任敏华:科技自立自强 长跑在“芯”路上

2021-01-24

 

编者按:2020年11月24日,全国劳动模范和先进工作者表彰大会在北京人民大会堂隆重举行。上海交通大学共有11位校友受到表彰,其中6人获全国劳动模范荣誉称号,5人获全国先进工作者荣誉称号。作为奋斗在各行各业劳动群众中的优秀代表,他们以实际行动在平凡的岗位上创造出不平凡的成就。让我们一同了解校友们的先进事迹,致敬时代楷模,传递榜样力量。

任敏华,上海交通大学材料科学与工程学院1997届本科校友,中国电子科技集团公司第三十二研究所副总工程师、研究室主任,高级工程师。任敏华长期工作在科研一线,专注于国产嵌入式CPU、网络通信芯片的研发工作,多项科技成果突破国外技术封锁,填补了国内空白。任敏华秉持自主创新、科技报国的初心和使命,研发近40余款芯片,取得了3项发明专利、1项集成电路布图设计和1项软件著作权,为“海陆空天”供给“最强大脑”,总体技术达到国际先进水平。

 

芯片又叫集成电路,其内部的晶体管尺寸只有头发丝直径的千分之一,一个指甲大小的芯片上就集成了数百万至十亿个晶体管。芯片虽小,却是国之重器,在开发后半个世纪里就变得无处不在。现代计算、交流、制造和交通系统,包括互联网,全都依赖于集成电路的存在。它如同人体的心脏,决定着整个电子产品的运行。

国内半导体产业起步较晚,如何突破“缺芯”之困,走上自主芯片之路,是科技发展刻不容缓的一件事。长期以来,由于缺乏自主知识产权,我国的芯片需要大量从国外购买,2015年以来每年为进口芯片付出的代价甚至超过石油。这一状况在近些年得到改观,就是因为有很多像任敏华这样的芯片工程师,制造了属于我们自己的“民族芯”、“中国芯”。

20年攻坚克难,助力“中国芯”崛起

国产集成电路研发,并非一蹴而就。2000年,任敏华抱着“科技报国,科技强国”的信念投身国防军工事业,从事国产化嵌入式CPU、数据通信芯片等军用器件的研发工作,一干就是20年。

长时间以来,我国的高端装备和关键材料严重依赖进口,高端芯片设计能力和先进制造工艺等与国际先进水平差距很大。任敏华坦言:“芯片研发与制造工艺密不可分,而全世界最好的集成电路制造工艺,其实并不掌握在大陆手中。”为了克服这层壁垒,任敏华带领团队,将消化、吸收、再创新作为研发重点之一,用设计手段来弥补制造工艺的不足。

为了赶进度,他以单位为家,夜以继日地投入科研工作。任敏华凭借精湛的专业能力和对国防事业的热爱,完成了一项项看似不可能完成的急难险重任务。在担任项目总师期间,他积极引入先进的技术管理理念,采用软硬件协同的设计方法,坚持自主创新,探索出了一条超赶研发道路。

20年时间里,他的多项研究成果成功突破了外国技术封锁,填补了国内空白。任敏华带领团队研发了近40余款芯片,在国防科技工业中发挥了重要作用,极大提升了我国武器装备的自主可控水平。同时,他承担了“高性能嵌入式32位微处理器”、“千兆网交换芯片”等重点项目,锻造出一个又一个的精品工程,成为了大规模数字集成电路设计和数模混合电路设计领域知名专家,勇做新时代科技创新的排头兵。

传承劳模精神,打造品牌工作室

近年来芯片行业处于风口浪尖,人才争夺处于白热化。集成电路设计技术难度高、研发周期长,更要讲究以人为本。任敏华非常注重高素质创新人才的培养,积极创建了“任敏华集成电路设计劳模创新工作室”。工作室墙上张贴的“用‘芯’改变世界”几个大字,正是对任敏华及团队多年来筚路蓝缕、铸就辉煌的最好注释。

在任敏华眼中,劳模创新工作室是一群年轻人源于兴趣,自发聚在一起的民间机构,更是为了共同提升业务技能、产品质量等目标而建立的职工组织,工作室正像一个巨大“磁场”,吸引更多青年职工加入其中,聚集在这里汲取营养,寻找动力。任敏华说:“芯片国产化的‘春天’来临,对团队专业技能培养的‘春天’也到来了。”

在任敏华的带领下,劳模工作室经常开展技术沙龙和知识分享。他说:“我比较注重内部成员的‘传帮带’,我也会考量成员的个人特长,让他们在劳模创新工作室中展示分享。只要我懂的,我都会毫无保留讲给他们听。”他常常对身边人的年轻说:“和平年代,需要我们用头脑和知识来保卫国家!”

目前,任敏华劳模创新工作室已有成员20人,平均年龄34岁,研究生以上比例占69%,集聚了一批高知分子、科研骨干及海归精英,围绕着科研生产的重点、难点问题,开展创新活动,推动了国产芯片研发在技术创新、管理创新中出成果、出成效,也逐步形成了“比有标准,学有榜样,赶有目标,超有动力”的工作氛围,呈现出更多的创新辐射效应。

偏执成就极致,造“芯”路上永不止步

长征二号丁运载火箭是一款有着悠久历史的金牌火箭,任敏华所在的32所一直为该火箭提供计算机控制系统。2014年,32所提出火箭双捷联计算机系统的研发,这个系统如同给火箭提供了“驾驶员保健医生”,可以提高火箭的安全性能。

任敏华带领团队经过一年的摸索,制定了算法的详细设计方案。但在这个方案是否付诸实施的时候,他们遇到了来自各方的质疑:加入该算法控制FPGA,箭载计算机的所有配套设置需要更新,更新工作本身存在风险。例如美国的哥伦比亚号航天飞机,从1981年起开始服役,结果在2003年因为采用新技术,造成了机毁人亡的悲剧。

任敏华和他的团队

领导说,如果没有十足的把握,还是继续沿用老技术。毕竟在这之前,32所创下的是百发百中的发射成绩。但任敏华没有犹豫,他和团队成员拿出反复验证的数据,再拿出一股执拗劲儿,投入到项目研发中。“只有偏执狂才能够生存”这是任敏华始在工作中始终信奉的准则。他认为,唯有偏执,才能走到极致。

2015年12月,长征二号丁运载火箭,成功将“悟空”号卫星发射升空。任敏华和其团队共同设计的关键功能控制FPGA算法被装在火箭上的计算机里,使得火箭控制系统的安全系数从99.9%提升到99.99%,达到了世界先进水平。这0.09%的差别可不是个小数字,它意味着火箭发射失败的概率从原先的千分之一下降到万分之一,相差一个数量级。无数的芯片工程师常常就是为了这一个小小的数字,花费几年甚至几十年的努力。

“劳动是一切幸福的源泉,对于芯片设计等高科技行业技术人员,理想信念就是为了国家利益,支撑科技自立自强,不为多收三五斗折腰。”任敏华经常对团队成员说,这份工作并不需要像解放战争时期的先烈们一样流血牺牲,更重要的是扛起了无形的枪,是为国而战的隐形战士,间接守护祖国的边疆。芯片国产化这条路,任敏华已经长跑了20年,内心却依然保持坚定:“这条路虽然难走,但我还会继续走下去。”

 

来源:电科软信子集团、芯智讯、劳动报等