這是一枚1平方厘米左右的芯片,看上去很不起眼,卻是劉勇與團隊成員智慧的結晶。
芯片很小,只有一個成年人指甲蓋的大;芯片也很大,其強大的處理能力可以承載北斗衛(wèi)星觸天攬星。
這就是由劉勇自主研發(fā)的14納米北斗三號高性能芯片。劉勇是長沙金維集成電路股份有限公司(簡稱金維集電)系統平臺部高級算法設計師,高級工程師,也是國內頂級北斗導航芯片——“海豚系列”的設計師、締造者。
14納米北斗三號高性能芯片的誕生翻開了中國“衛(wèi)星導航+集成電路”領域的嶄新一頁,此后,它逐漸在農業(yè)、水利、民航、智能駕駛等領域發(fā)揮了重要作用。如今,這枚芯片已經跨越大海、飛向太空,成為我國北斗導航系統應用端的“心臟”。
首款14納米北斗三號高性能芯片
在金維集電檢測室,芯片被焊接在調試板上與電腦連接,調試板上的紅綠燈不斷閃爍,電腦上密密麻麻的數據快速刷新。
劉勇正拿著機器在對一款芯片進行測試!把邪l(fā)出芯片只是第一步,想在不同領域成功應用,還要在定位精度、穩(wěn)定度等方面不斷優(yōu)化和調試!眲⒂抡f道。
2018年,劉勇從北京回到家鄉(xiāng)湖南,投身北斗導航芯片研發(fā)。“2018年加入公司的時候,真正參與北斗基帶芯片研制工作的團隊才20人不到!眲⒂禄貞洝5菚r候,每個人身上都涌著一股熱血。
彼時,定位芯片被國外壟斷,使我國導航定位在安全、技術和成本方面都受制于人,面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
“我們的任務,就是不管花多少時間、付出多少努力,都一定要完成一個從無到有的突破——研發(fā)出具有自主知識產權的北斗芯片!
為此,劉勇與團隊成員經常加班到凌晨兩三點,累了,就在辦公桌上趴一會兒;困了,就在辦公室搭個簡易床睡一覺。
小小芯片,看似小巧,卻大有乾坤,上億個晶體管不允許出現任何一個微小差錯。經過反復不斷地研發(fā)、設計、調試……從最初的55納米到40納米,再到22納米,經過一年半的努力,劉勇帶領團隊最終成功研制出國內外首款14納米的北斗三號高精度導航芯片,達到國際領先水平。
該款芯片可以在汽車120公里時速的情況下,提供接近厘米級精度,在靜態(tài)情況下提供毫米級精度的位置服務,具有高精度、高頻度、低延遲、小型化和低功耗等特點。
該芯片參加了湖南省科技廳組織的科技成果評價,獲得眾多院士、專家高度評價,被評價為“該成果自主可控、創(chuàng)新性強,技術水平居于國際領先水平”。目前,該芯片已實現了近30萬套的產業(yè)化應用,直接經濟價值超4億元。
首個北斗“芯片二次開發(fā)”生態(tài)模式
“農業(yè)、交通、應急、電力……北斗應用的體量、前景非常廣闊,讓芯片服務到更多領域,是我們新的使命!眲⒂抡f道,北斗應用體量巨大,僅憑幾家企業(yè),很難支撐起國家北斗事業(yè)高度蓬勃發(fā)展。
于是,在推出14納米級的北斗導航芯片后,劉勇馬不停蹄,又帶領團隊不斷探索、繼續(xù)突破。
終于,在2022年,劉勇打造出全國首個北斗芯片應用生態(tài)模式的“芯片二次開發(fā)”平臺,攻克了芯片軟件架構、業(yè)務模塊組件、配置接口設計和性能結構優(yōu)化等難題。
建立在該平臺的基礎上,行業(yè)用戶可以快速開展技術方案實施與產品研發(fā),極大降低北斗應用開發(fā)的專業(yè)門檻,減少中下游產業(yè)的研發(fā)投入、縮短交付周期。
“芯片二次開發(fā)”也為行業(yè)開創(chuàng)了合作共贏的生態(tài)模式,目前金維集電已與中國兵器、中國電子、航天科工等近30家央企及上市企業(yè)達成戰(zhàn)略合作,支撐重點央企集團及研究所單位50多家,獲得廣泛的行業(yè)認可,為國家北斗系統應用作出了重大貢獻。
“研發(fā)芯片就像是培育小孩一樣,需要全身心地投入,希望它能健康茁壯地成長!眲⒂抡f道,看著自己研發(fā)創(chuàng)造的芯片和平臺在潤物細無聲地影響著各行各業(yè),內心有種說不出的成就感和自豪感。
“大家”與“小家”的抉擇
工作的繁忙幾乎占據了劉勇所有的時間。休不了假倒沒什么,讓劉勇最遺憾的是不能好好地陪伴家人。
每天加班回到家都是午夜時分,雖然住在一個屋檐下,見一面都是難事,根本沒時間、沒精力陪伴孩子。對待家庭,最讓劉勇感到愧疚的人是妻子!白鳛閮蓚孩子的爸爸,在老婆生產后,我卻沒有陪她坐過一次完整的月子。”說起妻子,劉勇的臉上多了幾分柔和,也讓他滿懷愧疚。
長年堅守在工作崗位的劉勇,只能把照顧父母和子女的責任丟給妻子。善良勤勞的妻子知道他的不容易,便默默地挑起了家庭重擔。
要知道,在參與研發(fā)北斗導航芯片之前,劉勇與妻子從來沒有分開超過5天。如今,聚少離多成了常態(tài)。寒來暑往、冬去春回,在“大家”與“小家”的抉擇中,劉勇毅然決然地選擇了前者,全身心地投入到北斗導航事業(yè)研發(fā)。
為此,他帶領團隊攻堅克難、創(chuàng)新探索,突破多項關鍵技術,先后成功研制出有完全自主知識產權的兩代八款“海豚系列”北斗核心芯片。芯片榮獲《2021年衛(wèi)星導航定位科學技術獎-科技進步特等獎》。
工作至今,劉勇承擔和參與了4項國家級、多項省市級重點科研項目,擁有發(fā)明專利20余項。劉勇也先后榮獲長沙市高層次人才、長沙市緊缺急需人才、湖南省湖湘青年英才、湖南省第二屆“湖湘杰出工匠”等榮譽。
堅守在北斗衛(wèi)星導航與通信領域10余年的劉勇常說“干一行愛一行”,因為這份堅守、熱愛與責任,他十年如一日,一直以身作則、不斷探索、追求極致,帶領團隊始終堅持自主創(chuàng)新,突破技術制高點,攻克“卡脖子”關鍵技術,并毫無保留地傳道授業(yè),培養(yǎng)了幾十名北斗行業(yè)的核心骨干與中堅力量,加速了北斗行業(yè)芯片產業(yè)高度發(fā)展,推動了北斗在國內外大規(guī)模成熟穩(wěn)定應用。
談到未來,劉勇說,希望能持續(xù)深耕北斗衛(wèi)星導航領域,創(chuàng)新技術、培養(yǎng)人才,為國家的國防經濟建設貢獻自己的力量。
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