在研究生階段能夠更多地去做原始性創新。比起跟隨性的創新，我更期待學生們能夠通過更多的原始性創新，提升我國引領性創新的水平和質量。”
芯片設計分為前端設計和后端制造。對學生來說，最大的挑戰在於前4個月高強度的設計工作。通過嘗試運用最新的設計工具和方法，學生們僅用了4個月時間就完成了該款芯片的設計。之所以可以把設計時間縮短到4個月，是因為在設計環節將一個個模塊做成標准件，后面隻需要經過調整就可以反復使用，從而加速了設計的過程。
加快處理器芯片設計人才培養規模和速度
處理器芯片被公認為芯片產業皇冠上的明珠，設計復雜度高、難度大。“我國處理器芯片設計人才嚴重緊缺，加快此類人才的培養規模與培養速度，是我國面臨的迫在眉睫的難題。”孫凝暉說。
談及“一生一芯”計劃的願景目標，孫凝暉表示，我們希望在國科大實踐經驗的基礎上向全國輻射，幫助更多高校形成從處理器芯片設計到流片並運行操作系統的實踐課程，提高我國處理器芯片設計人才培養規模(“多”)，縮短人才從培養階段到投入科研與產業一線的周期(“快”)，力爭實現3年后在全國每年能培養500名學生，5年后實現每年培養1000名學生，10年達到每年培養1萬名學生。“未來，希望我們的經驗能在高校中進一步得到推廣，降低芯片設計的門檻，讓更多學子能夠加入芯片設計工作之中來。”
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