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破局“中国芯”:听港科大(广州)须江“芯”声

来源:香港科技大学广州丨功能枢纽  2024-05-30 17:48:24

      他是国际知名的高端芯片和EDA专家,突破了传统芯片设计框架,创建了一套全新的高端芯片设计方法和EDA工具,可提升芯片仿真速度达130倍,并极大地提高芯片的性能。这套集成电路设计工具已成功用于设计国产高端芯片。

      今年,香港科技大学(广州)功能枢纽微电子学域主任须江荣获广东省五一劳动奖章。工作20多年来,他专注于高端芯片研究事业,带领团队不断攻克芯片技术“卡脖子”难题。同时,积极创新人才培育方式,培养出众多高质量人才,为我国在高端芯片领域关键核心技术的攻关作出积极贡献。


      01只有回到祖国,才能真正感受到收获与价值

      1998年,须江以专业第一名的优异成绩毕业于哈尔滨工业大学英才学院,其后在美国攻读博士学位。其间,曾在多家企业任职,并首先发现且攻克SoC芯片设计工具中的第一代困境问题,参与研制并成功打造智能手机的SoC芯片。

      尽管在国外已取得一定的科研成绩,但身在异乡的须江始终牵挂着祖国的发展,虽然我国在芯片领域已取得一定的成绩,但是在许多方面还是难以比肩国外,容易遭遇卡脖子危机。我希望能为自己的国家作贡献。

       2007年,须江毅然选择回国加入香港科技大学,成为一名大学教授,正式投身于中国芯片事业,带领学生在高端芯片设计领域不断探索和突破。须江始终认为,发展微电子产业,最难的不是技术,最难的是解决人才和平台两个根本问题,而广州南沙已聚集很多芯片设计和制造企业,发展空间很大,有希望成为湾区的硅谷。因此,在得知内地和香港科技大学要在南沙共同打造一所融合学科大学时,他积极参与学校创建工作,选择从香港来到南沙,是最早从香港科技大学全职加入香港科技大学(广州)的教授之一,并在该校创建了微电子学域。

      须江看好粤港澳大湾区集成电路产业的发展前景,更感受到国家对于学术研究的高度重视。“香港回归祖国前后,我们陆续从海外回到香港,一边对接国际前沿研究,一边加强与祖国内地的学术交流合作,我们觉得,只有回到祖国,才能真正感受到收获与价值。”在香港科技大学(广州)首次开学典礼上,须江作为教师代表上台发言时饱含深情地说,祖国改革开放40多年来取得的巨大成就,让我们在国际学术界的底气越来越足、声音越来越嘹亮

      02创建新工具,提升芯片仿真速度达130

      近年来,我国在多个领域面临关键核心技术卡脖子的危机,其中,对芯片技术领域的制约尤为严重,尽快打破垄断、让芯片关键技术不再受制于人刻不容缓。

      “但高端芯片极其复杂,最新的AI加速芯片,其晶体管数量超过4万亿个,比银河系里恒星的数量还要多几十倍,设计和制造这样的芯片,成本非常高,风险也非常大。须江说。因此,在高端芯片这巨大的设计空间里,如何找到最优路径?便成为他一直以来潜心思考和研究的问题。须江介绍,复杂芯片的仿真是极其缓慢的,在芯片设计出来后,往往需要长达几个月甚至更长的时间进行仿真测试,才能确定其性能是否达标。且芯片有其生产周期,如果仿真后发现性能不达标,重新设计的时间成本就会很高。

      “所以,长期以来大家只敢在上一代芯片的基础上做细微改动。但须江并不满足于此,他积极寻找着新的设计方法和开发设计工具,其中,就包括中国芯片卡脖子核心难题之一的EDA技术。他坚信,这是高端芯片设计中的一个核心难关,在这上面做任何一点突破,它的意义都是非常巨大的。

      回忆研发历程,须江感慨万千。在最初的那10年,是整个研究阶段最艰难的时候。他说,那时没有确切的实验和理论根据来证明他的方法是可行的,也没有什么成果,更缺少经费的支持,差点就要放弃,在遇到瓶颈的时候,我都会告诉自己,还是有希望的,再坚持实验半年,不行再换方向。

      幸运的是,在研究过程中,逐渐有企业看到须江团队的成果,便开始投入经费与他们合作,一边研究一边解决产品设计的实际问题。经过多年的积淀和努力,最终他带领团队突破传统芯片设计框架,创建一套全新的高端芯片设计方法和EDA工具,可提升芯片仿真速度达130。目前,他开发的集成电路设计工具已成功用于国产高端芯片。

      03要做弯道超车,就必须更早看到未来发展趋势

      走进位于广州南沙的香港科技大学(广州)芯片中央实验室,3000平方米的建筑面积内,从芯片设计、测量、测试到应用场景的科研仪器一应俱全。

      香港科技大学(广州)是《粤港澳大湾区发展规划纲要》颁布实施以来获批设立的第一所内地与香港合作大学,也是《广州南沙深化面向世界的粤港澳全面合作总体方案》出台后落成的首个重大项目。

      该大学打破传统高校的院系之分,采用全新的枢纽学域学术架构,致力于成为全世界第一家融合学科大学,为世界高等教育改革探路。

      “我们做这个实验室的目的其实主要一个核心就是要培养人才。人才培养需要资源、需要环境、需要条件。须江此前在香港科技大学工作了15年,在他看来,香港科技大学从香港来到广州意义非凡,这里给我们带来了前所未有的机遇,能实现高等教育改革之梦。

     以集成电路学科为例,港科大(广州)打破了传统的学科壁垒,成立微电子学域,集中建立集成电路方面研究和人才培育的完整体系全新的交叉学科评价机制给了教师很强的归属感,有助于集成电路人才的培养。须江说。

      “集成电路是和产业高度结合的领域,我们要求本科生毕业的时候就能做出一块芯片。须江说,学校的先进实验设施对各年级的同学都开放,而且学校鼓励学生去企业实习,有企业导师。对于老师来说,科研成果是在培养学生的过程中形成的,他们要给学生带去最前沿的知识。要了解当前的知识边界和局限,才能有机会发现新的知识,实现新的突破。

      从香港到广州南沙,须江看好粤港澳大湾区集成电路产业的发展前景。集成电路是现代科技皇冠上的明珠,需要深入的产、学、研紧密配合和天量的资源投入。粤港澳各地的优势可以互补,资源可以共享,从而形成新质生产力。

      展望产业未来发展前景,须江认为,要做弯道超车,就必须要比别人更早看到未来的发展趋势。下一代芯片将是光电融合的芯片,未来可能就是量子芯片。我们已经开始对光电融合芯片进行初步的探索和研究了。相信接下来的10年会有一个初步的技术上的突破。整个产业的建立则可能要花1520年的时间。

      为了培养更多高端芯片领域的高质量人才,须江在短短的三年时间里,带领招聘团队从境外引进二十多位芯片领域的专家回国,全职加入香港科技大学(广州)承担教学任务,同时建立起一套完整的高质量芯片人才快速培育方案和课程体系。他也会经常到中学普及芯片知识,为数千名中学生做过专题讲座,激发学生的学习兴趣。

      据了解,在须江的带领下,目前已成立广州市EDA重点实验室,并建立起世界一流芯片实验平台。其完善的先进芯片设计和测试设备,也为培养更多芯片领域高质量人才创造了有利条件。展望未来,须江说,他将继续坚持在香港科技大学(广州)这个大舞台上,带领团队一起在高端芯片领域不断探索与创新,为国家科技自立自强作出积极贡献。

      04闲暇时看电影逛古迹,从历史中汲取智慧和力量

      “我比较热爱思考问题,但是偶尔也想换换脑筋。平时研发和教学工作异常繁忙的须江,在闲暇时光喜欢看看电影、纪录片,逛逛博物馆、历史古迹,或是在城市间自由漫步,这些兴趣都为他带来了难能可贵的松弛感,有时也能从中激发他一些不同的灵感和思考。

      须江也擅长从历史中汲取智慧和力量。前段时间,他与几位同事一同来到黄埔军校旧址纪念馆参观,纪念馆内的介绍和展示给他带来很大触动。他说,黄埔军校曾培养出诸多拥有坚定信念、对国家及人民尽忠尽责的杰出人才,对我国近代史的发展起到了至关重要的推动作用。如今我们已经迈入信息化新时代,反观自己的工作,不也是在为国家的一个新发展阶段培养更高质量的人才。

      想到这里,须江内心充满使命感和责任感。只要我们坚定信念,尽自己最大努力,坚持做正确的事情,我相信在芯片领域肯定能够成功取得更大突破,最终实现赶超甚至领先于世界


      结束语:

      “集成电路是数字经济和人工智能的基石。须江教授说,他将在位于广州南沙的香港科技大学(广州)这个大舞台上,带着学生一起在集成电路产业发展的征途上不断探索与创新,打造世界一流的芯片研发平台,助力粤港澳大湾区打造中国集成电路第三极

教授简介


须江

微电子学域 学域主任 教授

      须江,美国普林斯顿大学博士,香港科技大学(广州)终身教授、微电子学域创始主任、广州市EDA重点实验室主任。曾在美国贝尔实验室和日本电器的美国实验室任职。他在美国初创公司沙桥科技(已被美国高通公司收购)研制成功了两代智能手机核心芯片。他是国家高层次人才、珠江杰出人才、IEEE计算机协会杰出贡献奖的奠基获奖者、IEEE计算机协会杰出访问学者、ACM杰出报告学者。他培养的博士和博士后在中、美、法、加拿大和新加坡的大学任教授,或在华为、英特尔、高通、苹果等公司的芯片团队任职。他开发了8个EDA工具,发表了160余篇学术论文,并多次获奖。他十多次受邀在国际学术会议上做大会报告、特邀报告和专题讲座,受邀在企业和研究机构做过六十多场专题讲座,并组织了四十多次国际会议。他现为IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems的副编辑。

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