国内首个算力微电子学院成立
2023-12-05 00:00
来源: 中国科学报

 

■本报记者 刁雯蕙 通讯员 王之康

两个月来,唐志敏已经第5次来到深圳了,在今后很长的一段时间内,他都将留在这里,因为一个使命——为中国培养高端芯片人才探索一条出路。

近日,深圳理工大学(筹)的第七个学院——算力微电子学院在第25届中国国际高新技术成果交易会上揭牌成立。这是国内首个以“算力微电子”命名的学院,担任创始院长的便是龙芯CPU(中央处理器)、海光CPU的创始人之一唐志敏。

今年9月,在北京家中的唐志敏接到了多年未见的老领导、深圳理工大学筹备办主任樊建平的电话,要约他喝茶、聊天。这让唐志敏有些诧异,但当樊建平讲出要建算力微电子学院并邀请他出任院长的想法时,他几乎立刻答应下来。

“因为我很赞成他的想法,事实上,很多做计算机系统的人都赞成这样的想法。只有把计算机和微电子结合起来,才能真正解决好算力芯片的问题。”唐志敏说。

芯片是引擎,人才缺口大

在当下信息社会,各种计算机和网络通信设备已成为基础设施,其中最核心的部件就是芯片。

“有人开玩笑说,目前信息领域的形势是——软件在吞噬世界,人工智能在吞噬软件,深度学习在吞噬人工智能,GPU(图形处理器)在吞噬深度学习。”中国工程院院士、中国科学院计算技术研究所研究员李国杰说,这一观点虽然有些片面,但也在一定程度上反映了芯片的重要性。

《全球数字经济白皮书》显示,2022年,美国、中国、德国、日本、韩国等5个世界主要国家的数字经济总量为31万亿美元,数字经济占GDP的比重为58%,较2016年提升了约11个百分点。

李国杰指出,在未来经济社会发展中,芯片的算力将渗透到世界的每个角落。然而在芯片领域,我国无论是设计、制造还是封装测试,都与国际最先进水平存在一定差距。

“最主要的挑战是算力芯片人才储备不足。”唐志敏说。

据统计,目前国内芯片行业的从业人员约63万人。预计至2024年,这一规模将达到约79万人,人才缺口在26万人左右。作为信息产业的重镇,深圳一年需要约1万名芯片人才,但每年能供应的人才却只有3000人左右,尚有约7000名芯片人才空缺。芯片行业不仅缺乏领军人才和骨干人才,甚至缺乏一般的工程技术人才。

从产业中来,到高校里去

谈及芯片人才缺乏的原因,李国杰认为主要可归因于两点。

一是长期以来,我国信息领域头重脚轻、基础不牢,大批人才走向互联网应用企业,即使是微电子专业的人才,毕业后也很少进入芯片设计和制造行业;与微电子有关的大部分院系是新成立的,师资力量薄弱、人才供应不足。

二是人才培养方式有问题,没有按照芯片人才的需求培养,人才培养体系不适应产业发展。芯片是一个工程性很强的专业,一定要培养学生的工程师素质,但实际上却重理论、轻实践,大都讲述基础原理,把学生当成理科生培养。

对于我国算力芯片人才方面存在的问题,唐志敏2000年主持研制龙芯CPU时就深有感触。

“当时我们意识到,计算机和微电子之间是割裂的,两者需要结合在一起,因为计算机领域的人不懂芯片设计,微电子领域的人不懂计算机系统。”唐志敏说,当时他们和中国科学院微电子中心合作,但这种合作后来只成为了少数科研人员根据需求牵引而产生的自发行为,并没有在整个行业形成共识,甚至国家在学科设置时,也把它们放在了不同的学科体系内,自然而然造成了学科壁垒。

唐志敏表示,传统的微电子学院并没有相关课程,计算机学院的大部分教学内容偏软、偏应用,底层软件和硬件方面教得比较少,学生自然不懂芯片相关知识。

那么,我国芯片人才的培养如何实现突破?

李国杰认为有三条路径可选:一是弯道超车,探索发展芯片和变革性器件的新路,如量子计算、自旋电子器件等,但完全靠器件革新实现高性能、低功耗的目标难度很大;二是通过研制新的设计软件等开源硬件降低门槛,或用人工智能实现全自动芯片设计;三是计算机学科与微电子学科跨层结合,打通从系统到器件这条路。

深理工选择的是最后一条。这也是麻省理工学院、普渡大学等美国高校长期采用的模式——电气工程与计算机科学(EECS)、电子与计算机工程(ECE)等,将微电子和计算机放在一起。

成一流学科,强一片产业

成立算力微电子学院是樊建平对高等教育底层逻辑的独特思考。

“传统高校通常采用‘自上而下’的科研模式,先发展科学、再到技术、最后到成果转移转化。实际上,科学与技术并非线性关系,很多科学发现是由于技术进步而产生的。”樊建平说,深理工的办学逻辑更加注重技术的创新与引领,进而推动科学发现与成果转化。

在他看来,在深圳成立算力微电子学院有着得天独厚的优势。

作为我国工业总产值第一大市,深圳拥有华为、腾讯、大疆、比亚迪等高科技企业,需要大量芯片设计工程师;深圳的鼎力支持给了深理工大踏步向前迈进的勇气;作为中国特色社会主义先行示范区,深圳理应为中国发展困境破局,而深理工当仁不让要扛起肩上的责任。

“成立算力微电子学院就是站在与城市共生的角度,尽快解决深圳市、大湾区芯片人才缺口问题,助力广东省信息产业发展,帮助国家探索出一条芯片人才培养的创新路径。”樊建平说,“我们的目标是建一所学院、成一流学科、强一片产业,与深圳成长为一个有机整体。”

关于芯片人才培养工作的开展,唐志敏表示,首先要有一套把计算机和微电子的核心课程结合在一起的课程体系,调整优化讲课方式,设计更多实践环节,逐步提高学生的动手能力,使其建立对系统和芯片底层的认知。

“同时,我们也会加强与海光、龙芯、寒武纪等算力芯片研发龙头企业的合作,让学生尽早接触工程实践,在产业一线得到实际锻炼。”唐志敏说,学院还会邀请有实际工程经验的人任教,培养出一批实干型人才。

唐志敏希望从深理工算力微电子学院走出去的芯片人才,要么自己开办公司,要么在现有企业里为芯片研发作贡献。“更宏大的理想是我们成功实践以后,对国内已有的计算机学院、微电子学院产生参考价值,使全国的微电子人才培养作出一些改变。”

目前深理工还未去筹招生,但算力微电子学院的芯片人才培养工作已提上日程。11月6日,该院面向全国发布了《“中国芯”训练营征集令》,邀请全国有志青年来到这个横跨学商两界的新型学习平台,成为引领中国芯片产业变革的青年先锋。

《中国科学报》 (2023-12-05 第4版 高教聚焦)

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