“龙芯之母”黄令仪:每年为国节省2万亿

2023-08-10 06:43:48文张德强合肥
中关村 2023年7期
关键词:中国芯龙芯芯片

文张德强(合肥)

“我最大的心愿就是匍匐在地,擦净祖国身上的耻辱”!这是女科学家黄令仪发自内心的呐喊。她以八旬高龄带队研制出“龙芯3号”,不仅打破了西方的技术封锁,让歼—20战斗机、北斗卫星都装上了中国芯,让复兴号高铁实现百分百国产化,每年还为国省下2万亿元的芯片支出。遗憾的是,2023年4月20日,民族功臣黄令仪院士逝世于北京,享年86岁。她的名字和显赫功勋,应该被更多的国人铭记。

这位耄耋老人用瘦弱身躯挺起民族的脊梁,用一颗最纯粹的中国心打造出最硬核的“中国芯”,只为祖国不再受制于人。

生于忧患从小燃起科技强国梦

1936年,黄令仪出生于广西南宁,父亲是广西博物馆的创始人和首任馆长,母亲是一名化学研究员。出生于高级知识分子家庭的她,本应该生活安逸,但侵华日军打破了国人平静的生活。尚在襁褓中的黄令仪,就与父母过起了四处逃亡的日子。在她的整个少年时期,曾目睹过许多亲友、同胞在战火纷飞中流离失所,哀嚎求生。

“记得小时候,日军的飞机经常跑到我们头顶上扫射或轰炸,我总是跟着父母东躲西藏,每天食不果腹,活着就已经是最大的幸运了。”黄令仪说,当时她既恐惧又想不通,就问妈妈:“我们又没惹日本人,他们为什么要大老远飞来轰炸中国人?搞得我们连学都没法上了。”母亲含泪告诉她:“因为我们的国家太贫穷,太落后了。记住,落后就会挨打。你长大了一定要好好读书,用知识报效国家!”自强报国的种子,从小就在黄令仪心底生根发芽了。

1949年新中国成立时,黄令仪正在桂林读中学,因为父母都是旧社会的大知识分子,他们一时没有工作和生活来源,全家人连吃饭都成问题,更拿不出钱来供她读书了。黄令仪不甘心,无奈之下,她咬牙找到了学校的团委书记。对方知道黄令仪是个品学兼优的好学生,就顶着压力给她开具了免学费的证明。

年轻时的黄令仪与同事们

当母亲看到她拿回家的那张证明,不禁搂着黄令仪喜极而泣:“你做得对,孩子,人只要有饭吃,就不能放弃读书!切记,是国家给了你继续读书的机会,一定要努力学习,将来报答祖国。”黄令仪听了用力点头。

高中毕业后,黄令仪如愿考上了华中工学院(现华中科技大学)。她特别珍惜来之不易的上大学机会,在班上格外刻苦努力。1958年毕业后,成绩优异的黄令仪又进入清华大学半导体专业进修。“当时国家正大力发展科学事业,清华为此开设了半导体专业。于是,我成了该专业的第一届学生。”

半导体是集成电路(芯片)的基础,从此,黄令仪与“微电子学”结下不解之缘,开启了她长达半个多世纪的艰辛探索之路。因为小时候目睹过家园满目疮痍、同胞被侵略者杀害的惨景,黄令仪时刻提醒自己:你肩负着“科技强国”的使命!

从清华大学进修归来后,黄令仪返回母校华中工学院,创办了国内首个半导体专业和实验室。“我清楚地记得,第一次走进实验室的样子:四壁徒墙,空空如也。只有一个身穿白大褂的小伙子蹲在电炉旁边,炉上有一个玻璃烧杯,里面是几块指甲盖大小的紫蓝色硅片,这就是当时要做的二极管。”

虽然条件艰苦,却无法阻挡黄令仪科研的热情。她带着助手艰难攻关,凡事都尽量自己动手,几天几夜不睡觉是常有的事。只用了半年多时间,他们就研发出了我国的半导体二极管。

初战告捷的黄令仪,这时却累病了。前来医院探望她的同事们,都劝黄令仪以后少熬夜,不要成天泡在实验室里,得多活动身体。她躺在病床上喃喃说:“我们的科技还很落后,心里着急啊!就算匍匐在地,我也要擦干祖国身上的耻辱,让欺我辱我者,再不敢小瞧中国!”

失声痛哭为被迫叫停的芯片事业

研制出二极管后,黄令仪又率领科研团队,对三极管展开了科研攻关。但当时正处于“三年困难时期”,因粮食紧缺,国家调整了方针,学校半导体专业不得不下马。闻此消息,黄令仪哭着跑到领导办公室:“我们刚刚开了个好头,怎么能让它胎死腹中呢?我知道吃的粮食紧张,可国家要发展,就离不开工业,而半导体就是工业未来的‘粮食’啊!”

但任凭她喊破嗓子,也无法改变国家的政策。20世纪60年代初,黄令仪服从分配,前往中科院计算所工作。并参与到为了突破两弹一星瓶颈,而开展的芯片研发任务中。

国家当然也知道微电子的重要性,“三年困难时期”刚结束,就于1965年上马了微型计算机项目,并把它交给了黄令仪及其同事们。

在团队的不懈努力下,1966年8月,黄令仪等人研发出了中国第一台微机——“156组件计算机”,得到了周恩来总理的表扬。后来我国靠着这台微型计算机,把第一颗人造地球卫星送上了天,成为世界上第五个拥有自主知识产权卫星的国家!

“当从收音机里听到卫星上传回地球的《东方红》乐曲,我们整个团队都哭了。”黄令仪说,父亲闻讯后也给她打来电话表示祝贺,他声音颤抖得厉害。

黄令仪的科研成绩虽然不俗,但她心里有一个隐忧:尽管我们研发出了国产微型计算机,但微机中的很多零部件都是从国外买来的。必须研制出自己的“中国芯”才行,否则迟早有一天,会被老外卡住发展的脖子。比如他们一旦断供核心部件,我国就用不到新型计算机了啊!

黄令仪一边调整研究方向,一边不停地向领导建言。1973年,中科院启动了013大型通用计算机研制项目,并加强对芯片的研究。

当时,国外对中国封锁得很厉害,很难找到资料。黄令仪和团队靠顽强的意志,一点一点地摸索,终于研制出性能稳定的存储器,并拿下了1978年全国科学大会“重大成果奖”!这个成果,在当时已经非常接近世界先进水平了。

此后,黄令仪带领的研发小组,又在1980年和1983年获得国家科学进步一等奖、科技成果二等奖。但后来由于中科院经费紧张,大规模集成电路的研发被叫停。得知消息的黄令仪,不由失声痛哭。

“那是1984年,我国的集成电路和芯片发展,已经很逼近世界水平了!但就在这个节骨眼上,上头觉得芯片研发太烧钱,造不如买,我们的科研项目就难以为继了。”黄令仪忧心忡忡,又去找领导理论。

“您应该知道,曾有一个美国科学家说,他们可以随时关闭中国发电厂的发电机,让我们再也打不开!美国这份自信就是来自对芯片的垄断,而任何电子产品尤其是关乎国家安全的战机、军舰和导弹,一旦离开了芯片,等于废铁一堆,甚至可能被敌人操控调转枪头打向我们自己啊。芯片不仅决定了一个国家的核心竞争力,还关系着国家安全,不能停!”但任凭黄令仪怎么努力争取,经费不足的芯片科研所,最后还是关门了。

1990年,年过半百的黄令仪被公派到美国,与一家公司进行技术合作。知道自己国家的科技相对落后,她在美国期间四处取经“偷艺”。当听说加州在举办一个国际芯片展览会,黄令仪连夜坐火车赶了过去。

偌大的展览会上有成千上万个摊位,但她跑遍了全场,却没有找到一家中国的展台。黄令仪既震惊又心痛,还有被老外出言讽刺的尴尬。

“在六七十年代,我国的集成电路研究在某些方面甚至领先于世界,可一二十年过去,差距却已是天壤之别。”黄令仪在当天的日记中写道:“琳琅满目非国货,泪眼涟涟。我们一定要设计出一块高水平的芯片,来参加世界级的展览,让外界看到中国的科技崛起!”

回国后,她潜心钻研各种集成电路的设计方法,包括华为公司的交换机芯片、计算机的控制芯片等等。历时数年努力,黄令仪取得了两项发明专利,终于突破西方对芯片技术的封锁,为打造“中国芯”奠定了基础。

龙芯之母令老外敬畏的“中国女神”

2000年,她设计的芯片被推荐到世界发明博览会上参展,并获得了银奖!这个成绩虽然优异,但中国依旧没有能力独立制造出属于自己的芯片,因为缺少制造芯片的光刻机。

2001年,中科院向全国发出打造中国芯的集结令,并成立了“龙芯”实验室。这时黄令仪已经67岁,刚退休回到桂林养老。领导想邀请她带头研发中国芯,又担心黄令仪不愿意出山,特地找到她的爱人晋红先生做思想工作。

不料,黄令仪闻讯后当即表示:“看到我国芯片技术比国外落后那么多,我哪能安心养老?感谢你们看得起我这个老太太,我愿意为祖国的芯片研发贡献出全部力量啊!”

尽管经费不足,困难重重,67岁的黄令仪毅然加入“龙芯”研发团队,成为了项目负责人。上任第一天,她就告诉科研人员们:想成为现代化强国,没有芯片寸步难行!

“前些年,‘宇航级’的芯片一直垄断在美国手里,我国必须通过首脑级别的外交,才能买到一些。但像歼-20这类先进战机使用的芯片,你花多少钱,人家都不会卖。据统计,目前我国每年向美国进口芯片的总价值2000多亿美元,折合人民币就是近两万亿,芯片已成为中国每年进口量最大的产品。而西方国家利用在芯片上的技术优势,一直遏制着我国的发展!大家不拼怎么行?时不我待啊!”

在黄令仪带领的团队不懈努力下,仅仅两年多时间,中国第一颗国产芯片“龙芯1号”就横空问世,终结了国产计算机产业“无芯”的历史。

不久后,她又率队研发出“龙芯2号”。这颗芯片的性能已经超过当时的国际平均水平,功耗也远低于国外同类芯片,标志着中国在芯片领域的发展跨越了一大步。

“龙芯2号”芯片很快就被广泛应用到多个领域,特别是2015年,我国发射了首枚搭载“龙芯2号”的北斗卫星。美国人为之震惊,因为“北斗”的成功上天,说明中国芯片已完全脱离他们的掌控了。

这时的黄令仪已经是科学院院士,并且拥有了多项荣誉,但她并没有止步不前。2018年,这位82岁高龄的老人又带队研制出“龙芯3号”。她打破了美国严密保护多年的技术,让复兴号动车实现了100%国产化,让歼—20的雷达和北斗卫星,都装上了最新款的中国芯!龙芯的出现,每年至少为国家省下2万亿元的芯片支出费用。

2019年12月,83岁的黄令仪再次取得重大突破,她主持的龙芯3A/3B4000系列工程机械处理器,性能追上了美国AMD公司的“挖掘机”CPU水平。相关新闻发布后,网友们纷纷点赞留言:“致敬黄令仪院士!您是一位令老外们敬畏的‘中国女神’!”

2020年,中国计算机学会给黄令仪颁发了“CCF夏培肃奖”。获奖理由是:“黄令仪在长达半个多世纪的时间里,一直在研发一线,参与了从分立器件、大规模集成电路,到通用龙芯CPU芯片的研发过程,为我国计算机核心器件的发展作出了突出贡献。”

此后,年迈的黄令仪院士“退而不休”,仍带领着新一代的科学工作者保持初心,砥砺前行,奋战在中国芯片事业最前线……

直到2023年4月20日,巨星陨落,一代民族功臣黄令仪因病医治无效,在北京与世长辞,享年86岁。

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