有志不在年高八旬“芯片之母”造出“中國芯”

朝陽

芯片（即集成電路），是人類最偉大的發(fā)明之一，可以說當(dāng)今世界幾乎所有產(chǎn)業(yè)都離不開它。2020年以來，美國人以芯片為武器，對我國高科技企業(yè)進(jìn)行瘋狂打壓。所幸的是，事關(guān)我國命脈的國防等核心事業(yè)沒有受到影響，因為早在幾年前，我國就研發(fā)出了具有完全獨立知識產(chǎn)權(quán)的“龍芯”，誰也別想用它來卡我們的脖子！其中，被譽為“中國芯片之母”的黃令儀功不可沒。

生于憂患，從小種下科技夢

黃令儀原名廖文蒂，1936年出生在廣西全州縣，父親是廣西博物館的創(chuàng)始人和首任館長，母親是廣西化學(xué)研究院的第一代工作人員。

“小時候，日本鬼子的飛機(jī)經(jīng)常來我們生活的桂林上空掃射或轟炸，記憶中我總是跟著父母東躲西藏，每日食不果腹，活著便是最大的幸運?！?/p>

黃令儀想不通，不止一次地問媽媽：“聽說日本離我們國家很遠(yuǎn)，我們又沒惹他們，他們?yōu)槭裁匆Z炸我們？搞得我們連學(xué)都沒法上了?！眿寢尯瑴I告訴她：“因為我們國家太貧窮，太落后了！孩子，你要記住，在這個世界上，落后就會挨打。你長大后，一定要好好讀書，用知識報效國家……”

從那以后，在黃令儀心里，就埋下了一顆種子：將來一定要好好讀書，讓祖國不再挨打。

新中國成立時，黃令儀正在桂林桂山中學(xué)讀書，因為父母舊時代的身份問題，一時沒安排工作，一家人連吃飯都成了問題，也拿不出錢來供她讀書。黃令儀不甘心，實在走投無路之際，她找到學(xué)校團(tuán)委書記。團(tuán)委書記知道她是個品學(xué)兼優(yōu)、好學(xué)上進(jìn)的好學(xué)生，就頂著壓力為她開具了免學(xué)費和發(fā)放助學(xué)金的證明。

當(dāng)黃令儀拿著證明跑回家時，媽媽摟著她喜極而泣：“孩子，你做得對！人只要有飯吃，就不能放棄讀書。不過你要記住，是國家給了你繼續(xù)讀書的機(jī)會，你一定要努力學(xué)習(xí)，將來報答國家?！秉S令儀拼命點頭。

高中畢業(yè)后，黃令儀如愿考上了華中工學(xué)院（現(xiàn)華中科技大學(xué)）。她知道上大學(xué)的機(jī)會來之不易，所以學(xué)習(xí)起來特別刻苦，各方面表現(xiàn)優(yōu)異。大學(xué)畢業(yè)后，她被學(xué)校選派送往清華大學(xué)進(jìn)修，“當(dāng)時國家正大力發(fā)展科學(xué)事業(yè)，清華大學(xué)為此開設(shè)了半導(dǎo)體專業(yè)。于是，我成了清華半導(dǎo)體專業(yè)第一屆學(xué)生?！?/p>

半導(dǎo)體是集成電路（芯片）的基礎(chǔ)，從此，黃令儀與“微電子學(xué)”結(jié)下了終身之緣。

好事多磨，退休之后擔(dān)重任

黃令儀清華大學(xué)學(xué)成返回母校華中工學(xué)院后，創(chuàng)辦了半導(dǎo)體專業(yè)和實驗室：“我清楚地記得第一次走進(jìn)實驗室的樣子——四壁徒墻，空空如也。只有一個身穿白大褂的小伙子，蹲在一個電爐旁邊，爐上有一個玻璃燒杯，里面有幾塊指甲蓋大小的紫藍(lán)色硅片，這就是當(dāng)時要做的二極管?！?/p>

雖然條件艱苦，卻無法阻擋黃令儀做科研的熱情。她帶著助手攻關(guān)，凡事都盡量自己動手，幾天幾夜不睡覺是常有的事。只用了幾個月的時間，他們就研制出了半導(dǎo)體二極管。

然而，當(dāng)時正處于“三年困難時期”，由于糧食緊張，國家調(diào)整了方針，學(xué)校半導(dǎo)體專業(yè)不得不下馬。得到消息后，黃令儀大哭著跑到領(lǐng)導(dǎo)辦公室：“我們剛剛開了個好頭，怎么能讓它胎死腹中呢？我知道吃的糧食緊張，可國家要發(fā)展，就離不開工業(yè)，而半導(dǎo)體是工業(yè)未來的‘糧食’啊！”

但任憑她喊破嗓子，也無法改變國家的政策。她只好服從分配，前往中科院計算所工作。

國家當(dāng)然也知道微電子的重要性，所以“三年困難時期”剛結(jié)束，1965年又上馬了微型計算機(jī)項目，并且把這個項目交給了黃令儀和她的同事們。在團(tuán)隊的不懈努力下，第二年8月，黃令儀等人便研發(fā)出了中國第一臺微型計算機(jī)“156組件計算機(jī)”，得到了周恩來總理的表揚。我國靠著這臺微型計算機(jī)，把第一顆人造地球衛(wèi)星送上了天，成為世界上第五個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)衛(wèi)星的國家。“當(dāng)從收音機(jī)里聽到衛(wèi)星上傳回地球的《東方紅》樂曲時，我們整個團(tuán)隊都哭了……”

成績雖然不俗，但黃令儀心里有數(shù)：任何科研項目都是系統(tǒng)工程，僅靠單打獨斗是不行的。比如雖然科研出了微型計算機(jī)，但計算機(jī)中的很多零部件都是從國外買來的，我們必須研制出自己的芯片才行。她一邊調(diào)整研究方向，一邊不停地向領(lǐng)導(dǎo)建言。

1973年，中科院啟動013大型通用計算機(jī)研制，加強(qiáng)對芯片的研究。當(dāng)時，國外對中國封鎖得很厲害，很難找到資料，黃令儀和團(tuán)隊靠頑強(qiáng)的意志，一點一點地摸索，終于研制出性能穩(wěn)定的存儲器，并獲得1978年全國科學(xué)大會重大成果獎。這個成果，在當(dāng)時已非常接近世界先進(jìn)水平了。此后，黃令儀帶領(lǐng)的研發(fā)小組先后在1980年和1983年獲得國家科學(xué)進(jìn)步一等獎和科技成果二等獎。

不料正當(dāng)黃令儀的研發(fā)越來越順利的時候，由于經(jīng)費緊張，大規(guī)模集成電路的研究難以為繼。黃令儀憂心忡忡，她又去找領(lǐng)導(dǎo)：“曾有美國科學(xué)家說，美國可以隨時關(guān)閉中國發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)，讓我們再也打不開！美國這份自信就是來自于對芯片的壟斷，而任何電子產(chǎn)品尤其是關(guān)乎國家安全的戰(zhàn)機(jī)、軍艦和導(dǎo)彈，一旦離開了芯片，等于廢鐵一堆，甚至可能被敵人操控調(diào)轉(zhuǎn)槍頭打向我們自己。芯片不僅決定了一個國家的核心競爭力，還關(guān)系著國家安全，不能停?！?/p>

但任憑她怎么爭取，科研所也只有關(guān)門大吉……

萬般無奈中，黃令儀到微電子中心報到了。此時已是1986年底，半百之年的黃令儀開始了CAD的研究。

1990年，黃令儀被公派前往美國的一家公司進(jìn)行合作。當(dāng)她聽說加州一個城市正在舉辦一個國際芯片的展覽會時，便專程去看一看。偌大的展覽會上有成千上萬個攤位，但她跑遍了全場，卻沒有找到一家中國的攤位。黃令儀既震驚又心痛，還有尷尬。她心里有數(shù)，在上世紀(jì)60年代，我國的集成電路研究某些方面甚至領(lǐng)先于世界，可如今僅僅20多年過去，差距卻已是天壤之別。

黃令儀暗自下決心：我們一定要設(shè)計出一塊高水平的芯片來參加世界級的展覽，以洗刷恥辱。

回國后，黃令儀潛心鉆研各種集成電路的設(shè)計方法，用戶包括華為的程序控制芯片、計算機(jī)的模糊控制芯片等等，取得了兩個發(fā)明專利。經(jīng)過不懈努力，2000年，她設(shè)計的芯片被推薦參加在德國紐倫堡召開的世界發(fā)明博覽會，并獲得了銀獎。

這個成績雖然優(yōu)異，可中國依舊沒有能力獨立制造出屬于自己的芯片，因為中國缺的不僅是設(shè)計芯片的工藝，還有制造芯片的設(shè)備。

砥礪前行，祖國媽媽挺胸膛

2003年，中國微電子所與計算所正式簽訂合同，成立了“龍芯”實驗室。領(lǐng)導(dǎo)首先想到邀請黃令儀牽頭開發(fā)“龍芯”芯片。當(dāng)時黃令儀已經(jīng)67歲，剛退休回到桂林養(yǎng)老。領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)心她不愿意，特地找她的愛人晉紅先生做思想工作。黃令儀當(dāng)即表示：“看到我國芯片技術(shù)比國外落后那么多，我哪能安心養(yǎng)老？感謝你們看得起我這個老太太，我愿意為祖國的芯片研發(fā)貢獻(xiàn)出全部能量！”

黃令儀說，現(xiàn)代化沒有芯片寸步難行?！扒靶┠?，‘宇航級’的芯片一直壟斷在美國的一家公司手里，中國必須通過‘首腦級別’的外交，才能買到一些。但像殲-20這類先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)使用的芯片，你花多少錢，人家都不會賣給你。據(jù)統(tǒng)計，2015年前后，我國每年向美國進(jìn)口芯片的總價值超過2000億美元，折合人民幣超過1.5萬億元，成為我國每年進(jìn)口量最大的產(chǎn)品。西方國家利用在芯片上的技術(shù)優(yōu)勢，一直在遏制著中國的發(fā)展?！?/p>

在黃令儀帶領(lǐng)的團(tuán)隊不懈努力之下，僅僅3年多時間，中國首顆國產(chǎn)芯片“龍芯1號”問世。接著，團(tuán)隊再次成功研發(fā)出“龍芯2號”。這顆芯片的性能已經(jīng)超過了當(dāng)時的國際平均水平，功耗也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外同類芯片，這標(biāo)志著中國在芯片領(lǐng)域的發(fā)展跨越了一大步。

“龍芯2號”芯片很快就被廣泛應(yīng)用到我國各個領(lǐng)域，特別是2015年，我國發(fā)射了首枚搭載“龍芯”芯片的北斗衛(wèi)星。美國人為之震驚，因為此次北斗衛(wèi)星上天，說明中國芯片已完全脫離他們的掌控，他們無法再對中國芯片領(lǐng)域進(jìn)行干涉了。

然而，“龍芯2號”的廣泛應(yīng)用并沒有令黃令儀止步不前。2018年，在黃令儀82歲高齡時，她帶著團(tuán)隊又研制出了新一代“龍芯3號”，讓我國的復(fù)興號動車實現(xiàn)了百分之百國產(chǎn)化，讓殲-20的雷達(dá)裝上了中國芯，讓北斗衛(wèi)星也裝上了中國芯。2019年12月，83歲的黃令儀再次取得重大突破，她主持的龍芯3A/3B4000系列工程機(jī)械處理器，性能追上了美國AMD公司的“挖掘機(jī)”CPU水平。

2020年1月，中國計算機(jī)學(xué)會給黃令儀頒發(fā)了“CCF夏培肅獎”。獲獎理由是：“黃令儀在長達(dá)半個多世紀(jì)的時間里，一直在研發(fā)一線，參與了從分立器件、大規(guī)模集成電路到通用龍芯CPU芯片的研發(fā)過程，為我國計算機(jī)核心器件的發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)。”

如今，已經(jīng)86歲高壽的黃令儀院士仍活躍在科研前線，帶領(lǐng)著新一代的科學(xué)工作者保持初心，砥礪前行……