，主导完成了一款 64 位 RISC-V 处理器 SoC 芯片设计并成功流片，同时他们的论文被RISC-V 全球论坛接收！

  这一成果引发媒体热议，更被网友称为「最硬核毕业证」。或许你会好奇：这一条消息有什么值得关切的？听超模君给你慢慢道来。

  前一阵子，台积电宣布9月4日断供华为，5月15日后不再接受任何来自华为的订单，一时引起激烈讨论，甚至有人开始猜测华为还能撑多久。

  由这件事引起的反响来看，台积电断供对华为而言，不算扼住了咽喉，那也是束缚了双足。

  我们可以先把“芯片”简单粗暴的理解成“集成电路”，相当于电脑的“主板”。

  人类历史上第一台计算机诞生于1946年，它由18000只电子管，6000个开关，7000只电阻、10000只电容，50万条线组成了一个超级复杂的电路。这个重达30吨的大家伙，运算能力只有5000次/秒。

  把这个大家伙缩小到能“贴”到指甲盖那么大点的一个“片”上，就成了“芯片”。

  不提“缩小”这一步到底经历了什么样的技术革新，我们今天就只讲这个“片”，它就像一座房子的地基，没了它，就没有“芯片”。

  把硅石氯化了再蒸馏，杂质没了以后，就得到了纯度比较高的硅。纯度越高越好，芯片用的电子级别的高级硅的纯度是99.999999999%，我国需要的硅片几乎全部要进口。

  提纯过后“液体硅”会被放在一根“棒子”的末端，这根棒子是会坚定的朝着一个方向旋转，然后棒子匀速向上提拉，一边提，一边匀速旋转，最后就可以在棒子的末端得到一根较大的“圆柱”。

  把这个“圆柱”切片，然后就得到了“片”，叫做“硅晶圆片”，也叫“晶圆”。

  有了“地基”，接下来就是在上面盖房子，盖房子的活就是“晶圆厂”的工作，比如“台积电”就是干这个的。

  要想把那么复杂的电路“贴”在晶圆上，依靠人手是万万做不到的，得需要机器。机器“贴”不成，那就把电路“刻”在上面，这就用到了“光刻机”。

  它一见到“光”就会化，这个光就是从“光刻机”中出来的，光线必须非常精准，感光材料上会被刻出设计好的“图案”，这个“图案”再经过加工后就是“电路”。

  一块300mm直径的晶圆，16nm工艺能做出100块芯片，10nm工艺能做出210块芯片。

  芯片越小，单价就越便宜，也就更有竞争优势，市场就更大，所以大家牟足了劲往小了做。

  影响这个纳米工艺精确度的核心设备是“光刻机”，光刻机的核心技术在荷兰阿斯麦公司手里。这个公司每台售价上亿美金，每年还只生产几十台，全世界抢着要。在中国大陆，只有中芯国际在2019年好不容易买到了一台。

  而且，生产芯片要想见到收益，它需要一个长远的投资，换个直白的词就是“烧钱”，前期需要不停的投资，投资多并不代表最终盈利。很明显，它没有投资房地产更划算。

  2017年，中国科学院大学包云岗教授组织学生统计了“2008年至2017年间体系结构顶级会议ISCA论文第一作者”的情况。最后，统计发现，这些优秀的人才85%选择在美国就业，只有4%的人选择了中国。

  再一看他们的国籍，中国籍占世界的20%，美国本土也才只占25%，20%显然说明中国人才不少，只是国内没有留住他们。

  不能留下大多数优秀人才，那总可以留下其他的“芯片人才”吧？可是，此前国内培养的芯片人才数量太少了，现在需求猛增，学校还没全部反应过来，人才供给跟不上市场需求。

  这种人才危机美国也出现过。1982年的时候，全美国上千所大学中，从事半导体相关研究的教授和学生加在一起还不到100位。

  为了应对这类人才危机，美国国防部高级研究计划署启动了MOSIS项目，为大学生提供流片服务，通过MPW模式大幅度降低芯片设计门槛。30多年过去了，MOSIS为大学和研究机构留了60000多款芯片，培养了数万名学生。

  我们的宝岛台湾在这一方面倒是一直头脑清晰，为了培养芯片人才，他们展开了校企合作。

  据一位从台湾交流回来的本科生说，台积电专门有一条线给学生们预备着。学校课程里也会有这样一门课，让选修的同学们去流片。

  还有一些国外的有名的公司，他们会舍得赔钱留自己的产线给学校免费用，当然，也不是不求回报，学校会输送人才和研究成果给企业。

  从美国已经得出的成功经验来看，降低芯片人才准入门槛，是加速人才培养的最快、最有效的办法。

  让我们回到文章开头，中国科学院大学5位本科生带着自己设计的芯片毕业了。这就是“降低人才准入门槛”的一次成果展示。

  而他们之所以能够以本科生的身份产出自己设计的芯片，还要从“一生一芯”计划出现说起。

  2018年11月8日，世界互联网大会上，中国开发指令生态（RISC-V）联盟正式成立。“一生一芯”计划也在此时萌芽，中国科学院大学教授包云岗为这个计划定了一个目标：

  后来，他联系了几位国科大本科生，这群出生在98/99年的年轻学子勇敢的接受了挑战。

  “一生一芯”计划并不是要研制出产品级的芯片，也不是要在技术上突破和创新，它其实是一次教学实践。

  唐丹老师和工程师刘彤负责Soc架构设计余子濠博士生负责处理器核设计张科老师负责项目协调、与国科大对接常轶松老师、赵然老师一起在FPGA模拟仿真方面做指导解壁伟老师和鹏城实验室李峄工程师在后端物理设计上给予支持深圳大学蔡晔老师则参与帮助设计PCB板卡

  大家齐心协力帮助这五位本科生制造他们自己设计的芯片，但不是说要全程告诉他们该怎么做。

  五位学子有必要进行一些探索性的尝试，有时需要推倒自己的设计重新来过，他们经历过失败，也会焦虑和沮丧。经过4个月高强度开发，终于赶在毕业答辩前，制造出了自己的处理器芯片。

  目前“果壳”已经被RISC-V 全球论坛接收，参与这个论坛的是来自世界各地的业界资深专家，包括图灵奖获得者David Patterson教授。

  首期“一生一芯”计划的成功，为国内芯片人才的培养提供了非常好的教学案例和方向。

  在经历过陈进教授一手缔造的”汉芯事件“谎言后，我们在这群热忱的老师和年轻的学子身上，可以对“中国芯”快点到来充满期待。

  汉芯事件：上海交通大学微电子学院院长陈进教授偷偷从美国购买芯片，磨掉标志，谎称是自己独立研发，成功申报项目40多次，累计骗取拨款上亿元，肆意挥霍，不少流入了他在美国的私人账户。事情曝光后，造成科研圈谈芯色变，严重影响了国内芯片行业的发展。

  作者简介：超模君，数学教育与生活自媒体博主，新晋理工科奶爸。出版过《芥子须弥 · 大科学家的小故事》；《数学之旅·闪耀人类的54个数学家》。后续数学文化创意多多，欢迎关注认识！