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科普:如何用药理研究阻断新冠病毒感染?爱IT (≖ ◡ ≖)就上ITTOP.CN

地球上存在很多病毒,作为生态环境的一部分,它可在家畜或者野生动物之间传播,也可在人间传播。病毒引起的新发传染病,对人类来说是长期存在的威胁。处于病毒的汪洋大海中,人类却并没有感染很多病毒。为什么呢

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一、引子

1957年1月6日上午,美国旧金山海岸的候船室里,一位身着紫色旗袍的中年女子坐在靠窗的一排沙发上,窗外是繁忙的码头和碧蓝辽阔的太平洋。

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女子约莫四十岁光景,但仍然气质出众,眼神明亮且睿智。此时此刻,她看起来似乎兴奋中略带焦急,眼睛时不时望向手腕上的表。

当时针大约指向十点时,女子身边走过来三个人,两男一女。其中一个男人用绅士的口吻问道:

“您是林兰英博士吗?”

“是的,我就是。”女子一边答应一边起身,神情中隐隐透露些不安。

“林女士您好,我是海关的工作人员,这两位刚才一直在寻找您。”说话的男子将手引向身旁的一男一女。还没等林兰英打招呼,他们就先出示了证件:

原来是美国联邦调查局的调查员。

这两名调查员对用一种不容拒绝的语气对林兰英说要检查一下她的行李,然后就将林兰英领到码头运送行李的地方,空荡荡的栈台上只放着林兰英的两只行李箱,其他的行李都已被运上船。

看到自己的行李箱,林兰英的心脏开始收缩,因为紧张。但此情此景,她只能强作镇定,配合调查员的要求打开自己的行李箱。

这两名调查员似乎要寻找什么,但在行李箱里一阵翻腾之后,无所收获。可最后,他们在箱底翻到了一个纸包装的盒子。

“这是我买给母亲治肺病的药,请你们轻一些。”林兰英接过这个纸盒子,向调查员解释道。说着,她将纸盒打开,将里面的药瓶拿出来给他们看。这些药瓶里装的是紫黑色的液体,瓶口密封得很好,药名、生产厂家、生产日期什么的也很齐全。

调查员将药瓶拿在手里端详了一会,没发现什么可疑之处,也就将瓶子放了回去,接着去检查第二个行李箱。

第二个箱子里,主要是一些书籍、笔记资料之类的杂物,另外,也有一盒药。

“这些也是治肺病的药,和刚才那个箱子里的一样。”林兰英取出药盒,语气平缓地要把药盒给两名调查员看,但手却在轻微地颤抖。

天知道,此刻她的心正因为紧张而“砰砰砰”地撞击胸腔。

不过,可能是因为刚才已经检查过药盒,两名调查员并没有对药品过多怀疑,而是对行李中的笔记、资料兴趣浓厚。他们一页一页地核对这些笔记、资料,怀疑这些资料中包含美国的国家机密。

但让调查员失望的是,他们并未在林兰英的笔记中发现什么可疑信息。最后,在强制搜身后,只得悻悻地扣下了林兰英一张6800美元的旅行支票。

……

轮船的汽笛声淹没了码头的嘈杂喧哗,这艘名为“威尔逊”的客船缓缓驶出港口。

它的目的地,是遥远的东方,是中国。

林兰英站在轮船的甲板上,粘稠潮湿的海风扫在脸上,带着一丝海腥味。她看着远方渐渐缩小的码头和更远处的摩天大厦,又看看脚旁的行李箱,心跳渐渐平复下来。

那两名调查员不知道的是,在他们放过的第二个行李箱的药品盒子里,装的是500克锗单晶和100克硅单晶——这正是他们费尽心机要寻找的东西。

这些锗单晶和硅单晶是美国法律规定的禁运物品,是制造半导体晶体管的半导体材料,是林兰英在美国留学时期的学习成果。

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▲在美国时期的林兰英

它们更是林兰英要献给祖国母亲的礼物。

二、英雄

上面这一段,其实是新中国成立后,很多在半导体领域学有所成的留学生们回国经历的真实写照。

1955年9月的日内瓦会议中美大使会谈,中方一个重要的目的,就是争取在美留学生和科学家回国。

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虽然这次会谈最终没有实质性结果,但事实上,新中国成立后,在中方的努力下,仍然有一批科学家先后突破美方的重重阻碍和刁难,回到了祖国。例如我们熟知的钱学森先生。

林兰英也是其中之一。在芯片半导体领域,还有一些如雷贯耳的名字:黄昆、谢希德、王守武、夏培肃……

也许,你没有听说过这些名字,但他们都是上世纪五六十年代新中国半导体领域发展的奠基人,为中国半导体行业的起步做出了不可磨灭的贡献。

1956年6月,在周恩来总理的主持下,国务院制定了《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要》,这是中国半导体技术攻坚战的开始。当时,北京大学联合复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学开设了半导体物理专业,专业的主任和副主任分别是黄昆、谢希德。

黄昆1941年毕业于燕京大学,随后到西南联大攻读物理系研究生。当时年仅二十出头的他,天资聪颖,曾与杨振宁、张守廉并称物理系“三剑客”。从西南联大毕业后,黄昆即留学到英国。

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▲在英国时期的黄昆

在英国期间,初出茅庐的黄昆就提出了关于杂质和缺陷X光的散射理论模型,这一模型后来被证实。因为成绩优异,黄昆被诺贝尔奖得主玻恩看中,两人共同完成了固体物理学领域的权威专著《晶格动力学理论》。

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1951年,黄昆毅然回到百废待兴的新中国,在北京大学任物理系教授,并参与创建了中国第一个半导体物理专业。他与谢希德合著的《半导体物理学》至今都是我国理工专业以及科研人员必读书目。

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▲黄昆(前排左二)和北京大学第一届半导体方向毕业生留影

谢希德女士在1947年赴美国史密斯学院留学,后又转入麻省理工学院专攻理论物理,1952年,她在辗转多地后终于同爱人曹天钦回到祖国。

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回国后的谢希德长期在复旦大学担任科研和基础教育等工作,对推动中国以及国际半导体行业的科研理论发展做出了重要贡献。

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▲黄昆和谢希德合影

前面我们说到的林兰英女士在回国后的第二年,就负责研制成中国第一根硅单晶,这仅比美国晚一年

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▲1958年,林兰英主持研制的中国第一根硅单晶

1961年秋天,在林兰英的带领下,中国第一台开门式硅单晶炉制造成功。1962年,林兰英又主持拉制出了中国第一根无位错的硅单晶。

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▲林兰英在应用物理所工作

1962年,林兰英又采用水平布里奇曼生长法,成功为我国制备了砷化镓单晶。砷化镓是第二代半导体材料,非常重要。

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▲林兰英等研究组研制的大尺寸砷化镓抛光晶片

而林兰英及其科研组制备的砷化镓单晶,在制备纯度和电子迁移率等方面都达到了国际领先的水平。

其实在林兰英之前,1957年,同是半导体科学家的王守武就在北京电子管厂拉制出了中国第一根锗单晶。次年初,王守武又与同事合作,研制了我国第一批锗合金结晶体管。

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▲王守武先生

这里插一句,北京电子管厂就是后来中国显示面板企业京东方的前身,ittop网在之前介绍中国显示面板产业的文章中讲到过,详见ittop网《国产屏幕40年崎岖坎坷逆袭路,炼就全球第一、第二》一文。

王守武1945年考入美国普渡大学深造,1950年即回到祖国。1957年林兰英博士回国时,他曾第一时间前往林兰英所住的宾馆,动员她到当时中国的半导体工作组担任材料研究组的组长,研究硅单晶的拉制。因为在当时硅是比锗更先进的半导体材料。

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▲锗晶体管

1958年,王守武组织创立了我国第一家生产晶体管的工厂——中国科学院109厂。这个厂在当年各项条件都很艰苦的环境下,奋斗到1959年,为我国109乙型计算机提供了大量所需的锗晶体管。

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▲中国科学院109厂旧址

同年,王守武受国家科委和中科院的委托,开始筹建中科院半导体所,并于1960年9月成立中科院半导体所,这标志着中国半导体工业体系初步建成。

1959年前后,中苏交恶,苏联停止了对中国的技术援助。但全球半导体产业发展的步伐不会等人,美国的仙童公司已经研制出了可用于大规模量产的集成电路。

而在这种困难的环境下,上面我们提及和未提及的中国科学家们仍然在用自己过硬的技术和能力紧追世界的步伐。他们在1965年研制出了我国第一块集成电路,比美国相差不到7年

接下来,中国就进入了“轰轰烈烈”的十年动乱期。

三、韬略

1995年12月11日,晚。

时任国家电子工业部部长胡启立同志和他的几位同事乘坐飞机抵达武汉机场。此行他们的目的是前往宜昌考察为三峡工程船闸配套的GPS项目。

但让胡启立意外的是,刚来到武汉没一会儿,他就接到了来自国务院办公厅的电话,电话那头要求他12月13日回北京出席总理办公会议。

11日晚刚到武汉,13日就要回北京,时间可以说是相当赶。12日,胡启立驱车400多公里从武汉到宜昌跑了一个往返,在三峡只短暂停留了三个小时,当晚便乘飞机赶回北京。

12月13日上午,国务院总理办公会议准时进行。

这场会议,确定了我国电子半导体工业有史以来(以当时来看)投资规模最大的一个国家项目——909工程,这个项目目标是投资100亿元,建设一条8英寸晶圆、从0.5微米工艺起步的集成电路生产线。

这次国务院办公会议的内容,胡启立会前并不知道,他后来回忆时,用“始料不及”来形容刚知道909工程的反应,也没有料到在未来十年里909工程会在自己的生活中占据重要的位置。

当时国家领导人参观了韩国三星的集成电路生产线,用“触目惊心”四个字来概括我们在集成电路上和韩国的差距,并指出,就是“砸锅卖铁”也要把半导体产业搞上去。

ittop网在前面讲到,1965年我们研制出第一块集成电路的时候,和当时的美国差距也只有不到7年,何以到1995年,差距就到了触目惊心的地步了呢?

其实我们并不是没有进步,只是进步太慢。

文革十年,前面我们说到的一批精英科学家们大多遭受了不公正待遇,中国大陆半导体产业发展陷入低谷,并逐渐被台湾地区、韩国赶上。

文革之后,改革开放前夕的1977年12月5日,《人民日报》头版刊发了一篇题为《电子水准是现代化的标志》的社论,电子半导体产业再次受到决策者的重视。

文章中说:

我国电子科学技术同世界先进水平相比,还是比较落后的。我们必须承认这种落后。承认落后是为了消灭落后、赶超先进。中国劳动人民是聪明的,广大工人和科学技术人员是有志气、有能力的。他们不是冲破了帝国主义、社会帝国主义的封锁,为原子弹、氢弹爆炸,为卫星上天和返回地面,做出了自己的贡献吗?……中国人民有信心,一定能够实现毛主席的遗愿:‘要在几十年内,努力改变我国在经济上和科学文化上的落后状况,迅速达到世界上的先进水平。’

这篇社论也吹响了新时期中国决心发展半导体产业的号角。

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但是,重视并不代表我们已经清楚认识到半导体这一特殊产业本身发展的客观规律。

那个时候,我国科学技术坚持的是“引进、消化、吸收、创新”的方针,在这个方针的指引下,1980年,江南无线电器材厂开始和日本东芝公司合作,引进日本的彩色和黑白电视机集成电路5微米全套生产线。

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▲江南无线电器材厂

江南无线电器材厂ittop网之前在介绍LPDDR内存的文章中也说到过,详见《LPDDR5 风起于小米10,浪激在中国半导体之内存江湖(下)》一文,它就是当年的无锡742厂,后来的无锡华晶电子。

引进日本的技术后,江南无线电器材厂确实也发生了巨变,一时间成为中国半导体的明星企业,从六十年代一家不满300人的小厂成长为1985年总产值达到2亿7800多万元的企业,他们的集成电路产品成为当时国内“熊猫”、“金星”、“凯歌”等品牌电视机的首选。

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▲熊猫电视

江南无线电器材厂是起来了,但它只是恰巧的幸运儿

其实这段时间的我们的尝试存在重复引进等问题,并且引进之后没有管理和运作的能力和经验,没有消化、吸收。根据当时的一份报告,全国有33个单位不同程度引进各种IC生产线设备,累计投资约13亿元,最终建成投入使用的仅有少数几条线。

用胡启立的话说就是“豪迈的热情煮出了一锅夹生饭。”

经过几年的尝试和酝酿,1986年,电子工业部提出了“七五”期间我国集成电路发展的531战略。531战略的核心是“普及5微米技术、研发3微米技术,攻关1微米技术”,这段时间的投资,诞生了华晶、首钢NEC、上海贝岭、上海飞利浦等主干半导体企业。

不过这些企业大多在后来的竞争中衰落了。这关系到531战略的一个问题,就是虽然目标完成了,但太依赖反复的引进策略。

1988年,当我国集成电路年产量到达1亿块的时候,已经和美国相差了22年。

1990年8月,针对半导体产业,中央决定开始实施“908工程”。

908工程的主体就是华晶电子,同时要对上海飞利浦半导体、首钢NEC和上海贝岭进行技术升级,并在浙江绍兴引进一条微米级半导体生产线。

908工程的目标是在“八五”期间将半导体技术达到1微米,规划总投资是20亿元,其中15亿元用在华晶电子上。

然而,直到我们前面说的1995年,其他项目都顺利完成,唯独投入最大的华晶908工程仍然还在艰难进行

1995年,全国集成电路产量4.6亿块,销售额35亿元,利润近5亿元,行业重复分散的情况得到控制,产业集中度有所加强,成果是能看到的。但问题在于,此事我们仍然远远落后于国际先进水平。

重新回到1995年12月13日上午的那场总理办公会议。

胡启立同志后来在书中回忆,在讨论时,他和电子工业部副部长刘剑锋同志申述了建设半导体项目的困难。

刘剑锋同志说:“国家过去也搞过一些半导体项目,但是都不太成功,原因之一是审批周期太长。”

时任国务院总理李鹏同志询问为什么会出现这种情况。胡启立同志表示,半导体产业基本每18个月就会更新换代一次,相应的设备也要升级,当时我们层层审批的制度不能适应半导体产业快节奏的特点。

他以908工程为例,1990年确立,但光是经费审批就花了2年,从美国朗讯引进0.9微米产线花了3年,中间还有反复的论证,“直到今天仍然没有落实”。

总理当即表示:“为了保证速度,我从总理基金里调一笔美元直接汇到电子部的账号上,等于电子部有了一个活期存折,只要部长签字,不经层层审批即可动用。”

这足见当时党中央、国务院要缩小我国半导体产业和国际先进水平差距的决心和气魄。

由此,我国半导体产业的909工程正式启动。

909工程项目注册资本40亿元人民币,1996年国务院决定由中央财政再增加拨款1亿美元,它从一开始就拿到了“特殊政策”,同时总结规避“908工程”的不足,誓要助中国半导体产业冲上高地。

在这之前,我国在半导体产业上的投资大多埋头于技术或者单一地引进产线,909工程的一个重要改变是,始终以市场为导向,创立独立运作的股份公司,资金使用有足够的灵活性和自主性。

909工程期间,诞生了上海虹日国际、上海华虹国际、北京火红集成电路设计公司等,特别是华虹NEC在这一时期取得的成果是让人满意的。

到2005年,中国大陆已投产8英寸晶圆厂8座,12英寸晶圆厂1座,投入资金100亿美元。中国大陆集成电路产业出现了前所未见的繁荣。

四、有为

我们将目光转到1991年的深圳。

深圳市南山区南海大道与登良路交接的南油大厦,48岁的任正非小心经营这刚刚成立四年的华为。没有什么意气风发,也没有所谓的大理想,有的只是让华为活下去的求生欲。

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▲上世纪八十年代末的深圳

南油大厦是上世纪八九十年代深圳的地标之一,而距离华为办公室不远处,还有一栋名叫亿利达的大厦,大厦里是一家名为深意压电的中意合资公司。那时候,一些华为的员工很羡慕这家大公司,觉得在那里面上班一定很有面子。

但是1991年,偏偏有两个年轻的小伙从这个大公司里跳槽来到了华为,他们一个叫高梅松、一个叫徐文伟,都是名校毕业,擅长做硬件设计。

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▲华为徐文伟先生

其中我们要说的是徐文伟。他1963年生于江苏常州,1990年以硕士学位毕业于东南大学,毕业后就在亿利达里从事高速激光打印机的开发工作。

也许是徐文伟名声在外,很快,任正非相中了这位杰出的小伙,于是亲自出马挖墙脚。结果是,徐文伟真的被任正非描绘的宏伟蓝图所动,同意加盟华为。

这种情况其实也不止一次了,在这之前,华为研发的大佬郭平也是这么被任正非拿下的。

当年的华为正在从交换机代理模式向自主研发艰难转型,天才郑宝用开发的HJD48系列产品为华为首先打开了局面。而徐文伟来到华为的第一件事就是组建华为的集成电路设计中心,并主持开发可用于用户交换机的ASIC芯片

90年代初,华为的研发条件还极其艰难,要取得什么成果,全凭员工们“舍得一身剐”的牺牲精神,连续几个月没日没夜地搞研发是家常便饭,吃、住、睡全在公司。

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这样的条件下,研发设计芯片更是难上加难。当然,任正非也知道工程师们的辛苦,每天晚上9点多,他都会用一个大篮子装上很多好吃的来慰问工程师。

果然,在大家的齐心协力下,1991年,华为第一颗具有自主知识产权的ASIC诞生了,型号为SD502,并且是一次流片成功。这在当年是非常困难的事情,侧面也可以看出这群大佬们的技术有多高强。

所以,SD502,也是华为芯片研发的开端。

不过,在研发出自己的第一颗芯片后,任正非走了一步错棋,错误地将赚来的钱投到了当时本质上已经末路的局用交换机市场,结果再次将华为推向绝境。

1993年,费尽功夫打造的JK1000交换机被验证失败,华为重新陷入资金困境 ,几乎被拖垮。当时所有的希望只能押注于正在研发的C&C08交换机上

那时候,华为已经搬到了南山大道1062号的深意工业大厦,任正非经常站在他们所在五楼的窗边,说:

“新产品(C&C08,ittop网注)如果研发不成功,你们可以换个工作,我只能从这里跳下去了!”

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▲当年的深意工业大厦

这一次,幸运女神再一次站在了华为这边。当年,在总工郑宝用的带领下,C&C08被成功研发出来,并在后来的市场表现中大获成功。

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▲C&C08交换机

与其说是幸运女神拯救了华为,不如说是这些技术大佬们拯救了华为。

C&C08交换机的大脑,正是华为自己研发的第二颗数字芯片SD509,C&C08的强大能力,很大程度上拜它所赐。

法匹拉韦治疗新冠肺炎有效,日本富士胶片股票订单过多被暂停交易爱IT (≖ ◡ ≖)就上ITTOP.CN

日本富士胶片的股票周三暂停交易,因买入订单过多,此前日本共同社报道称,中国科技部方面表示该公司的抗流感药物Avigan(又名Favipiravir,法匹拉韦)对治疗新冠肺炎有效。

SD509由华为从无锡华晶挖来的李征负责。为了支持SD509的研发,任正非想尽方法搞来了十几万美元,从国外买来一套EDA设计软件,以支持芯片研发。

要知道当时的华为已经深陷资金危机,随时可能挺不过去了,在这种情况下,仍然咬牙为研发工程师提供资金的支持,可见任正非需要下多大的决心。

到1994年,华为已经成功设计了30多个芯片,最复杂的已经可以容纳1000多万个晶体管。

1995年,华为成立了中央研究部,其中的基础研究部主要就负责华为芯片的研发。中研基础研究部成立三年,即招纳了300多名芯片设计工程师,华为也成为当时国内最大的芯片设计公司。

值得一提的是,早期华为负责芯片设计的工程师,很多其实并没有设计芯片的经验,都是现学现用

例如1996加入到华为基础研究部的孙洪军,一开始的芯片设计基础就是零。但是,他通过对现有的芯片电路分析入手,一边对着芯片,一边看原理图,耐心地分析、学习,检索大量资料,并且四处请教。

经过三个月全情投入地学习,孙洪军最后真的就能把要做的芯片设计电路通过仿真软件给做通。这是一件很不可思议的事情。

然后在2004年,基础研究部被剥离出来,成立了现在我们熟悉的海思半导体公司。

再往后就是我们熟知的故事,华为凭借麒麟系列移动终端芯片,在智能手机市场一路艰难又一路披荆斩棘走到现在的市场地位。

如果当年任正非没有带领一帮技术狂人们倾尽所有投入到芯片研发的领域中,结出第一颗果实,或许在2018年开始的中美贸易战中,华为也会像很多企业一样一击就倒,更不可能成为我国应对美国一系列贸易打压措施的中流砥柱。

五、龙望

2002年8月10日早6点08分,在北京中科院计算所北楼105房间里,传出一阵欢呼声。

欢呼声来自计算所知识创新工程支持下的龙芯课题组成员,这一天,他们在一枚完全自主设计、研发的通用CPU龙芯1号上成功跑起了LINUX系统。

成员们振臂高呼,因为这是一个里程碑的成果,它意味着中国人结束了只能用洋人的CPU造计算机的历史

这一切要从2000年10月的一天说起。

这一天,中国科技大学邀请了一位1991年毕业的校友做招生宣传,这位校友叫做胡伟武,他的老师,是被誉为“中国计算机之母”的夏培肃女士。

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▲夏培肃

夏培肃是和我们前面介绍的林兰英、黄昆等同时代的伟大科学家。1960年,夏培肃曾设计试制成功中国第一台自行设计的电子计算机——107计算机。

时年33岁的胡伟武在这次回母校宣传时,看到了自己十年前毕业时做的毕业设计仍然保存完好——一个用400多个74LS系列芯片搭起来的电路,可以运行8086指令系统中除了十进制和除法指令以外的所有指令。

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▲胡伟武

这一切让胡伟武产生了重操旧业的冲动,于是在活动结束后,胡伟武就给自己的师兄唐志敏打电话,参与了当时计算所CPU设计项目的工作。

“一两年之内不把通用操作系统boot起来,我提头来见。”在电话里,胡伟武开玩笑地说。

龙芯课题组项目是由中科院计算所所长李国杰院士直接推动,不过项目启动资金只有1000万元,人手更是只有七八个。所以玩笑归玩笑,要想真的完成项目,胡伟武和他的同事们面临的困难比想象中更多。

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▲2000年中科院副院长考察龙芯1号研制工作

人手、资金有限自然是一个,这意味着整个项目容错率很低,一旦有一些地方走错了,就会很困难;同时,团队工程经验也不足,很容易出现管理不善等各种问题。

不过好在,由于课题组成员都是有理想、有技术、肯拼命的好汉,加上项目在2001年6月扩大了队伍,课题组在2001年8月19日总算是成功地用自主设计的Godson CPU把LINUX操作系统给boot了起来。

Godson CPU就是龙芯1号早期的名字,中文叫“狗剩”,胡伟武的解释是,取个贱名希望能容易养活。

这个所谓系统boot起来,其实是基于狗剩1号的逻辑设计并在FPGA验证平台成功运行了通用操作系统,只是10%的工作。接下来还要完成处理器的物理设计。

在做物理设计时,由于课题组在物理设计上的经验是一篇空白,尤其是深亚微米方面,所以他们采取了两条线:第一是委托有经验的第三方物理设计公司进行物理设计,这个做保底,第二是在与第三方交互的同时,组织自己的队伍进行物理设计。

面对一个未知的领域,课题组吃了很多苦头,但也没有办法,只能一边自学一边推进项目。

2002年1月到3月这段时间对于课题组来说是最头疼的,RTL设计、第三方物理设计公司一直难以确定,可测性设计方案也不断调整,问题一个接着一个让人头皮发麻。这期间,中科院还调配了更多的人员参与到物理设计中。

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当然,胡伟武知道这是必须要逾越的过程。好在在4月初的时候,项目的进度开始得到改善。当然,代价是课题组成员们夜以继日的加班熬夜,以及牺牲的春节假期。

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按照计划,委托第三方做物理设计的流片如期在6月份交了出去,但自己做物理设计的方案因为各种原因在6月份才得以开始,时间相当紧迫。

在胡伟武的带领下,团队又是一通连续的熬夜加班的节奏,最后才在7月3日基本完成了设计。

但是,就在最后大家准备签字的时候,测试组又发现了处理器一个比较严重的失误,而本身项目时间已经非常紧迫,返工是不可能了。

胡伟武后来在回忆时表示,当时他的脑袋“嗡”得一下就空了,迷迷糊糊地去食堂吃饭,脑子里却已经在盘算着放弃这个他心目中最完美方案流片的后果,心里充满了不甘。

“没想到全组几十个人几个月的努力,花了上千万纳税人的血汗钱竟然是这样一个结果。”

这是胡伟武当时的想法,已经非常灰心。

但是让胡伟武没有想到的是,晚上回到办公室开会的时候,负责后端版图编辑的员工主动提出,可以手工修改版图。

这让胡伟武鼻子一酸,他知道,手工修改版图工作量很大,而团队的成员在长时间的加班工作后,已经非常疲惫。再继续熬夜,胡伟武不忍。但此时此刻,再多的语言,都只能化为一股暖流蹿升到眼眶

“我们肩负的是历史使命,因为我们要做出中国第一台不依赖于洋人CPU的计算机。”

在接下来的动员会中,胡伟武忍住要夺眶而出的泪水,坚定地说。

然后,课题组的成员就真的又熬了三四天,直到7月7日凌晨3点多,才完成最后交付流片的所有工作。

当所有物理设计的方案都寄出去流片后,课题组经历了一个多月的忐忑的等待,终于在8月份,委托第三方做的物理设计的芯片首先寄到了,胡伟武和同事们紧张万分,第一时间将芯片拿回实验室进行调试。

测试的时候还出现了一些问题,由于系统软件准备不足,系统没能成功启动,大家又折腾了一个晚上,终于在8月10日早上6点8分,系统登录的画面终于出现在显示器上。

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龙芯1号,又叫“夏50”,为纪念夏培肃院士

然后,就是我们在这一节开头说的画面,大家在蚊子成群的房间里激动地欢呼出声。玩了近半个小时,确定一切正常后,胡伟武开始打电话通知李国杰院士:

“李老师,我是胡伟武。”

“怎么样?”

“成了!”

“我马上来。”

李国杰也很激动,很快赶到了课题组的房间。他说了很多鼓励的话,也做了更高的要求。这一次到的是第三方物理设计做的芯片方案。8月29日,课题组自己做的物理设计的芯片也寄到了,同样也成功通过了测试。

这些,就是龙芯1号诞生的经过。2002年9月22日,龙芯1号通过了中国科学院组织的鉴定,9月28日,龙芯1号发布会召开。从此,中国计算机产业“无芯”的历史终结了

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2003年10月17日,龙芯2号首片MZD110流片成功,次年,9月28日,经过多次改进后的龙芯2C芯片DXP100流片成功。然后在2005年4月18日,龙芯2号芯片的发布会召开。

2010年9月,龙芯大CPU系列的首款多核处理器产品——龙芯3A开始量产。

龙芯发展到今天,共开发了1号、2号、3号三个系列处理器和龙芯桥片系列,产品众多。目前:

  • 龙芯1号系列为32位低功耗、低成本处理器,主要面向低端嵌入式和专用应用领域。

  • 龙芯2号系列为64位低功耗单核系列处理器,主要面向工控和终端等领域。

  • 龙芯3号系列为64位多核系列处理器, 主要面向桌面和服务器等领域。

其实总体来说,目前龙芯的芯片主要在政企、国防安全、金融、能源等领域。胡伟武就曾介绍,现在龙芯已应用于包括北斗卫星在内的十几种国家重器,以及党政办公等信息系统。

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但是在消费级市场,龙芯的破局之路仍然很长,主要的问题在生态的建立上。其实2010年,龙芯就成立龙芯中科技术有限公司,从研发走向产业化,但Wintel联盟和“双A”联盟形成的市场生态不是一年两年能打破的。

特别是2006年的“汉芯”造假事件,让同样号称中国芯的代表的龙芯也遭受了无端的误解和嘲笑。

但就像龙芯1号诞生的过程一样,艰难困苦,玉汝于成,只有经历千辛万苦,才能到达成功的彼岸,这是雷打不动的定理。

而我们,需要给中国处理器更多的时间。

六、芯动

“愿主保佑大家,一切都会好起来。”

中芯国际位于张江工业园的大楼前,年过六十的“中国半导体教父”张汝京向来访者说了上面这句话后,转身上了一辆轿车,缓缓拉上车门。然后人们目送这辆车消失在视线里。

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这是2009年11月10日,立冬的第三天,突如其来的寒意让上海人有些措手不及。而对于中国大陆规模最大的半导体企业中芯国际来说,突如其来的震动也让很多人有些不知所措。

就在这一天,中芯国际连续发布了两个重磅公告。

第一条是公司创始人兼CEO张汝京辞去执行董事、首席执行官的职务。

第二条是与台积电就专利诉讼达成和解,代价是向台积电分期4年支付2亿美元现金并发行新股及授予认股权证,交易完成后台积电将持有中芯国际10%股份。

中芯国际,ittop网在《兵进光刻机,中国芯片血勇突围战》这篇文章中介绍过这家企业。

可以说,没有了张汝京之后的中芯国际,并没有倒塌,并且目前仍然是中国大陆最好的半导体代工企业。但是当年张汝京离开的事件对中芯国际的影响,亦是不能用今天的成绩去比照的。

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2000年,张汝京只身来到上海,提着一个公文包,在北京和上海之间来回奔波,最终在浦东张江园区内的一片农田中,奠基开建中国第一座八寸芯片厂。

中芯国际也宣告成立。

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人们都说张汝京的人生有三起三落,而彼时的张汝京刚刚度过人生的第二个“落”。就在那一年初,他在台湾一手创办的世大半导体被台积电50亿美元收购

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▲世大半导体公司

在江湖传言中,是台积电创始人张忠谋与世大的大股东秘密协商完成了交易,张汝京开始并不知情。

虽然在台湾创立世大,但张汝京本身并不是台湾人。其父张锡纶是中国著名的冶金专家,曾在中国第一所矿业高等学府焦作工学院就读,毕业后进入上海的一家炼钢厂工作。

当年抗战爆发后,张锡纶随着上海工业的西迁来到重庆。在那个战火纷飞的年代,张锡纶与其爱人为抗战做出了突出贡献。抗战结束后,他们来到南京。张汝京正是在1948年生于南京。

淮海战役结束后,张锡纶因为历史原因举家迁往台湾高雄。但是,在张锡纶心里,大陆或许才是他魂牵梦绕的故乡。1997年,当次子张汝京从德州仪器离开准备自主创业时,张锡纶就曾建议张汝京回到中国大陆来建厂。

巧合的是,张汝京在德州仪器二十年,曾是张忠谋下属的下属,不过两人当时的交集并不多。

后来,由于台湾当局的原因,张汝京在内地建厂创业的计划受阻,只得在台湾创办了世大半导体。未曾想,三年后,一片向好的世大半导体“中道崩阻”,被“老上级”张忠谋的台积电一招拿下。

根据张汝京的介绍,世大和台积电合并时,他曾提议合并后将第三厂盖到中国大陆去,台积电当时并没有否认这个提议。但合并之后,台积电却开始对到大陆建厂的提议表示反对,这让张汝京很是失落。

再三权衡,张汝京决定离开台积电,自己到大陆筹钱建厂。而台积电也对张汝京的选择进一步表态:离开台积电,到大陆建厂,可以,但你在台积电里的股票不能拿走

张汝京没有丝毫犹豫,舍弃了公司、股票、钱,于几个月后毅然踏上回到大陆创业的旅程。

创立中芯国际的起步是很艰难的,我们前面说到,那个时候国家909工程刚开始没多久,中国半导体产业远远落后于国际先进水平,要设备没设备,要技术没技术,要人才没人才,更要面对西方国家的输出限制。

但是,张汝京凭借自己在半导体行业多年积累的人脉和资源,愣是成功引进了设备和贷款,并把在海外和台湾跟随自己的400 多位技术专家引进到上海。

这些设备和技术人才,不仅是中芯国际发展的关键,更为中国半导体代工行业积累了宝贵的资源

再考虑上海政府的强力支持,仅仅13个月,中芯国际就建成了第一座0.25微米线宽以下制程技术的8英寸晶圆代工厂,将制程工艺提升到了纳米级。

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2004年,中芯国际在美国和香港同时上市,仅仅三年时间他们就建立了4条8英寸生产线和1条12英寸生产线,一跃成为全球第三的半导体代工厂。

但是,在中芯国际向前一路飞驰的时候,隐患也在逐渐积累

也许是过于关注怎样快速地往前奔跑,他们忽视了对知识产权方面的关注,最终成为张汝京第二次创业生涯溃堤的蚁穴。

2003年8月,台积电再次出手,在中芯国际即将上市的关口,一纸诉讼递交到了美国加州法院,起诉中芯国际侵犯专利权、窃取商业秘密、不正当竞争和干扰经营关系,要求其赔偿10亿美金。

对此,张汝京曾表示,其实双方官司的关键不是专利,而是“商业机密”

“台积电的工程师加入我们,他们来的时候,有些人是不小心或者没注意,人家用的制造过程里的菜单什么的,他们照抄了,所以我就变成很被动了。”多年后张汝京在回忆这件事时,苦笑着说。

2005年2月,在中芯国际和台积电的交涉下,双方达成庭外和解协议,不过中芯国际需向台积电支付大约1.75亿美元的金额,按照6年分期支付。

然而,这件事并没有划上句号。就在和解协议达成的十九个月后,台积电再次状告中芯国际,称中芯国际违反了和解协议。

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这已经是台积电第四次就知识产权方面的问题对中芯国际提出起诉。

“中芯已尽力履行在2005年与台积电达成的和解协议,而对于台积电此次的行动感到十分震惊并深表失望。”

张汝京在随后的声明中如是说。中芯方面更是直指台积电此举为恶性竞争。

然而,震惊也好,失望也罢,现实永是残酷。

后来我们已经知道,2009年9月,台积电获得最后的胜利,而中芯国际除了要向台积电支付2亿美元现金,更要拱手让给台积电总计10%的股份。

更重要的是,张汝京要原地辞职。

时间再回到我们开始时说的2009年11月10日的早上。张汝京给自己的老部下季明华打电话,告诉他自己将卸任的消息。

“公司出了事、官司输了,我必须负责,董事会将会找到其他负责人来接替我的工作。”张汝京在电话里说得很平淡。

但季明华却异常震惊,因为就在1天前,张汝京还在给他们开例会部署工作……

当时的中芯国际正在往好的方向发展,一个月前张汝京还在电话会议中透露中芯国际可能在未来的2010年全年盈利,扭转连续10个月亏损的状况……

这件事后,中芯国际元气大伤,2009年直接创下了公司成立以来的最大亏损。

更要命的是,本来在制程工艺上和台积电相差1代左右,现在也已经落后了2、3代

但往好的方向看,张汝京之后,从王宁国到邱慈云到赵海军,中芯国际在新的管理层带动下仍然是在往前跑的。如今已经投产国内首条14nm生产线,并在往12nm进发。

愿主保佑大家,一切都会好起来。

身为基督教徒的张汝京在多年后回忆往事用“焉知非福”来表达自己的感受,证明他已经释然。

2018年,已经70岁的张汝京在ittop网所在的青岛融资150亿元创办了芯恩集成半导体,主要做大硅片方面的生产。

或许对于他来说,只要中国半导体仍然在快速发展,那么“一切就真的都会好起来”。

七、尾音

ittop网引用一下多年前美国《连线》杂志发表的一段论述:

试想,一个国家需要完全依靠从另一个与之有着冲突或经济往来不稳定的国家进口某种珍贵商品,而且,如果没有这种商品,整个社会将被迫停顿。如果你明白这个情形,那么现在请把这个国家想象成中国,与之有着冲突的国家想象成美国,而该商品就是CPU。

回首已经讲的这些事,我们看到的是从新中国成立开始,一整个时代的英雄们,为我们的半导体产业奋斗、牺牲的画卷。

他们为的是什么?为的就是把上面这句话中的“完全依靠”四个字彻底摘去。

为此,我们尝试过,跌倒过,迷茫过,错失过,也拼搏过,牺牲过,得到过。

恕汐元一篇文章,难以竞述。

有些故事还没讲到,暂且按下不表。

有些故事还没讲完,我们则一定要讲下去。

参考

  • 胡伟武,2019,《龙芯的足迹-行走在路上》

  • 何春藩,王占国,2014-05,《林兰英传》

  • 胡启立,2006-02 ,《“芯”路历程——“909”超大规模集成电路工程纪实》

  • 陈芳,董瑞丰,2018-08,《“芯”想事成:中国芯片产业的博弈与突围》

  • 张利华,2009-10,《华为研发》

  • 谢志峰,陈大明 ,2018-7,《芯事》

  • 科普社,2019-03-14,《大美科学家 | 中国计算机之母:夏培肃》

  • 文汇报,2014-8-6,《追忆王守武:执着创“芯”六十年》

  • 央视-财经人物周刊,2019-04-29,《“中国半导体之父”–张汝京:“芯”的征程》

  • 最牛博弈,2018-09-14,《老兵戴辉:华为的芯片事业是如何起家的?》

  • 与非网,2018-09-13,《重回27年前,华为第一颗ASIC芯片是这样诞生的》

新突破:刘静团队研发出密度低于水的液态金属材料爱IT (≖ ◡ ≖)就上ITTOP.CN

在领先世界的液态金属方面,我国科学家再次实现了新突破。

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