讓學生擁有“最硬核畢業證”

2020年6月2日13時40分，受新冠肺炎疫情影響，一場特殊的畢業答辯在線上開始了。

在答辯會上，參與首期“一生一芯”計劃的金越、王華強、王凱帆、張林雋和張紫飛，這5名平均年齡只有21.8歲的中國科學院大學(以下簡稱“國科大”)2016級計算機科學與技術學院本科生，向答辯委員會的老師們遠程展示了他們的本科畢業設計——64位RISC-V（第五代精簡指令集）處理器SoC芯片。

處理器芯片被公認為芯片產業“皇冠上的明珠”，設計復雜度高、難度大，設計人才嚴重緊缺。“加快處理器芯片設計專門人才培養，是解決我國信息領域‘卡脖子’問題的關鍵。”作為“一生一芯”計劃負責人，中科院計算技術研究所副所長、國科大計算機科學與技術學院教授包云崗介紹，國科大充分發揮“科教融合”優勢，于2019年8月啟動首期“一生一芯”計劃，旨在通過讓本科生設計處理器芯片并完成流片，培養具有扎實理論與實踐經驗的處理器芯片設計人才。

“‘一生一芯’的意思，是讓參與計劃的每位本科生帶著自己設計的處理器芯片畢業。”包云崗說，“一生一芯”計劃的愿景目標，是培養更多國家緊缺的高科技人才，將在國科大實踐經驗的基礎上向全國輻射，幫助更多高校形成從處理器芯片設計到流片并運行操作系統的實踐課程，提高我國處理器芯片設計人才培養規模，縮短人才從培養階段到投入科研與產業一線的周期，力爭3年后在全國每年能培養500名學生，5年后每年能培養1000名學生，10年后每年能培養1萬名學生。

將一行行數字世界的代碼，變成能在現實世界中運行的芯片，這一過程對師生們來說，都需要面對很多意想不到的挑戰與挫折。“學生們需要進行很多探索性的嘗試，很多時候甚至需要將設計推倒重來，這對他們的心態也是很大的考驗。”包云崗說。

2019年12月19日，經過4個月高強度的開發工作后，學生們設計的芯片設計圖紙正式提交。大家就如同高考交卷，終于舒了一口氣，卻又懸起了一顆心。因為，還要等待芯片制作、返回。2020年1月起，這種感覺又被突如其來的疫情放大了。

2020年4月23日，學生們從微信群里得知，他們親手設計的處理器芯片返回了。但這并不是終點，還需要進行測試驗證。但當時，參與計劃的5名學生卻因疫情阻礙不能返校，無法到現場調試與測試。幸好余子濠、蔡曄和劉彤等在京學生挺身而出，協助調試測試工作。

2020年6月，參與“一生一芯”計劃的5名學生順利通過畢業答辯，實現了帶著自己設計的處理器芯片畢業的目標。這款芯片，被網友稱作是他們的“最硬核畢業證書”。學生們將這款處理器芯片命名為“果殼（NutShell）”，與“國科”發音相同，寄托了他們對母校的深厚情感。

2020年9月，“果殼”芯片的設計方案被2020年度RISC-V全球論壇接收，是全世界29個技術報告中唯一由本科生完成的設計。2021年6月，在首屆RISC-V中國峰會上，開源高性能RISC-V處理器“香山”首次亮相。此時，前述5位學生已是“香山”開發團隊的技術骨干。“可以試想，等這5個人到30歲時，早已是處理器芯片和計算機系統設計領域的老兵了。”包云崗說，“我對這批年輕人的未來充滿期待。”

2020年8月12日，第二期“一生一芯”計劃啟動。這一次，不僅有5名國科大本校學生，還有6名來自浙大、南大、西北工大、哈工大的學生參與進來。如今，第三期“一生一芯”計劃已經啟動，接到報名人數已超過600人，覆蓋139所國內外高校。

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