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新甘肃·每日甘肃网记者李萍 见习记者雷雅妮 实习生张玥筱
科技创新是第一生产力。今年政府工作报告中提出：要大力推进现代化产业体系建设，加快发展新质生产力。要深入推进数字经济创新发展，适度超前建设数字基础设施，加快形成全国一体化算力体系。
这让兰州大学信息科学与工程学院“一生一芯一系统”本科生团队备受鼓舞，“当代中国青年生逢其时，施展才干的舞台无比广阔，实现梦想的前景无比光明，我们要把自己的理想抱负和国家发展联系到一起。”
芯片作为现代信息技术的基石，长期以来都是科研的焦点。若研发团队是几个20出头的大学生，则让人感到无比振奋。
2023年5月，由兰州大学信息科学与工程学院“一生一芯一系统”本科生团队自主研发设计的同异步混合架构的面向嵌入式的RISC-V处理器成功完成流片（指在流水线上生产芯片）并回片（指在芯片制造完成后，将芯片安装到实际的硬件平台上，并进行验证、测试和调试的过程）。经测试，该芯片功能正常，达到设计预期目标，可用于控制智能家电、医疗设备、汽车工业等场景。
陆钇桦正在编写代码。
时间回溯到2021年6月，兰州大学信息科学与工程学院启动了“一生一芯一系统”研发项目。经过学生自主报名，第一期芯片研发项目共吸纳计算机类专业、电子信息类专业，以及物理学院微电子专业的7名本科生。正值大二的陆钇桦选择加入其中。
“搞科研、做芯片，这是一件很酷的事情。”陆钇桦说，大二学习了开发CPU芯片的基础理论知识，但对于他这样一个没有任何CPU芯片开发经验的本科生来说，确定研发目标是个大难题。
经过广泛阅读国内外优秀论文案例，团队决定从嵌入式CPU做起。嵌入式CPU设计相对简单，也是目前使用最广泛的中央处理器。CPU各个模块之间相互协作，要依赖共同的指令集，就如同人类的语言系统一般。
安装上芯片的电路板。
“目前大部分指令集架构，要么需要昂贵的授权费，要么不适用于嵌入式系统开发，而RISC-V指令集具有低功耗、低成本、等特性。”陆钇桦说，随着物联网时代来临，嵌入式终端设备对功耗和性能具有更高的要求，RISC-V作为新兴指令集架构以其精简的体量，相比其他指令集架构有较强的优势。
选择好CPU设计的指令架构后，接下来便是整个运算处理单元的核心——CPU核。“我们采用的是两级流水单发射架构，相当于工厂中的流水线，每条指令都可以分为第一级流水和第二级流水两个阶段，且两级流水的电路能够同时执行不同的指令，有效提高了运算效率和电路的利用率。”陆钇桦介绍。
从零开始，经过1年的时间，这个本科生团队一步一步完成了芯片架构制定、芯片代码设计、FPGA验证和ASIC实现等一系列芯片设计的全流程工作。2022年7月，芯片顺利送往代工厂进行流片，半年后，芯片成功回片。
陆钇桦正在调试集成电路板。
“科研的压力比学业的压力更具有挑战性，一个代码写错了就会导致整个芯片设计错误。”陆钇桦说，“我到现在还记得，我将那张4.4平方毫米大小的芯片捧在手心时，就觉得一切的辛苦都得到了回报。”
“第一期芯片研发比较保守，今年我将和实验室的同学们一起，以提升硬件算力、降低芯片整体功耗为目标，进一步深入学习集成电路设计的技术体系，通过在生产实践中不断加强自主创新能力，产出更多的成果，为推动数字产业发展贡献自己的力量。”陆钇桦说道。
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