黄令仪:为“中国芯”倾尽一生
2023-06-13陈佳莉李雷
陈佳莉 李雷
中国科学院微电子研究所于近日发布讣告称,该所退休干部黄令仪因病抢救无效,于2023年4月20日去世,享年87岁。快80岁时的黄令仪仍然每天上班,拖着鼠标在电脑上查电路。她说:“我这辈子最大的心愿,就是匍匐在地,擦干祖国身上的耻辱。”
黄令仪,对于普通大众来说不是一个熟悉的名字,在芯片领域却是响当当。
从二极管、三极管、大规模集成电路,到中国自主研发设计的第一枚CPU芯片,黄令仪见证并参与了中国微电子行业从无到有的发展历程。退休之后,她继续发光发热,成为龙芯研发团队项目负责人之一,被誉为“中国龙芯之母”。
歼-20、北斗卫星能够拥有我国国产“心脏”,成功打破西方技术封锁,背后都少不了黄令仪等一批芯片人的付出。
为了研发芯片,龙芯中科董事长胡伟武邀请65岁的黄令仪“出山”,亲眼看到过这位老前辈有多拼。
与微电子学结下终生之缘
1936年,黄令仪出生于广西南宁,祖籍广西桂林全州县两河镇鲁水村。小小年纪的她,经历过山河破碎的绝望和流离失所的痛苦。成年后,她以优异的成绩考上华中工学院(今华中科技大学)。
1958年,黄令仪毕业后被推荐到清华大学半导体专业学习,从此与微电子学结下终身之缘。当时,清华大学半导体专业刚创办不久,黃令仪等一批新生,肩负着将我国半导体专业发扬光大的重任。
两年后,黄令仪学成返校,在华中工学院创建了半导体专业,并亲自讲授半导体器件与材料课。她带领一批年轻的教工和学生,风风火火地创建了国内首个半导体实验室。
“什么都自己动手干,并研制出了半导体二极管。当时居然得到心中敬仰的时任科学院院长、著名诗人、作家郭沫若的视察及鼓励,大家非常兴奋。”黄令仪曾回忆。
上世纪60年代,黄令仪前往中科院计算所二室101组(固体电路组)工作,一心投入到科研工作中。
为了突破“两弹一星”中的瓶颈,国家成立计算机所二部,专攻微型计算机和三极管等项目,这是中国第一个芯片研究团队,黄令仪是团队负责人。在缺资料、缺设备、缺人才、缺材料的情况下,她带领队员们呕心沥血成功研制出半导体三极管。
此后,在大型通用计算机研发过程中,为了能够尽快研制出性能稳定的存储器,黄令仪和她的团队一步一步开始突破。他们研制的芯片在1978年赢得了全国科学大会重大成果奖。此后,晶体管研发也取得了实质性进展。
中国的集成电路和芯片发展开始向世界水平逼近,但差距依然明显。
“琳琅满目非国货,泪眼涟涟”
几年科研中,黄令仪以出色的表现获得肯定。1971年,集成电路研究室成立后,她被任命为负责人,为大型通用计算机研制半导体存储器。
那时,国外封锁得厉害,很难找到资料,她就带领年轻的团队一点一点摸索。成品率低的,不要!运行速度慢的,不行!运行速度快,但功耗太大的,也不行!只能靠笨办法,把关键环节一一拆解,逐个突破。在大家的共同努力下,终于不负众望,这一“咽喉”研制成功了。后来,他们研制的大型通用计算机通过鉴定后,投入使用,还获得了1978年全国科学大会重大成果奖。
研究室初具规模后,黄令仪又负责了两个集成电路的项目,并先后获得1980年中国科学院科技成果二等奖、国家科学进步一等奖。
作为集成电路的载体,芯片的研发进展很快。可就在黄令仪踌躇满志准备大干一番时,意外来了。那段时间,国内有了一些声音,认为自己造芯片不如去国外买。
不久,领导就正式通知她:“所里经费太紧张,拿不出钱支持大规模集成电路的研究……”
黄令仪的大脑一片空白,刚走出楼门,她就失声痛哭。
怀着悲壮的心情,1986年底,黄令仪为最后一位同事安排好岗位后,在万般无奈中到新成立的微电子中心报到。没有经费,也没有项目,她一遍遍恳求上级领导:“我们不要经费,只要一个项目,到时按时交账,如何?”
领导被黄令仪的执着打动了,不仅给了项目,还给了不多的经费。从此,她投入到CAD的研究中。50岁,走进一个新的领域,其艰难可想而知。阅读门阵列的描述语言时,如同读天书。从零开始,她一句一句“啃”,并不断勉励自己:“从此潜心识规律,风华正茂更如前!”
很快,黄令仪便读懂了“天书”,当一家与日本人合资的洗衣机厂找上门来,希望帮助研制控制洗衣机的芯片时,她大胆接下了这个任务。当时,合资方日本人什么都给,唯独洗衣机的芯片设计不给,中方只能高价买。少年时的强国志向再次化为动力,黄令仪夜以继日地解决难题。
种种努力下,芯片终于研制成功了。沮丧的是,就在洗衣机厂准备批量生产时,日本人却降价了,如果投入生产,就要面临赔钱。黄令仪不禁悲叹:“难道我们工作的价值就是逼别人降价?”
1989年,更大的刺激来了。那年,黄令仪被公派到美国一家公司进行合作。有一次,她去参观一个国际芯片展览会。看到欧美发达国家的芯片几乎占据了全场的焦点时,她不甘心,在一周时间里,跑遍了成千上万的摊位。可是,没有一家来自中国。
黄令仪的心被失望占据。“1963年,我国集成电路的研究水平与国外是同步的啊,为什么现在差距如此大?”芯片就像她的孩子,30年来,她曾为此付出过巨大努力,然而,现实却是如此残酷。
痛苦中,黄令仪掉下了眼泪。那天,她在日记里写道:“琳琅满目非国货,泪眼涟涟。”
从此,她暗自下决心:一定要设计出一块高水平的芯片来参展,洗刷耻辱。尽管这一年,她已经53岁了。
回国后,黄令仪继续研究集成电路,从建立版图库,到探究寄生参数对性能的影响,一切重新开始。这一时期,由她主导研究的两个项目获得了国家专利。
随着黄令仪在业内知名度的提高,2000年,有关单位推荐她去参加在德国纽伦堡召开的国际发明专利博览会。这是我国第一次向外界展示芯片类产品,也是德国第一次邀请我国科研人员参加。黄令仪带着研究成果来到了德国。
那次展会,黄令仪一行让外国人感受到了中国的坚持与毅力。
“大约全国去了32人,别人摊位是一个公司,我们则是一个国,摊位小而拥挤,但毕竟突破了‘零。”黄令仪曾在自述中写道,“归国的大巴走了约一半车程,被通知我送的专利被评为银奖。但是兴奋之余,定下心来,仔细一想: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。”黄令仪心中始终不甘。
65岁再“出山”
2001年,65岁的黄令仪已经进入退休生活,但她的志向还没有实现。此时,中科院胡伟武教授等人向全国發出了打造中国芯的集结令。他们亲自找到黄令仪,邀请她一起搞芯片。
对于这段回忆,黄令仪曾自述道——2001年12月左右,夏培肃院士的博士研究生林琦给我打电话,说夏培肃与李国杰所长要找我,希望我能帮助计算所的CPU做物理设计。第二天,一群年轻人坐在一个大会议室中,有人介绍了情况,又让我参观了他们研制成功的用FPGA烧成的CPU芯片,并提出了要求。
当时,黄令仪的回答是“请让我考虑三天”。
会后,黄令仪问“你们有多少经费”,回答是200万元,但要留100万培养研究生,顶多只能拿100万做CPU。此时黄令仪心中一震,软件费、投片费、人工费、返工费……这个经费要差一个数量级!当时的她有点不敢接,只怕半途而废、不了了之。
然而,黄令仪内心深处,对计算所有着深厚的感情。最终,她还是毅然选择加入龙芯研发团队,成为项目负责人。
2002年8月10日,我国首款通用CPU“龙芯1号”研制成功。虽然性能上差距很大,却真正打破了国产计算机无芯可用的历史。
在黄令仪等芯片人的不懈努力下,“龙芯3号”等一大批国产高性能芯片应运而生,在很多领域发挥作用:复兴号高铁实现了100%的国产化;歼-20等先进军事装备,配套了相控阵雷达,换上了中国自己的“心脏”;北斗卫星也装上了中国芯,彻底打破了西方的技术封锁。
黄令仪曾坦言,参加龙芯项目是她一生中最紧张、最艰苦的工作,然而也是心情最舒畅和感到最幸福的工作。
“因为它是如此的相似,一样的激情满怀,一样的时代使命感,一样的拼搏,一样的为国家的需要,一样的进展很快。”
2020年1月,黄令仪获中国计算机学会女性科技工作者夏培肃奖。中国计算机学会的获奖理由写道:“黄令仪研究员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。”
“受任于败军之际,奉命于危难之间”,黄令仪为了“擦干祖国身上的耻辱”,倾尽一生。