“芯”火相传强国梦

吴彪 吕腾波 李爽 雷霏

“当今世界正处于百年未有之大变局！”习近平总书记的反复告诫如同黄钟大吕，振聋发聩。这几年来，中兴事件、华为事件，以及愈演愈烈的西方国家对于我国科技企业的打压，愈发证明了总书记的判断和真知灼见。新一轮大发展大变革大调整，大国战略博弈正在全面加剧，而在这场不见硝烟的战争背后，实质上是国家整体科技实力的强硬较量。

2020年，“北斗三号”全球卫星导航系统开通和“天问一号”深空探测器发射成功令人瞩目。这两个航天型号工程取得的成功，实现了中国卫星/探测器成体系批量使用国产芯片，对航天工程的自主创新发展具有里程碑意义。在实现航天梦、强国梦的伟大征程背后，中国航天芯的冉冉升起，铭刻着中国航天科技集团有限公司九院772所（以下简称“772所”）做出的不可磨灭的贡献！

突围：自主创新是硬道理

“核心技术是无法依靠别人的，这是基础能力！”从掷地有声的话里，能读出没有谁会比身为772所人自己更迫切地拥有打造出一颗强劲的“中国芯”的渴望。

航天技术是衡量一个国家现代化水平和综合国力的重要标志，集成电路则是支撑信息产业发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，特别是宇航用集成电路是航天的“芯魂”，是航天和武器电子设备中采用的最重要的核心组成部分，是保障国家战略安全的重要支撑基础和国际前沿技术。元器件虽小，却是大国重器，这颗“芯”不强起来，在智能化、数字化等各方面肯定都要受制于人，随时遭人掣肘。所以，必须要把核心技术牢牢掌握在自己手里，才有高质量的发展，才会实现中华民族的伟大复兴。

就是在这种肩负为国铸芯、为航天造芯的光荣使命背景下，772所怀抱着“芯片国产化”的一片初心于1994年在北京成立，由白丁担任首任所长，从此开启了持续自主研发，集智攻关，突破多项核心关键技术的科研征途。

从那一刻起，与行业的发展同呼吸，与国家的命运共起伏，就成为了772所的先天基因。作为我国航天微电子领域的国家队，772所人克服初创时期现实中的种种困难，从一张白纸起步，无论是普通的技术人员还是领导干部，大家将汗水和智慧都倾注在为国突破的苦干实干中，为后面的发展蹚出一条坚实的道路。

国之重器没有小事，特别是航天器上使用的CPU芯片，被喻为“卫星大脑”，这颗“大脑”既要聪明、精准，还要强壮、健康，要经受得住太空严酷环境的考验。因为宇宙空间环境极为复杂，大量的空间粒子辐射会导致卫星上电路性能退化甚至功能失效，对卫星造成致命伤害，所以有着“小芯片决定着航天型号大任务成败”的说法。772所第二任所长赵元富就把目标锁定在了自主突破抗辐射集成电路这一太空探索的关键技术之上。

但是，作為国际间竞争白热化的高尖端技术，在技术垄断的背景下，想在短时间内有较大的突破谈何容易。772所从一开始就决定瞄准国际先进的前沿技术，一改早期主要以工艺加固为主的抗辐射加固集成电路研制技术，而率先提出了“设计加固”的技术路线，挑战当时的世界级难题，在不改变工艺流程和规范的情况下，通过集成电路设计加固技术，研制抗辐射加固集成电路。如此一来，772所的技术路线是在芯片设计环节而非制造环节添加抗辐射特性，抗辐射难度就全部转移到了芯片设计上。这一项目技术系数高，工作量大，难度可想而知。

通过谱系化布局，772所持续开展产品研发工作。为了取得核心技术的持续突破，该所按照“规划一代、研发一代、工程一代”的思路，通过多技术方向协同，夯实了抗辐射加固库等共性技术基础，以建立完全自主创新的抗辐射CPU研发平台为出发点，并积极推动以CPU为核心的宇航整体解决方案配套芯片的自主保障，先后研制成功300余种抗辐射芯片产品，初步构建了宇航集成电路产品体系，涵盖了微处理器、FPGA、总线、存储器、转换器等关键宇航集成电路的全部种类，对航天工程的自主创新发展具有里程碑意义。772所的抗辐射加固技术获得了国家技术发明奖一等奖，这也是元器件领域获得的最高国家奖励。

伟大事业催生伟大精神，伟大精神推动伟大事业。“如果没有持久坚定的信念，没有战胜一切困难的意志，没有牺牲小我成就大局的奉献精神，没有人能走完这么漫长而艰难的路程！”陈雷深深感叹道。据陈雷回忆，他刚刚入所的时候，研究所的条件还相对比较艰苦，但是他看到老一代的科研人员即便在条件不完善的情况下，依然坚持开展自主研发。继往开来，在白丁、赵元富、赵学严、文治平、姚全斌等几任所长和书记的接续奋斗下，在这种前赴后继的探索和前进中，772所打造出国内航天微电子产业的良好生态环境，“航天芯”表现越来越出色，不仅已在我国北斗导航、载人航天、探月等重大航天工程使用，并且进入了国际市场。772所逐步发展成为国内宇航集成电路设计的引领者、我国宇航元器件国际化的先行者以及国内高可靠集成电路技术的践行者，走出了一条“自力更生、自主创新”的奋斗之路。

转折：从受制于人到批量应用

一支优秀的队伍，能够克服一切困难，完成看似不可能完成的任务！陈雷带领下的FPGA团队正是772所人这些年来风雨兼程、砥砺前行的一个缩影。

宇航集成电路在技术难度和重要性上首屈一指，犹如航天事业的皇冠。而宇航集成电路中的FPGA可通过编程实现各种复杂的功能，被誉为芯片界的“变形金刚”，因其本身具备极高的技术继承性和设计的复杂性，更被业内人士视为航天事业皇冠上的那颗明珠，长期以来一直被国外垄断。

早在10多年前，不管是赵元富所长还是文治平所长，他们两个人都敏锐地察觉到了FPGA的发展是微电子发展的重要方向。2007年，772所专门成立了进行FPGA研制的团队，由陈雷担任负责人。到2010年时，正式成立了FPGA部门，成为我国一支专业从事宇航用高可靠FPGA研制的科研团队，一肩承担起我国宇航用高可靠FPGA科研及型号的研制任务。

作为航天微电子领域里的第一个博士后，陈雷成为这个领域里的探路人。“当2007年决定开始FPGA技术研究的时候，其实心里并没有底，就是凭着一股冲劲和理想在坚持。”陈雷回忆道，“但是，当时集团的领导、院里的领导、所里的领导都特别关心我们这支团队，给了我们很多的鼓励和支持。一切都是从零开始，大家携起手来一步一个脚印地往前走。”

航天报国的梦想将大家凝聚在一起，在这支光荣的团队里，党员占到了60%以上，班组长以及核心技术骨干均为党员，为项目攻关提供了智力支撑和组织保障，鼓励年轻的科研工作者们用技术创新推动着我国航天事业的发展，实践着科技兴国的使命。

万事开头难。FPGA是一个涉及微电子、封装、核科学等多个学科的庞大系统工程，21世纪初，核心技术全部掌握在美国人手里，可借鉴的资料几乎没有。在没有任何实物可以参考的情况下，陈雷带领团队成员从查阅大量文献开始，“当时我带着大家去国家图书馆，把所有的专利通过站点全部查出来，然后十几个人把6000余篇技术资料认认真真地从头到尾全部读了一遍”。从那时起，每个工作日晚上都要进行两个小时的“晚自习”就成为了团队的“例行节目”，每一个人就自己的研究方向参读文献，并定期在一起交流读书成果，大家畅所欲言，通过一次次针对性的学习讨论会和一次次酣畅淋漓的思想碰撞，铺就出通往FPGA研究之路的坚实路基。

在陈雷的带领下，十年面壁图破壁，772所承担了以重大专项为代表的20余项国家级科研课题，在国际上率先提出了宇航用单粒子加固SRAM型FPGA技术路线，从版图级、电路级和系统级深入研究了抗辐射加固FPGA技术，突破了0.25微米、0.13微米、65纳米工艺下宇航用FPGA关键核心技术，攻克了SRAM型FPGA空间应用时单粒子翻转的世界性难题，探索出了宇航用抗辐射加固FPGA技术路线，形成了三大核心创新点，解决了宇航用核心关键元器件FPGA“卡脖子”的技术难题，成功研制出国内首个国产化的宇航用千万门级高性能高可靠FPGA芯片。经过ATE测试和板级验证，功能和性能指标均达到国际先进水平。

772所的成果实现了航天、航空、兵器和船舶领域多个型号的批量供货，扭转了我国高端宇航用FPGA受制于人的被动局面，还实现了我国高端抗辐射加固集成电路出口的重大转折。目前，772所的抗辐射FPGA等产品和技术已经远销俄罗斯、法国、瑞士、西班牙、巴基斯坦等国家，为全球多家宇航公司提供了产品与技术服务，彰显了我国宇航用FPGA研制技术在国际航天合作中的重要地位。

从一个小小的研究组到十几个人的团队，再到设立部门，陈雷带领下的FPGA团队经受住一次次考验，在锤炼中逐渐成长壮大，成为我国航天微电子事业发展的中坚力量，先后荣获了团中央“全国青年文明号”、国防科工局“国防科技创新团队”、国家科技部“十一五国家科技计划执行优秀团队”、航天“金牌班组”等诸多荣誉，而作为团队带头人的陈雷也先后登上了国家技术发明奖一等奖、国防技术发明奖一等奖、国防科技创新团队奖等多个奖项荣誉的领奖台。不久前，由于带领团队长期从事我国宇航用高可靠核心器件FPGA技术研究和产品研制，陈雷荣获了第二十二届中国科协求是杰出青年成果转化奖的殊荣，成为该领域的一颗新星。

远航：薪火相传驶向未来

习近平总书记提到集成电路时意味深长，从他的重要讲话可以看出，在这方面的谋篇布局已经渐次展开，为国铸“芯”，时不我待！

中国航天用了60多年时间赶上了国外上百年的进程，依靠的正是中国航天人迎难而上的精神和艰苦卓绝的付出，而772所人就是这一精神坚定的践行者。26年一路走来，772所涌现出了白丁、赵元富、赵学严、文治平、姚全斌等为代表的众多国家级科技专家和高级技能人才，为中国航天微电子领域培养和输送了大批科技精英，為中国航天的发展做出了贡献。2019年11月11日，这一棒正式传递到了陈雷所长和同样年轻的王勇书记手上。

新的领导班子甫一上任，首要事情就是前去拜访研究所的那些老领导、老先生，以及长期关怀和支持772所发展的院士和行业前辈们。陈雷清楚，“一流的航天科研技术之所以能成为一流，往往凝结了几代人的传承和积淀”。在陈雷前去拜访的老先生中有一位具有特殊意义的老人，那就是“两弹一星”功勋、“北斗”导航系统总设计师、探月工程总设计师、“共和国勋章”获得者孙家栋院士。早在2009年，孙院士曾经亲自来到772所调研指导，关切地询问芯片的研制进展和技术攻关情况，当时在实验室里负责接待并介绍的，正是年轻的陈雷。“临别时，孙老总再三叮嘱我们，加快研发节奏，一定要使我们的芯片能够更好地应对空间恶劣环境的挑战！”陈雷谈及往事，历历在目。“这一次去拜访孙老总，我特别向他汇报了772所这些年来在航天微电子自主创新方面的工作，当初他对我们的要求和期望，我们正在逐一实现！”陈雷说，孙家栋院士听了之后非常开心，还特别在当年合影的照片上签下了名字，以表达对晚辈们的鼓励。

在772所里，“帮助别人成功”是一种积极倡导的文化理念。通过激励技术创新和成果转化，形成了员工自主持续创新的研发氛围；通过开展“学习型团队”建设、“师带徒”班组建设、新员工讲师队伍建设、国际化人才培养等，提高青年研发人员的学习兴趣与学习效率；利用重大项目锤炼研发骨干人员的综合技术能力与组织协调能力，让年轻的技术人员投入到实战中去得到真刀实枪的培养和锻炼，从而快速成长。

当前新一轮科技革命和产业变革加速演变，更加凸显了加快提高我国科技创新能力的紧迫性，中央高层对于集成电路格外看重。8月20日，习近平总书记在合肥主持召开扎实推进长三角一体化发展座谈会上发表重要讲话，提出要集合科技力量，聚焦集成电路、人工智能等重点领域和关键环节，尽早取得突破。不久前，国务院专门印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》。这份文件明确，集成电路产业和软件产业是信息产业的核心，是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。

站立在新时代的潮头，年轻的领导班子充满了渴望去劈波斩浪。陈雷介绍：“未来，在任德民院长、王亚文书记等院领导的指导和关怀下，在全体兄弟姐妹的全力以赴下，772所将在‘十四五期间，以建设‘世界一流航天微电子企业为发展目标，全面开启大所建设新征程，牢固树立和贯彻落实‘一切以国家富强为重、一切以企业发展为重、一切以职工幸福为重的发展理念，贯彻创新驱动发展战略，打造国防科技工业‘自主创新和‘航天强国建设的核心力量，进入世界宇航微电子第一方阵，成为国内军工电子元器件的排头兵。”

“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”，习总书记提出要传承好、弘扬好这一新时代的北斗精神。和北斗系统工程同龄的772所，也经过了26年时光的江河奔涌、风云变幻。几代科研工作者“芯”火相传，把自己最美好的青春年华盛放于此。新征程的号角声已经响起，陈雷明白，有了底牌，才有底气。正是因为有了这样一群人经年累月的坚持和奋斗，将先进技术书写在祖国的尖端装备上，把科技成果应用于实现现代化强国的创建中，才不断地增加着国防的强度和博弈的力量。过往、今日的影像交织重叠，772所这艘民族航天科技之船，在承往启今的时间长河中将再度远航，守候初心，乘风破浪，续写新的传奇。

专家简介

陈雷，42岁，研究员，现任航天科技九院772所所长。入选中组部青年拔尖人才支持计划和科技部中青年领军人才、国防科技创新团队，获2019年军委科技委国防科技卓越青年科学基金。曾荣获国家技术发明奖一等奖、国防技术发明奖一等奖、国防科技创新团队奖。2020年入选中国科协第二十二届求是杰出青年。他作为我国宇航用FPGA技术带头人，在国际上率先提出了宇航用单粒子加固SRAM型FPGA技术路线，解决了宇航用核心关键元器件FPGA“卡脖子”技术难题，在国内率先实现国产宇航用FPGA的工程化应用，填补国内空白，达到国际先进水平。授权专利65项，发表论文71篇。