龙芯中科技术总监张福新博士：发展硬科技、攻克“卡脖子”需要五种力量

近两周来，有关哲库解散的消息余波未平，在国人惋惜与叹息背后，令国人意难平的是，中国高科技领域近年来一直被美国“卡脖子”，芯片则是首当其冲的领域。如何攻克“卡脖子”也是国人所热切期待的。

要攻克“卡脖子”，首先要了解，我们到底遭遇了哪些卡脖子的关键点。近日，中科院计算所正高级工程师、博士生导师、龙芯中科技术股份有限公司技术总监、龙芯实验室主任张福新博士指出：在芯片产业领域，主要集中于三个方向，设计、工艺与产业生态。

张福新博士具体介绍说，“在芯片设计领域，一是芯片中的指令集。以手机芯片为例，都要得到ARM的授权。比如华为得到ARM V8的授权，但现在因为美国拿不到ARM V9，也就很难持续研发；二是工艺部分，最突出的就是光刻机被卡，因此，先进工艺制程的芯片，我们暂时没办法突破；三在芯片产业生态中，最具代表性的就是指操作系统，现在手机的操作系统有两个，一个苹果的iOS，一个就是谷歌的安卓。个人电脑或办公电脑基本上是windows，包括很多的工业软件都是由国外厂商主导。”

张福新博士以理性的科学家精神强调：“在这些关键的领域，决不是灵机一动或依靠灵感来了，就可以实现突破，也并不是人多力量大就可以解决。”他以ASML的EUV光刻机和龙芯为例说明如何做才能攻克“卡脖子”技术。

EUV光刻机

关于ASML，张福新博士认为，ASML的EUV光刻机的成功是企业家的创新路线、以及生态体系建设综合作用的结果。

光刻机是一个挑战极限的大型系统工程。它不是一个点难，而是有很多难点。有点像短跑，跑16秒可能随便拉出一个人来能搞定，跑进10秒就是国家级运动员了，跑到9秒7就是博尔特，但从10秒到9秒8，就需要从起跑技术，每个地方都是要压榨最后一份潜力才能做得到。

光刻机要求的精度特别高，它每个环节、每个零件都需要非常大的挑战，EUV光刻机有十几万个零件，全球5000个供应商，每个供应商都是细分行业里的领导者。这是大型的高难度的系统集成。

以镜头为例，卡尔蔡司镜头表面只能有0.05纳米的起伏偏差，这是什么概念？如果把它放大到像海南岛那么大，它的起伏不会超过一毫米。

光刻机里的机械好几套系统，因为为了提高吞吐率，晶圆正准备光刻的时候，另一个正在光刻，这两个经常要交换位置。在交换位置的过程中，只要产生了0.1毫米的误差，就是一个灾难性的事故。因此，它要保证误差在1纳米之内，这对机械的要求非常高。

龙芯CPU

至于龙芯的成功，作为我国第一款通用CPU龙芯1号和高性能通用CPU龙芯2号的核心研究骨干之一的张福新博士认为说，这是龙芯团队经年累月持之以恒的成果。

龙芯设计的关键是架构，所谓架构就像盖楼的架构师，同样的钢筋水泥，不同的设计师设计出来的结实程度、美观程度等都不尽相同，同样的CPU里面就是一堆晶体管，同样的工艺之下，能不能做出一样的性能来。这是相当挑战的。

以龙芯为例，就是十几年来一点点提高架构的一个例子。龙芯过去在一个评分软件上只能跑到3分，到现在经过10年的努力，能跑到17分。与之相对照的是，AMD第三代和第四代CPU还不到17分,英特尔的最新13代酷睿也就是17分。这也意味着，中国在CPU领域慢慢赶上来，而在时间上，龙兴花费了20多年。这也是一个长期积累和长期投入的过程。

在ASML的EUV光刻机和龙芯为例进行相关阐释后，张福新博士总结指出发展硬科技，是一个系统工程，需要五种力量——

志存高远、勇往直前的“企业家”力量

无中生有、引领市场的“创新者”力量

追求卓越、醉心极致的“匠人”力量

慧眼识珠、有胆有识的“投资人”力量

分工精细、公平竞争的“产业生态”力量