走在教诲强国大路上聚焦人才自主培养
一粒砂石，必须经由最严格加工，才能淬炼为一枚芯片。
提纯，砂子在1200摄氏度的高温里进行眼花缭乱的化学反应；切割，闪现寒光的金刚石锯将单晶硅棒切为0.5毫米的薄片；光刻，光源以每秒数万次的频率在纳米尺度上搭建晶体管组成的伟大“城市”。
一逻辑学生，必须经由最严格的演习，才能发展为合格的芯片设计工程师。
课程，讲授基本理论和方法；设计，集齐各种软硬件供学生取用；工厂，拿出宝贵产能将设计方案变为真正的芯片。
2019年8月，中国科学院大学启动“生平一芯”操持，依托以“科教领悟”为特色的打算机系统领域教诲、科研及人才“三位一体”培养体系，凿通教诲链、家当链、资金链，培养面向未来自主可控的信息技能体系的领军人才。4年来，完全实行学习操持的学生，从“小白”发展为可以设计、制造芯片的人才，与变成芯片的砂石一起破“壳”而出。
“带着自己设计的芯片毕业”
“华为在海内找不到处理器芯片设计人才的情形，是猜想之中的。”2019年，得知华为遭受制裁，中国科学院大学打算机科学与技能学院副院长、中国科学院打算技能研究所副所长包云岗如是感慨。
华为的困局与海内芯片家当、教诲环境密切干系。“当时，海内开展处理器芯片设计干系传授教化与研究的大学不多，学生学、用落差巨大。处理器芯片从设计到制造的家当链条漫长，涉及软硬件折衷、多学科交叉，高校日常传授教化每每只涉及个别环节，很多学生直到毕业都以为做芯片便是写代码。”包云岗说。
持续串短板效应的通报，末了便是中国精良处理器芯片人才储备严重不敷。内外严厉形势下，面向未来科技和家当布局，必须大幅提高人才培养质量和效率。
秉承“科研为国分忧、创新与民造福”的理念，循着“设计一种新的传授教化体系，降落芯片设计门槛，让学生能设计自己的芯片并成功流片”的思路，在中国科学院大学和中国科学院打算技能研究所的大力支持下，由孙凝晖院士支配，包云岗团队牵头设计并组织履行了“生平一芯”操持。
“操持的目标非常明确，即打破传统课程的边界，构建一套软硬件协同、打通前后端全链条的处理器芯片传授教化流程，提高我国处理器芯片设计人才培养质量，缩短人才从培养阶段到投入科研与家当一线的周期，培养更多紧缺的芯片人才。”包云岗说。
“生平一芯”操持于2019年8月启动。首批参与的学生，是5名本科生。包云岗明确见告他们，这是一个崭新的传授教化操持，会耗费参与者大量韶光和精力，前路未知，“你们是否乐意当小白鼠？”
5人无一谢绝。
事实证明，5名本科生和传授教化团队一起蹚出了一条路。在“勾引学生找思路，而非帮学生办理Bug”的传授教化思路下，当年12月，经由4个月高强度的开拓事情，学生的处理器芯片设计版图正式提交厂家。次年4月，芯片成品返回，测试结果基本正常。通过技能答辩后，5名本科生实现了“带着自己设计的处理器芯片毕业”的目标。
“生平一芯”操持，走得通！
迄今，“生平一芯”操持已历6期，规模逐步放大。为了应对大规模芯片人才培养的寻衅，西席解壁伟提出“让学生辅导学生”，在学习的学生中挑选助教，辅导新报名的学生学习。为了集聚更多有志于芯片设计的各高校学生，在助教团队的支撑下，通过举办暑期班、送课上门等办法，“生平一芯”操持已在中国科学院大学实践履历的根本上向全国辐射，覆盖高校从1所扩大到300余所，报名人数从首期的5人到第6期的2000余人，6期累计报名已超6000人。不仅高校，华为、长城汽车等企业也送干系技能职员参与课程学习，“生平一芯”操持逐渐成为全国芯片设计人才培养的大平台。
成功窍门是“开源、共享”
“生平一芯”操持何以取得初步成功？
“开源、共享。”没有迟疑，包云岗给出答案。
包云岗多次提到操持“覆盖高校从1所扩大到300余所”这一事实，“从一开始，我们团队就希望能将这门课程向全国高校的学生开放”。
团队的愿景，基于海内干系专业传授教化的困境。
放眼全国高校，依据传统教材进行条块分割、阔别家当的传授教化，依然是常态。希望快速地大规模进行传授教化迭代，并非易事，多数高校也并不具备打通教室、家当链条的能力。比如，学生设计的芯片拿去流片，必须借助芯片制造厂商的力量。背靠中国科学院大学和中国科学院打算技能研究所的平台，团队西席只花了几天就谈好互助，但这对一些专业背景相对缺少的地方院校来说，却很难做到。
在工厂产线流片，资金也是问题。“我们学校有配套政策供应资金，鼓励西席团队开展创新考试测验。”中国科学院大学党委常务副布告、副校长王艳芬说。在中国科学院大学和其他支撑单位的支持下，团队顺利开展流片事情。再加上一些企业供应的经费支持，团队顺利和干系厂商达成意向。
“我们有这么好的条件，是不是该当站出来做一些事情？”团队成员心中充满执念。
由于“开源、共享”，教诲链、家当链、资金链的能量得以汇聚；也由于“开源、共享”，“生平一芯”成为面向全国学生无偿开放的传授教化操持。
“经由主讲老师余子濠的努力，我们积累了26万字的讲义、超过40小时的传授教化视频，不限高校、专业和年级，供应给所有感兴趣的学生。”包云岗说。
余子濠时常到各地高校宣讲“生平一芯”操持。令他欣慰的是看到很多非“双一流”培植高校学生眼中的光芒，“他们平时不随意马虎打仗到这些学习资源，但对打算机和芯片充满热爱。我们供应的课程，让他们有了施展才华的平台”。
在2023年8月结束的第七届全国大学生打算机系统能力培养大赛（龙芯杯）上，来自地方院校的“生平一芯”操持学员王晨宇斩获个人赛总决赛一等奖。“‘生平一芯’对我的影响是全方位的，它让我打仗到之前弗成思议的资源，助我全方位发展。”王晨宇说。
助教对学生的辅导也是一种“共享”。“能把自己所学的知识履历分享给其他同学，勾引他们在自己思考的根本上不断深入探索并提出新想法，是一件非常有造诣感的事情。”既是第6期学员也是第6期助教的缪宇飏说。
“生平一芯”作为一个实践型的人才培养操持，技能支撑是学生开展学习的关键。第3期学员陈璐在学习过程中为项目移植了若干系统软件，“看到现在的同学还在利用我两年前移植的代码，心里充满了造诣感。”她说。
随着越来越多来自全国各高校的学生参与到“生平一芯”操持中，团队也收到了更多来自学生提交的代码补丁和其他反馈。学生在“生平一芯”操持中得到发展，然后反哺“生平一芯”操持，这也充分表示“生平一芯”操持“开源、共享”的属性。
在包云岗看来，“生平一芯”操持在一定程度上冲破了打算机专业教诲资源不平衡的壁垒。“中国有上千所普通地方院校，实在每所高校都有一些很有潜力的芯片人才。”包云岗说，“如果能全部发挥他们的天赋，对中国处理器芯片的人才储备来说，意义重大。”
“学生表现出的战斗力是惊人的”
“生平一芯”操持瞄准的处理器芯片，其设计基于开源指令集。
这是包云岗团队的故意选择。他们希望，这是一步具有计策意义的“先手棋”。
指令集是打算机软硬件生态运行的逻辑根本。两家国际打算机巨子公司的指令集手册分别有5000页和2700页之巨。弘大繁杂的手册，是恒河沙数的工程师数十年的聪慧结晶，是当代社会生产生活运行的基石。
然而，是基石，也是围墙。
“你能想象，全天下所有的螺钉螺母，须要一家公司来授权生产规格吗？”包云岗说，“这么荒谬的事，却发生在打算机领域。”
巨子是指令集的创造者，也是垄断者。包括处理器芯片在内，外界基于指令集研发软硬件，必须支付高昂的专利用度。“开源、共享”被视为打算机时期的圭表标准，它却建立在封闭之上。
和包云岗一样，近年来，国际上学界、业界无法忍受现状的声音越来越多。一种新的开源指令集RISC-V应运而生，这相称于由各方协商制订出行业标准，然后各企业依据标准生产产品。
这或将成为下一代处理器芯片的研发方向。各紧张国家均已开展干系研究和家当布局。
从这个角度说，“生平一芯”操持培养的学生，将在未来的变革浪潮中大显技艺。
包云岗对此很有信心。“生平一芯”操持首批5名本科生，全部加入中国自主研发的开源高性能RISC-V处理器“喷鼻香山”的研发团队，并成为技能骨干。
后续几期成功流片的学生，其深造和就业去向也令人鼓舞。“学生表现出来的战斗力是惊人的。等到他们30岁时，就可以说已经是处理器芯片和打算机系统设计领域的‘老兵’了。”包云岗说。
韶光回到2019年8月。“生平一芯”操持启动的那天，正是北京闷热的夏日。大家齐聚包云岗的办公室，有人穿着短裤，有人趿着拖鞋。在十分不严明的氛围中，他们开始了一项严明的探索。
此后的光阴里，6期操持陆续实行。4年来，共计600余逻辑学生通过“生平一芯”操持不同阶段的能力考察学习完备部课程，100余逻辑学生成功流片。其间，他们经历了自我疑惑与否定，在黑夜里苦苦探索问题的办理方案。在山重水复疑无路的痛楚中，他们于不知不觉间，轻舟已过万重山。
包云岗手机里珍藏着一段视频，那是学生拿到自己设计的芯片后进行测试的画面。每逻辑学生都记录下芯片“点亮”的瞬间，显示器上，涌现最多的画面是“生平一芯”的标志，和显眼的“感激”。
作者：本报 张晨 高毅哲
《中国教诲报》2024年04月10日第1版
来源： 中国教诲报
