仅仅4个月！五位本科生“造芯”毕业

　　“如何评价中国科学院大学（以下简称国科大）‘一生一芯’计划？”在某问答网站上，这个问题获得了超千万的关注热度。

　　五位本科生，主导完成了一款64位RISC-V处理器SoC芯片设计并实现流片。这款芯片，被称作他们的 “最硬核毕业证书”。

　　和芯片有关的新闻，总能牵动国人的心。而当主角成为几个“带芯毕业”二十出头的年轻人，就更加引人好奇。网上的声音多种多样，有人鼓掌，有人唱衰，有人将它和中国芯片产业联系起来，写了洋洋洒洒长篇分析。

　　如今，五位学生已经开始了新的工作。他们正在深圳，参与新的更高性能芯片的设计。

　　8月中旬，他们还多了个新身份——第二期“一生一芯”计划的助教。

　　“一生一芯”：本科生做芯片不是天方夜谭

　　芯片是今年五月底快递到王华强家的。

　　它大概一元硬币大小，上面刻着 “COOSCA-01”和“一生一芯”的字样，还有国科大的Logo。

　　COOSCA是一个内部代号，是国科大计算机科学与技术学院的三门课程——计算机组成原理、操作系统和计算机架构的缩写。“一生一芯”则是计划的名字，意思是让每位本科生带着自己设计的处理器芯片毕业。

　　受新冠肺炎疫情影响，今年国科大的本科毕业答辩在线上进行。王华强代表“一生一芯”团队，向答辩委员会的老师远程展示了芯片。他把芯片装上测试板，用串口线将测试板与电脑连接，打开电脑上的终端软件，按下测试板上的复位键，运行了几个简单的程序——Linux系统跑起来了。

　　然而，去年夏天，“一生一芯”计划参与者张紫飞第一次听到该计划时的第一反应却是“天方夜谭吧”。让几个本科生用几个月时间，设计出一枚能够运行Linux这样复杂操作系统的芯片，可能吗？

　　“一生一芯”计划负责人、国科大计算机学院教授、中国科学院计算所先进计算机系统研究中心主任包云岗则觉得，在开源时代，将芯片设计的门槛降下来，是可能的。

　　包云岗对2008年至2017年计算机体系结构国际顶级会议论文第一作者做过分析，只有4%来自中国的高校和科研院所。中国的处理器芯片设计界，缺人。

　　开放指令集RISC-V与芯片敏捷开发语言Chisel，能使开发效率数量级提升。RISC-V，正是包云岗近几年的研究重心。这一指令集可以自由地用于任何目的，允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。

　　2018年时，包云岗就隐约意识到，RISC-V对人才培养会有帮助。2019年5月，华为被美国商务部列入实体名单，人才危局必须尽快找到出路。包云岗迅速将他模糊的想法细化：让学生学习并实践芯片敏捷设计方法，参与芯片设计实现，通过大学流片计划完成芯片制造。

　　如果学生能带着他们自己设计的芯片实物毕业，这会是最特别的毕业纪念。

　　2019年8月，“一生一芯”计划正式启动。包云岗将之称为一次教学实践。国科大校领导认为，它会掀起本科教学改革的新篇章。

　　五位参与的学生是金越、王华强、王凯帆、张林隽和张紫飞，他们都是国科大计算机科学与技术学院2016级本科生，那时也都已通过了中国科学院计算技术研究所的保研夏令营，成为首批吃螃蟹的人。

　　在王华强看来，如果能用自己做的芯片运行自己写的操作系统，“很浪漫”。

　　计算机体系结构是一个古老但依然生机勃勃的领域。“我们现在用的很多东西都是很多年前的成果。随着科技的发展和国内外形势的变化，我个人认为，在体系结构上应该还有广阔的探索空间。”王华强喜欢动手实操。就算做出来的只是个玩具，自己亲手打磨的东西，还是不一样。

　　在热闹的计算机行业中，这些偏好体系结构的学生，想找到那些更坚固的东西，抓住，并且坚持下去。

　　踩坑、挖坑，再从坑里爬出来

　　其实，在学生们面前的，是一条未有人走过的路。

　　难度究竟如何，耗时需要多久，可能会有什么坑……通通都是未知数。没有导航，他们需要自己打怪升级，自己试错尝试。

　　当然，他们也并非是在白纸上作画。

　　教师团队已经制定了总体方案，确定了技术路线，选择好了基础平台，搭建了开发环境，也选定了流片工艺和班车。五位学生真正动手之前，一支实力强大的教师团队，为学生的乘风破浪，做好了保驾护航的准备。

　　做芯片，其实分为前端和后端。前端主要是做设计，用数字电路的方式实现处理器的功能；后端则是用物理元件来实现这些设计。

　　“要说芯片都是我们做的，并不准确。其实我们只是做了前端的逻辑设计部分。”王凯帆强调。