84岁老人造出国产芯片,一生最大的心愿:抹掉祖国身上的耻辱,是谁呢?

84岁老人造出国产芯片,一生最大的心愿:抹掉祖国身上的耻辱,是谁呢?,第1张

“我这一辈子最大的愿望就是匍匐在地,擦干祖国身上的耻辱。”这句话是出自一位已经84岁高龄的科学家,她叫做黄令仪。

在中国漫长的历史中为国家奉献了一生的人也是非常多的,而黄令仪把国家的一切看得比任何东西都更加重要。

即使高龄也要继续为国家奋斗,终于制造出了中国人自己的芯片,使得国家不再在这项技术上依赖其他国家,可以说她是真正的国家功臣,也是青年一代要学习的榜样。

细心研究和团队建造出第一台国产微型计算机

1936年黄令仪在广西南宁出生,可她并没有赶上一个好时候,当时的国家局势动荡不安,她的成长环境也并不好

黄令仪的家庭条件并不是很好,为了能上学她找到当地的团委书记希望可以给自己一些帮助,之后黄令仪更是用功读书顺利考了华中工学院,也正是这个决定让黄令仪有了自己充满意义的一生。

从学校毕业后的黄令仪选择了继续在清华大学进行深造,当时国家十分重视科学发展,大力培育科学人才,在这个时候黄令仪也选择了半导体专业进行研究。

这个专业与其他专业不同,中国那时并没有过专门的半导体专业,也没有任何的老师有相应的半导体经验,很长的时间里实验室都只有黄令仪一个人的身影面对着细小的二极管做着实验。

为此黄令仪1960年在华中工学院创办了半导体专业,并且成立了专门的实验室,这也是中国半导体研究真正成为一门学科的开始。

两年后的黄令仪去了中科院计算所从事科学研究工作,中科院计算所当时建立时间也不久,是中国第一个专门从事计算机科学技术综合性研究的学术机构,在中国还没有自己的微型计算机甚至是微电子都没有的时候专门进行系列研究工作。

那时候中国的计算机技术对比起先进国家中国已经落后了10年之久,于是建造中国第一台微型计算机这么艰难的任务便落到了黄令仪和她的同事身上,可想而知当时的黄令仪是顶着多么大的压力的。

从那以后黄令仪就一心专注于自己的半导体研究和微型计算机的制造上,整个团队是加班加点、没日没夜地工作在自己的岗位上,克服了一个又一个的难题。

最终在1966年黄令仪和同事们研发出了中国第一台微型计算机“156组件计算机”,这款计算机是我国第一台远程运载火箭控制系统制导计算机,其体积小、重量轻。

可以在各种恶劣环境下持续保持稳定工作,可以说在当时是十分先进的技术,也为国家解决了许多科学难题。

黄令仪受到了来自各方面的极大赞誉,但是她却并没有停下脚步,而是继续坚持奋战在自己热爱的事业岗位上。

66岁高龄仍然坚持工作为国家洗刷屈辱

虽然在自己的领域中已经有了一点成就,但是学如逆水行舟,不进则退,无论在什么时候黄令仪都不忘继续学习知识来充实自己,并且取得更高的成就。

在1989年的一天国际芯片展会召开,当时还在美国进行外出工作的黄令仪得到这个消息便迅速赶往。

因为这次机会是很难得,不仅可以看到许多世界上出色的芯片展出,而且可以和很多同是这个领域的优秀人才进行交流,但是让黄令仪想象不到的是这次去参展改变了她的思想和她的后半生。

在展会上黄令仪看到了来自世界各国的优秀芯片展出,就在黄令仪为这些优秀成果而感叹的时候她也发现了竟然没有一个芯片是来自于自己的国家的,这无疑是一种屈辱。

中国这么一大独立强大的国家应该在各方面都有着一定的优越性,但是在芯片领域中国的成就竟然为零,这让黄令仪陷入了深深的思考之中。

黄令仪想到中国芯片近几年的发展,虽然说中国的计算机研制出来了,但是还并不能实现所有都是中国原创,更加让人倍感担忧的是信息化时代必然是往后的趋势发展。

正如我们今天所遇到的一切一样,无论是我们用的手机、电脑还是智能家电家具都离不开核心芯片,而在那个中国还没有芯片的年代,国家在这一方面就非常的被动。

比如说日本方面给我们国家提供芯片都是高额提供,而且就和销售产品是一样的,他们是不会把技术给我们的。

我们只能通过不断地谈判去压低价格买进,长久以来都是不占有主导权这样的发展自然就不利于中国的发展。

在当时国家的经费也很有限,1984年的时候曾经黄令仪也提出一定要研究大规模集成电路,但是由于各方面原因没能实现,甚至到了后来国家也撤销了整个组。

这在黄令仪心中已然成为一个伤口,她觉得中国人怎么可以没有自己的芯片,每天都用着买来的芯片却压根不知道里面是什么。

于是在这次展览会上黄令仪认真地研究每一个芯片,希望可以找到一些蛛丝马迹来帮助自己获得一些启发,于是1986年底微电子中心成立了。

1990年黄令仪回到国家后就潜心投入到芯片的研发工作中,但是在往后的几年中虽然中国芯片有了发展,但总体是比较缓慢地,而且有经验的人员实在是太少了,所有的一切都只是靠着黄令仪的坚持在不断前进着。

就这样一直到了黄令仪66岁的高龄了,按理来说都过了退休年龄了,但是黄令仪还是放心不下自己的事业。

于是她不顾别人的劝阻仍旧每天都工作在岗位上,这种精神激励了不少后来的年轻人,他们更加细致地投入到芯片的研究工作中。

用尽一生终于在84岁高龄看到中国芯的诞生

2001年黄令仪受到计算所的邀请希望可以帮助他们研制计算机的CPU做物理设计,在当时黄令仪还是很担心因为经费等各项问题会影响研究进行,最后导致半途而废的结果所以一直很犹豫。

但是经过一段时间的思想挣扎后黄令仪还是决定投入到研究中去,就这一个决定在这个岗位上黄令仪又用了超过15年的光阴。

2002年黄令仪和她的团队逐步找到了芯片研究的方法,于是龙芯1C和1B开始投入研究,在第一次研究中必然是十分艰难的,好几次芯片都出现了问题以致于人们都很担心这项研究会失败。

但是最终还是不辜负大家多年的奋斗,1C获得了成功,随之1B也宣布研究成功,就这样中国人终于有了属于自己的芯片,这无疑是一种光荣和对这些科学家们最大的褒奖。

随着第一批芯片的成功人们便开始向着更高更好的方向发展,黄令仪也坚持不懈地工作在岗位上,即使在中间有一段时间黄令仪也觉得自己的身体无法继续担负这么大的工作量。

但是最后她也被自己的热情所说服,在这些年来黄令仪参与了2D、2E、2F、2F2的研究工作,将中国芯片一次次推到更先进的位置上,她也被人们亲切地称作中国芯片之母。

2019年龙芯的研究工作室也在发布着新一代产品的诞生和它所具备的更高技能,在我们的眼中这已经不是一个小小的芯片,而是整个国家的自豪和伟大,以及在背后用了自己一生去奉献的科学家们的努力。

随着“龙芯3号”的投入使用,以及84岁高龄的黄令仪作为杰出科学家黄令仪被国家授予2019年“CCF夏培肃奖”。

这不仅仅是一份荣誉,而是整个国家对于黄令仪的肯定和感谢,她为国家洗刷屈辱的梦想也算是终于实现了。少年强则国强,新一代的年轻人也应该踏着先辈的足迹将国家建设地更加富强。

近年来,随着“中国芯”崛起,半导体就成为 科技 圈谈论的热门话题,其中不仅包括备受瞩目的国内半导体公司,世界上领先的半导体公司也成为了分析对较和吸取经验的对象。

市场研究公司IC Insights三月公布的《2019年麦克莱恩报告》中整理了2016-2019年世界半导体销售前十的公司。

通过图表,可以清楚地看到世界半导体是以英特尔、三星、台积电、高通为首并不断变化的格局,的确半导体行业就是一个没有硝烟的战场。

不过我们似乎更多地是去关注前几名之间的竞争,而忽略了榜首之后也是卧虎藏龙,其中就包括今天故事的主人公——徘徊于世界第八九名的半导体公司——TI德州仪器

如今的德州仪器已经逐渐被大多数人遗忘,可要知道在德州仪器红火的时候世界上还没有英特尔和高通的名字。

在过去的89年中,德州仪器经历了太多不为人知的事情,这个名字不应被 历史 所遗忘,接下来五矩研究社带你揭开这个被时光尘封的名字。

与现在遍地硅谷出身的半导体公司不同,德州仪器的总部位于美国德克萨斯州达拉斯,原因在于第一次世界大战推动了全球对石油的需求,依托德克萨斯州得天独厚的石油资源,1930年,J·克莱伦斯·卡彻和尤金·麦克德莫特一起创建了一个叫做“地球物理业务公司”(GSI)的公司,这就是德州仪器的前身。

一开始GSI主要业务是为石油工业提供地质探测,但由于石油开采量提升,石油行业出现供大于求的萧条期,到第二次世界大战期间,GSI开始扩大业务为美国陆军和海军生产国防电子产品。

借助国防合同,GSI实验室和制造部门(L&M)部门迅速超越了地理部门,电子业务也顺理成为公司的支柱产业。1951年公司重组并重命名为“通用仪器公司“,同一年再次更名为”德州仪器“(Texas Instruments, 简称TI)沿用至今,而GSI成为新公司的子公司。

就这样GSI旗下的电子部门不仅独立门户,还将原来的母公司变为自己的一个部门,完成了华丽逆转。

这时对德州仪器来说,人生才刚刚开始。

1952年,德州仪器从西部电子公司那里以25,000美元的价格购买了生产晶体管的专利证书,开始制造和销售晶体管。

随后原来在贝尔实验室工作的戈登·K·蒂尔看到广告后回到了故乡德克萨斯,在德州仪器担任研究主任。1954年2月,戈登·蒂尔研制出了第一个商用的硅晶体管,同时德州仪器成为了当时唯一一个批量生产硅管的公司,不过这时的硅管还要比锗管贵得多。

另一边1955年,“晶体管之父”肖克利离开贝尔实验室并召集了八位年轻人一起创业,目标则是替代锗,将硅推向市场。但后来八位年轻人因受不了肖克利独裁统治集体跳槽并创办了仙童半导体,致使肖克利创业无果告终,怒称这八个人为“八叛徒”。

在“八叛徒”领导下,仙童半导体发明了“平面处理工艺流程”把硅晶体管的制造变得像印书一样简单、高效、便宜,使硅晶体管得以大量上市,从此世界开始告别锗走向硅晶体管时代。但仙童半导体事业成功的同时也威胁到了德州仪器的晶体管生意。

后来的一个夏天,德州仪器里一个新来员工的想法让德州仪器在和仙童半导体的竞争中重新取得先机。

1958年夏,就在德州仪器的其他员工正在享受公司为期两周的传统假期时,新入职的杰克·基尔比因没有攒够假期不得不在公司里加班,而就在这两周的时光里,基尔比突发奇想:“由很多器件组成的极小的微型电路是可以在一块晶片上制作出来的。“

1958年9月12日,基尔比把这个想法变成了现实,研制出世界上第一块集成电路,并凭借这项发明,2000年基尔比获得了诺贝尔物理学奖。

德州仪器研发出集成电路以后,仙童半导体也提出相应专利争夺集成电路的发明权,但因为仙童半导体使用的是硅晶片,而德州仪器用的是锗晶片,后来两项专利发明人共同成为了集成电路的发明人。

虽然德州仪器的半导体业务一开始遭到了仙童半导体的挑战,但与之后”八叛徒“再次出走导致仙童半导体落寞不同,德州仪器则开始了发明创造的新时代。

1954年制造第一台晶体管收音机;1967年发明了手持式电子计算器;同年发明了单片机,并于1971年在单片微处理器上获得了专利;1978年德州仪器还推出了第一款单芯片语音合成器,应用于一系列手持式教育玩具。

之后德州仪器的业务越来越大,产品也深入生活。在七八十年代出生的美国人心中,提起德州仪器,第一时间一定会想到学生时代的图形计算器。

随着电脑和移动互联网的兴起,德州仪器也曾将业务扩展到电脑微处理器和手机芯片,但现在留下来的却只有英特尔和高通,而德州仪器的名字好想从来没有出现过一样,是高通和英特尔太强?还是德州仪器做错了什么?

众所周知,英特尔的4位4004芯片是世界上第一个微处理器,8008是世界第一个8位处理器,但其实在英特尔8008之前,德州仪器就推出过一款8位处理器。

把英特尔和德州仪器联系起来的是一个名为计算机终端公司(CTC)的公司,这个由NASA前工程师Gus Roche和Phil Ray在1968年创立后,推出的第一款产品就是搭载着德州仪器芯片和英特尔移位寄存器的电传打印机Datapoint 3300。

到设计第二款产品Datapoint 2200时,CTC决定做一台电脑,最终德州仪器和英特尔都得到了为CTC打造单MOS芯片的订单。

因时间久远,目前对于这次交易流传着各种版本的故事,但唯一能确定的是,在这场基于同一订单的竞赛中,老牌半导体公司德州仪器仅用一年的时间就研发出了TMX 1795,抢先于当时还是初创公司的英特尔之前交货。

但CTC在验完货后并没有决定采用TMX 1795芯片,原因是由于TMX 1795本身存在大量未使用和浪费的空间,导致性能无法达到要求。

从上图可以看出TMX 1795要比英特尔4004和8008加起来都要大

到1970年,英特尔缓缓拿出产品向CTC交作业的时候,早已过了截止日期,最后彻底失去耐心的CTC不仅没有启用英特尔的芯片还放弃了对该芯片的专有权。

后来英特尔将这款芯片命名为8008,并于两年后将其商业化。

就这样德州仪器虽然比英特尔更早地推出8位处理器,但由于TMX 1795自身的局限性无法商用,反倒是被英特尔8008抢占了第一的称号。

之后英特尔根据8008又推出了8080、8086,不但顺利投入商用而且英特尔从8088开始还获得了IBM订单,再后来携手微软组成Wintel联盟,顺风顺水地霸占了PC处理器市场。

反观德州仪器的命运就没有英特尔那么幸运,不但再次抢先推出的16位处理器TMS9900因缺乏可兼容的外围芯片和软件而无法推行,后来还彻底放弃了家用电脑市场。

德州仪器不仅涉足过电脑处理器,其实还曾是移动芯片的王者。

在ios和Android系统还没火起来的那个年代,德州仪器就已经手握着大部分手机的处理器。当时红透半片天的诺基亚就是德州仪器处理器的忠实用户,到后来的塞班和meego系统也都是采用德州仪器的处理器。

到Android时代开始,高通开始涉及智能手机处理器,并于2007年推出了第一代骁龙处理器,进入用户视野。

虽然高通逐渐显露头角,但德州仪器仍是性能和效率的代名词,用实力甩掉高通,还拥有着众多追随者,其中华为首批双核智能手机P1采用就的是德州仪器的OMAP系列处理器。

原本德州仪器可以在智能手机时代继续辉煌的,可谁知遇到的是最会玩专利的高通。

问题就出在德州仪器的处理器仅仅是一个处理器,只有GPU和一些DSP单元,所以手机厂商如果选用德州仪器的芯片,基带还需要另外购买集成。

而高通则是将芯片和基带进行打包出售,直接集成在一起,虽然手机厂商需要支付给高通专利费,但总比分次购买组装来得简单高效。

对此,知乎用户“叛逆者”用以下一段对话生动地描述了当时的情景。

高通利用提供保姆级芯片的策略不断笼络市场,2012年9月26日,德州仪器宣布将结束其在智能手机和平板电脑为导向的OMAP芯片业务,转向专注于嵌入式平台。

就这样,德州仪器在互联网和移动互联网两次变革中都没有把握住机会,第一次因电脑处理器无法投入商用给了英特尔兴起机会,第二次手机芯片则没有顺应用户需求败给高通。

不是英特尔和高通多么厉害,而是德州仪器没有做出顺应市场规律的产品,所以德州仪器实际上是败给了市场。

虽然经历了两次折戟,回看世界半导体局势,德州仪器仍稳居前十宝座,这一切都源于德州仪器懂得退一步的哲学。

在眼看着年轻一辈崛起以后,德州仪器选择退居幕后,做起了隐藏在背后的大boss。

现在德州仪器专注于开发模拟芯片和嵌入式处理器,这两块业务占据着总收入的80%以上。

根据IC Insights2019年5月9日发布的2018年全球模拟IC供应商的排名显示,德州仪器以108亿美元销售额和18%的市场份额占据着模拟集成电路供应商龙头老大的位置。

模拟产品是连接物理世界与数字世界之间沟通的桥梁,在电源管理、讯号转换与 汽车 电子领域有着广泛应用,目前正处于5G通讯变革下,基站数目的增加与智能手机射频前端链路的结构性变化,还有电动 汽车 大趋势下,德州仪器的未来场景应用广阔。

此外,德州仪器还有一项堪称为业界黑 科技 的技术——DLP技术。

DLP技术即数字光处理,这是一种把影像信号经过数字处理,再把光投影出来的技术。目前市面上90%以上的投影仪采用的都是德州仪器的DLP技术,并且DLP影院技术也占据着超过80%的院线荧幕。

但德州仪器这项造福人类的黑 科技 背后却有着无比艰辛的研发经历。

这一切都源于1977年的一个建议,德州仪器公司科学家Larry Hornbeck博士率领团队,开始了可对光源进行控制的反射原理的研究。此后德州仪器用了近十年的时间才终于在1996年成功实现了DLP技术的商业应用,开始向客户提供基于DLP数字显示技术的光学系统。

经过多年更新,不仅在生活中,德州仪器还将DLP技术应用到工业领域中去。

利用DLP技术可以通过数字曝光的方式来完成LED面板的蚀刻和修复;利用DLP技术响应速度快的特性还可以将其应用到PCB电路板的印制中,实现快速的流水线的生产;DLP技术的精准性还使其越来越多地应用于3D打印技术,通过DLP技术快速扫描物体,直接3D建模。

除了技术创新之外,德州仪器还关注国内教育:举办全国大学生电子设计竞赛、在大学建立实验室、参与教学改革、捐建希望小学......

看不见并不代表不存在,德州仪器就如空气一般,虽然看不见摸不着但一直存在于我们周围,并且通过创新不断为生活提供着便利,所以德州仪器称得上是一位伟大的隐秘者。

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