專訪創(chuàng)“芯”之星SLS隊(duì)：巾幗不讓須眉，一舉奪魁

為期三天的“中國(guó)光谷·華為杯”第六屆中國(guó)研究生創(chuàng)“芯”大賽決賽落下帷幕。大賽激發(fā)了全國(guó)集成電路學(xué)子的創(chuàng)新熱情，參賽學(xué)子們拿出了精益求精的作品。群英薈萃中有這樣一組女生上得了“筆試舞臺(tái)”、打得了“答辯擂臺(tái)”，最終摘得本屆大賽最高獎(jiǎng)項(xiàng)創(chuàng)“芯”之星。她們就是來自上海交通大學(xué)微納電子學(xué)系何衛(wèi)鋒教授課題組的SLS隊(duì)。

隨著5G和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，邊緣計(jì)算技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。邊緣計(jì)算通過將計(jì)算資源部署到更接近數(shù)據(jù)產(chǎn)生的位置，實(shí)現(xiàn)了低延時(shí)和隱私保護(hù)等目的。然而，邊緣設(shè)備通常由電池供電，其電池容量有限。例如，智能手表等可穿戴設(shè)備的待機(jī)時(shí)間通常小于一天，嚴(yán)重影響了用戶體驗(yàn)。因此，電路能效是邊緣計(jì)算設(shè)備的核心指標(biāo)。

SLS隊(duì)伍的作品面向邊緣端設(shè)備的高能效計(jì)算需求，研究并提出了面向?qū)捁ぷ麟妷旱臅r(shí)序裕量片上推測(cè)與自適應(yīng)壓縮、電荷域兩相模擬計(jì)算兩項(xiàng)技術(shù)，并開發(fā)了相應(yīng)的高能效原型芯片。項(xiàng)目在技術(shù)和應(yīng)用上都有突破，摘得桂冠也變得水到渠成。

SLS團(tuán)隊(duì)究竟是如何從889支隊(duì)伍、3352名參賽師生中脫穎而出的呢？是怎樣的特質(zhì)讓SLS傲立群雄，摘得桂冠？

?01地基穩(wěn)，“建筑”高

SLS團(tuán)隊(duì)的名稱是三個(gè)女生姓氏的縮寫，S—研究生二年級(jí)的邵琳，L—碩博連讀四年級(jí)的李婕妤，S—大四剛畢業(yè)的蘇坤。

這個(gè)團(tuán)隊(duì)的核心，當(dāng)之無愧是正在就讀碩博連讀四年級(jí)的隊(duì)長(zhǎng)李婕妤。路演中李婕妤用溫柔又有力量的聲音娓娓道來自己戰(zhàn)隊(duì)的成果，結(jié)束時(shí)面對(duì)評(píng)委老師格科微副總裁喬勁軒就功耗問題的提問時(shí)，也是有理有據(jù)，邏輯清晰。

團(tuán)隊(duì)的另一名隊(duì)員邵琳已經(jīng)是第二次參加大賽了。邵琳說之前看學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐參加大賽，就覺得這個(gè)大賽非常厲害。2022年邵琳所在的“麻辣香鍋隊(duì)”一舉拿下“創(chuàng)芯之星”，積累了珍貴的經(jīng)驗(yàn)之后，今年邵琳所在團(tuán)隊(duì)再次奪魁。今年邵琳和蘇坤作為更低年級(jí)的學(xué)妹，擔(dān)任的角色更傾向于基礎(chǔ)答題。

在采訪中記者發(fā)現(xiàn)，大賽對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握的扎實(shí)度有較高的要求。來自西安電子科技大學(xué)研究生一年級(jí)的宋家俊和段易辰同學(xué)就提到：筆試還是有難度的，不是說題目難，而是基礎(chǔ)題有很多，涉及的面也比較廣。具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，才能為未來深入研究奠基。蘇坤也說到：這樣的筆試和機(jī)試對(duì)我來說是一個(gè)非常好的鞏固基礎(chǔ)知識(shí)的機(jī)會(huì)。

對(duì)于邵琳和蘇坤來說，每一次的模擬機(jī)考練習(xí)都是難忘的。邵琳更是說“在去年的和今年的機(jī)考備賽過程中，第一次模擬機(jī)考練習(xí)時(shí)，題目都是做不完的。但是一次次練習(xí)機(jī)考的過程是我最難忘的事?！庇纱丝梢?，哪怕去年參加過比賽，今年大賽依然充滿著挑戰(zhàn)。

正如中國(guó)研究生創(chuàng)芯大賽組委會(huì)執(zhí)行主任委員、清華大學(xué)王志華教授所說：“大賽有一個(gè)很明確的基礎(chǔ)知識(shí)的考試，這樣的一個(gè)考試就避免了某些其他的賽事里一個(gè)團(tuán)隊(duì)拿著師兄甚至已經(jīng)畢業(yè)了很多年的師兄，甚至全團(tuán)隊(duì)的成果，在這做一個(gè)PPT，演示的好就可以獲得不錯(cuò)分?jǐn)?shù)的情況?！贝筚惷恳淮芜x拔出來的，都是基礎(chǔ)扎實(shí)的真才實(shí)學(xué)。

?02知識(shí)“硬”，實(shí)踐強(qiáng)

李婕妤在大四時(shí)進(jìn)入了何老師的高能效集成電路課題組，并在研究生階段的第一年就開始探索她的第一個(gè)研究課題，也就是本次大賽作品中的第一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：寬電壓下的電路時(shí)序裕量推測(cè)與壓縮技術(shù)，并完成了原型芯片的設(shè)計(jì)與流片；在2022年3月份，李婕妤完成了自己的第二款芯片的流片；這都為此次大賽的奪冠打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

“當(dāng)我第一次有一顆自己設(shè)計(jì)的芯片，第一次測(cè)試發(fā)現(xiàn)芯片功能是正確的，這一刻是非常難忘的，因?yàn)閺脑O(shè)計(jì)、流片到芯片回來以后測(cè)試的整個(gè)過程，真的很不容易。”在回憶準(zhǔn)備比賽過程的時(shí)候，李婕妤同學(xué)有點(diǎn)激動(dòng)的講述了這個(gè)故事。而她現(xiàn)在，已經(jīng)有了2顆流片成功的芯片。在最后的路演答辯中，評(píng)委浙江大學(xué)韓雁教授連連稱贊：你的研究成果非常優(yōu)秀。

SLS隊(duì)伍的作品面向邊緣端設(shè)備的高能效計(jì)算需求，研究并提出了面向?qū)捁ぷ麟妷旱臅r(shí)序裕量片上推測(cè)與自適應(yīng)壓縮、電荷域兩相模擬計(jì)算兩項(xiàng)技術(shù)，并開發(fā)了相應(yīng)的高能效原型芯片。在第一項(xiàng)技術(shù)中，通過動(dòng)態(tài)感知、推測(cè)電路運(yùn)行時(shí)的時(shí)序裕量，進(jìn)而進(jìn)行自適應(yīng)的時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)芯片悲觀時(shí)序裕量的自適應(yīng)壓縮。加速引擎原型芯片的測(cè)試結(jié)果表明該技術(shù)可將電路性能提升4.2倍、能效提升19.3%。在第二項(xiàng)技術(shù)中，通過采用基于電荷域的兩相模擬計(jì)算策略，有效降低了數(shù)模轉(zhuǎn)換開銷。原型芯片測(cè)試結(jié)果表明電路能效提升高達(dá)10.7倍。

項(xiàng)目所提出的技術(shù)有望應(yīng)用于邊緣移動(dòng)設(shè)備、邊緣服務(wù)器等多種邊緣計(jì)算應(yīng)用場(chǎng)景，有效提升邊緣設(shè)備的能效，這對(duì)節(jié)省能源、加快萬物互聯(lián)的發(fā)展有重要意義。其中，第一項(xiàng)技術(shù)，即面向?qū)捁ぷ麟妷旱臅r(shí)序裕量片上推測(cè)與自適應(yīng)壓縮，可應(yīng)用邊緣端服務(wù)器以及移動(dòng)邊緣設(shè)備中的多種專用加速引擎，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器、圖像處理加速器、加解密加速器等，有效提升此類設(shè)備的能效。第二項(xiàng)技術(shù)，即電荷域兩相模擬計(jì)算，可應(yīng)用于移動(dòng)邊緣設(shè)備的全球衛(wèi)星導(dǎo)航加速器中，有效提升可穿戴設(shè)備、車載設(shè)備等設(shè)備的能效和定位性能。

目前，基于SLS戰(zhàn)隊(duì)的相關(guān)成果包括已發(fā)表（含錄用）學(xué)術(shù)論文6篇。其中，一作論文5篇，包括集成電路領(lǐng)域頂會(huì)ISSCC 2023和頂刊JSSC 2023，并申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利兩項(xiàng)。所提的兩項(xiàng)技術(shù)，已經(jīng)受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注，所在課題組先后與歸芯科技、華為2012實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)芯片部門、華為武漢研究所進(jìn)行了技術(shù)交流與合作。

產(chǎn)教融合，就是要讓真知和實(shí)踐再次融合。王志華教授說大賽有一個(gè)實(shí)際的設(shè)計(jì)過程，進(jìn)行基本技能的考察和基本技能的使用，使得學(xué)生能夠利用到工業(yè)界所使用的工具，求出工業(yè)界期望解決的物理問題的解。這樣篩選出來的參賽作品，就能像SLS戰(zhàn)隊(duì)一樣探索解決產(chǎn)業(yè)關(guān)心的問題。

?03團(tuán)戰(zhàn)精彩，與賽共贏

決賽中，三個(gè)女生在舞臺(tái)上進(jìn)行最后答辯展示時(shí)自信堅(jiān)定、語言凝練、邏輯清晰。創(chuàng)芯大賽的常務(wù)副主任委員北京大學(xué)蓋偉新教授就忍不住連連感嘆：“這三個(gè)女生，巾幗不讓須眉?。　贝_實(shí)，在男生占大多數(shù)的微電子相關(guān)專業(yè)里，女生可謂“鳳毛麟角”。

然而在本屆創(chuàng)“芯”大賽中，很多優(yōu)秀的女生們科研領(lǐng)先、思維敏捷、口才出眾。賽后我們對(duì)SLS三位女生進(jìn)行了采訪，盡管全是女生引起了大家的注意，但是三個(gè)女生還是十分淡定，“總的來說，我在學(xué)習(xí)過程中遇到了很多優(yōu)秀的男生，也有很多優(yōu)秀的女生，所以我覺得性別不是一個(gè)決定性的因素。也沒有什么特別的感覺。” 當(dāng)記者用“巾幗”形容她們的時(shí)候，隊(duì)長(zhǎng)李婕妤羞澀的笑道：“哈哈是的，我們好像也是我們課題組里面唯三的三個(gè)女生?！?/p>

李婕妤告訴我們，這個(gè)戰(zhàn)隊(duì)中分工明確，各司其職的同時(shí)，合作也十分默契，跟大家是來自從同一個(gè)課題組有很大關(guān)系。李婕妤作為大學(xué)姐，負(fù)責(zé)電路設(shè)計(jì)和創(chuàng)新點(diǎn)的構(gòu)思，邵琳和小學(xué)妹蘇坤則是協(xié)助前期的仿真和流片后的測(cè)試工作。同時(shí)，邵琳和蘇坤也正在探索自己的研究課題。但是，三個(gè)人的課題大方向都聚焦在高能效集成電路設(shè)計(jì)上，大家時(shí)時(shí)溝通研究成果，互通有無。年級(jí)跨度大不僅沒有成為問題，反而成為了優(yōu)勢(shì)。

大賽也不僅僅是把校園內(nèi)的力量發(fā)揮到了極致，同時(shí)提供了各個(gè)高?；ネㄓ袩o的平臺(tái)，甚至直接對(duì)接企業(yè)，深度熟悉產(chǎn)業(yè)界的需求和痛點(diǎn)。說到參加兩次比賽的感受，邵琳覺得自己在每一年的大賽中都能認(rèn)識(shí)到來自全國(guó)各地的優(yōu)秀學(xué)子們，在最后的公開路演環(huán)節(jié)看到別人的研究工作，受益匪淺。創(chuàng)“芯”大賽給了一個(gè)自己認(rèn)識(shí)青年才俊的機(jī)會(huì)，并且了解到全國(guó)各地高校正在致力于哪些前沿工作。

再次恭喜SLS戰(zhàn)隊(duì)取得了優(yōu)秀的成果。競(jìng)賽的意義并不僅僅是“獎(jiǎng)杯”，而在于它對(duì)研究生培養(yǎng)的實(shí)踐性牽引，引導(dǎo)更多研究生同學(xué)強(qiáng)化實(shí)踐，真刀真槍解決實(shí)際問題，同時(shí)引導(dǎo)更多的研究生同學(xué)站在前沿，勇于創(chuàng)新。產(chǎn)學(xué)研更深入地合作，師生更密切地互動(dòng)交流，多學(xué)科的融合交叉，讓更多的人才“冒”出來。未來的“IC”路還很漫長(zhǎng)，我們也期待著這些賽事篩選出來的優(yōu)秀集成電路人才們?cè)谌缃癖桓叨汝P(guān)注、甚至被“卡脖子”的半導(dǎo)體領(lǐng)域，熠熠發(fā)光！