国科大本科生设计 RISC-V 处理器芯片成功流片毕业，官方详解 “一生一芯”计划

7月26日消息 中国科学院大学官方介绍，7 月 25 日，中国科学院大学（以下简称 “国科大”）举行新闻发布会，公布了首期 “一生一芯”计划成果——在国内首次以流片为目标，由五位 2016 级本科生主导完成一款 64 位 RISC-V 处理器 SoC 芯片设计并实现流片，芯片能成功运行 Linux 操作系统以及学生自己编写的国科大教学操作系统 UCAS-Core。

国科大计算机科学与技术学院院长、中国科学院计算技术研究所所长孙凝晖院士对 “一生一芯”计划做了总体介绍。他指出，处理器芯片被公认为芯片产业皇冠上的明珠，设计复杂度高、难度大。我国处理器芯片设计人才严重紧缺，如何加快此类人才的培养规模与培养速度，是我国迫在眉睫的难题。

针对处理器设计人才危机，国科大于 2019 年 8 月启动了 “一生一芯”计划，目标是通过让本科生设计处理器芯片并完成流片，培养具有扎实理论与实践经验的处理器芯片设计人才。孙凝晖表示，国科大践行 “硅上做教学”理念，旨在充分发挥独特的 “科教融合”办学优势，通过打造 “一生一芯”计划这样具有贯通性和挑战性的实践课程，来贯通本科阶段计算机系统课程的核心知识点，形成具有国科大特色的处理器芯片设计人才培养方案。

孙凝晖宣布，经过 9 个月的努力，由国科大 2016 级计算机学院本科生金越、王华强、王凯帆、张林隽和张紫飞等五位同学参与的首期 “一生一芯”计划取得圆满成功，五位本科生实现带着自己设计的处理器芯片毕业这一目标。孙凝晖表示，“一生一芯”计划的愿景目标是在国科大实践经验的基础上向全国辐射，帮助更多高校形成从处理器芯片设计到流片并运行操作系统的实践课程，提高我国处理器芯片设计人才培养规模（“多”），缩短人才从培养阶段到投入科研与产业一线的周期（“快”），力争实现 3 年后在全国每年能培养 500 名学生，5 年后实现每年培养 1000 名学生，10 年达到每年培养 1 万名学生。

2019 年 8 月 27 日，“一生一芯”计划召开动员大会，制定基于教学处理器开发的技术路线。这需要学生进行各种探索性的尝试、克服大量技术挑战，才能实现流片目标。正是这种探索的过程，让学生深入理解了处理器芯片的工作原理，并体会到探索性实践的乐趣与成就感。

▲“果壳”芯片

2019 年 12 月 19 日，一款 64 位 RISC-V 处理器 SoC 芯片完成设计，并基于中芯国际 110nm 工艺完成投片；

2020 年 4 月 23 日，处理器芯片返回，经过调试测试验证，芯片成功运行 Linux 操作系统以及学生自己编写的国科大教学操作系统 UCAS-Core；

2020 年 6 月 2 日，王华强同学代表 “一生一芯”团队向毕业答辩委员会演示处理器芯片的功能，五位同学交出了一份超出预期的本科毕业设计 “答卷”。这标志着首期 “一生一芯”计划取得圆满成功。

▲“果壳”芯片

IT之家了解到，学生们将这款处理器芯片命名为 “果壳（NutShell）”，与 “国科”发音相同。他们希望通过自己设计的处理器芯片来寄托对国科大深厚的情感。包云岗教授透露：“果壳”的设计源代码已经向国际社区开源。