黄令仪：为“中国芯”倾尽一生

李雷

现代化国家，没有芯片寸步难行。小到手机、家电、马路上的红绿灯，大到高铁、卫星，甚至是重武器，没有一样离得开芯片。所以从某个角度讲，芯片决定了一个国家的核心竞争力。她，从22岁进入微电子领域，现如今85岁仍然奋斗在芯片的最前线；她，见证了中国整个芯片发展史，是我国第一批半导体专业的领军女科学家。她就是“中国芯片之母”黄令仪。

经历挫折暗下决心，设计出高水平的中国芯片

黄令仪，1936年出生于广西南宁。她在抗战中长大，随新中国一起成长，1958年华中工学院（现华中科技大学）毕业后，进入清华大学半导体专业深造，因为表现出色，于1962年加入中科院。自此，黄令仪与微电子结下了不解之缘。

1977年，中科院计算所引入了一个“电路预研”项目，黄令仪被点名负责集成电路、器件工艺和芯片研制这几项工作。集成电路是芯片的基础，芯片运行的快慢、功耗大小，全靠集成电路设计。为了让自己设计的芯片尽快投产，黄令仪在对比不同电路特性上下了大功夫：ECL运行速度快，但功耗太大，不要；CMOS成品率低，不要；I2L速度太慢，也不行。市面上主流的电路设计都不行，怎么办？黄令仪思前想后，用了一个“笨办法”：把决定集成电路功耗、速度的关键环节一个一个拆解，逐个突破。

当时，她和研究小组成员几乎整天泡在办公室里，一人拿着几个版图来回对比，直到把主流集成电路的器件原理、工艺原理完全摸透了，才研究出一种“新型I2L结构”，用这种结构设计出一款256ROM内存，还获得了1980年院科技成果奖二等奖。

1984年正当晶体管研发已有很大进展的时候，科技处却来人叫停了科研，黄令仪听到后先是大吃一惊，随后斩钉截铁地说：“计算所若不研究芯片，今后做计算机设计的人只知道用芯片，芯片怎么制作完全不懂，怎么能设计一台好的计算机呢？”但是当时的领导全然没有听进黄令仪的建议，只是淡淡地告诉她：“所里经费太紧张了，拿不出钱来支持大规模集成电路的研究。”

这对黄令仪来说打击太大了，项目取消不但意味着之前的努力全部白费，还意味着我国在芯片技术上肯定要落后于世界。走出办公大楼，黄令仪忍不住失声痛哭，和同事们呕心沥血十几年创建的研究室以及正在进行的研究就这样被一句话宣告结束了。在万般无奈中黄令仪到微电子中心报到了，此时已是1986年底，已经50岁的黄令仪开始了CAD的研究。

1989年黄令仪被公派到美国一家公司进行合作。11月在拉斯维加斯有一个国际芯片的展览会，她在那里参观了一周。然而，令黄令仪失望的是，她在成千上万的摊位驻足观看，却找不到一个中国摊位。好不容易在拥挤的人群中，看到了几个国人手中拿着长城公司的塑料袋，黄令仪立马迎上去，亲切地问：“你们是来参展的吧？”“不，我们是来参观的。”黄令仪心中猛然一震：1963年我国集成电路的研究水平与国外是同步的啊！怎么十几年下来，反而无立足之地了？为什么现在差距如此之大？黄令仪觉得这是莫大的耻辱，暗下决心：一定要设计出一块高水平的芯片，让中国重新站起来！

66岁放弃退休，再次主持中国龙芯项目的研究

1990年回国后，黄令仪就潜心钻研各种集成电路的设计方法，从建立版图库、时序库开始，到寄生参数对性能的影响、时钟树的生成、全局规划、时序驱动布线等，全定制、标准单元、宏单元的设计方法都研究过，用户包括华为的程序控制芯片、计算所的模糊控制芯片等，批准了两项发明专利。

2000年她参加了一个在德国纽纶堡召开的国际发明专利博览会。黄令仪报送的专利被评为银奖，她感到十分高兴。但是兴奋之余，她仔细一想：真正用上的芯片在哪里？虽然在设计时，就像一个年老之人，用战战兢兢的双腿爬上了一座山峰，仰头一看，又一座更高的山峰堵住了前进的路，然后一咬牙，又顽强地一步一步地爬上那座更高的山峰，可是令人痛心的是，芯片做出来了，没有用，锁在抽屉中，得了奖又怎样？它只是一张纸。

因此，当上级领导视察微电子所时，召开了座谈会，在会上黄令仪说：“一个科技工作者最大的痛苦，就是他用心血灌溉的珍贵芯片做出来了，却没有用！”好心人对她说：“你只会干活，不会说话。”可那些话却是黄令仪的肺腑之言。

2001年，在中科院计算所有一位叫胡伟武的教授，带领团队开始研发龙芯CPU，立志研制出真正的“中国芯”，但是当时研究人员非常匮乏。2002年，黄令仪第一次见到胡伟武，他说：“我要让全体中国人都会设计CPU！”真是心有灵犀一点通，为中国人民服务，这也是她一生的追求！黄令仪被深深地感动了，他们共同的理想一下子融在一起了。当时的黄令仪已经66岁了，她毅然决定放弃退休，二度出山，主持中国龙芯项目的研究，自此她开启了“中国芯”的研发征途。

当得知全实验室的可用研究经费只有100万元时，黄令仪“拒绝”两个字几乎就要脱口而出了。100万元？软件费、投片费、人工费、返工费算下来都不止100万元，想做芯片，怎么可能？

经历过“大规模集成电路”因缺少经费夭折之后，黄令仪对这种经费紧张的项目就非常慎重，她承受不起再次半途而废的打击了。可是如果还想在有生之年做出一块让自己骄傲的芯片，错过这次，还有更好的机会吗？想通了这一层，黄令仪毫不犹豫地敲开负责人办公室的门：“我来和你们一起加油干！”

黄令仪虽然有过研究芯片的经验，可毕竟十几年过去了，技术迭代，自己熟悉的那一套早就不适应2000年之后的工艺规范了。

不熟悉，就让自己熟悉。她抓紧一切时间恶补相关知识，遇到难懂的问题就硬啃，虽然偶尔也会觉得“心有余而力不足”，但“龙芯课题组”的工作氛围，总能让黄令仪有一种回到年轻时的感觉，满怀激情的一群人，不服输敢于拼搏。

设计之初，黄令仪给自己和大家提了一个要求：同时设计两款芯片，1B和1C，这两个芯片互为备份，并且两款都要投片（找到对接的公司）和流片（试着成批量生产）。只有投片、流片成功了，他们设计的芯片才能投入使用，他们的研究才有意义。

耄耋之年仍在研发一线，愿意付出所有甚至生命

在那段精神高度紧张的日子里，黄令仪经常做噩梦，梦里都是这里有错，那里有错，醒来上机一查又没有错。每天都心惊肉跳，但黄令仪从来没有给过自己退路，她心里清楚，如果做不出来，中国要继续低头求人买芯片的日子就没有尽头。

长时间紧张的高压伏案工作，黄令仪的脖子突然就不能动了，医生嘱咐她要卧床，不能再用电脑了。整整一个月，黄令仪都不安地躺在床上，1C回来时，也不敢去看，直到一个电话打到家：“成功了！”听到这个好消息，黄令仪心花怒放，沉浸在喜悦中的她脖子也奇迹般的好了，紧接着1B也传来了捷报，这是中国自主研发的第一片CPU芯片。

2018年，82岁的黄令仪又再度出山，带着团队一起自主研发出中国龙芯最新一代处理器“龙芯3号”，打破了美国严密防守多年的技术，让中国高铁复兴号实现了百分之百国产，让歼-20的雷达装上了中国芯，让北斗卫星也装上中国芯。这款芯片的诞生，让我国能省下每年几万亿向国外购买芯片的钱。

2019年12月，黄令仪再次取得重大突破，她主持的龙芯3A4000/3B4000系列处理器，性能追上了美国AMD的挖掘机CPU水平。

因为卓越的贡献，2020年1月6日，中国计算机学会给黄令仪颁发了CCF夏培肃奖项。获奖理由写着：“黄令仪在长达半个多世紀的时间里，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做出了突出贡献。”

时至今日，耄耋之年的黄令仪，仍然精神矍铄地站在研发一线，带领着新一代科学工作者们保持初心、砥砺前行。每一张设计版图，每一项数据，她都要一一过目，绝不允许有丝毫的闪失和偏差。为此，黄令仪说：“这是我久违了的激情燃烧的岁月，这是我无比热爱的事业，我愿意付出所有甚至生命。”