中国梦·大国工匠篇|刘勇:北斗系统的中国“芯”

发布时间:2024-12-25 01:07:34 来源: sp20241225

  央广网长沙10月1日消息(记者杨清)这是一枚1平方厘米左右的芯片,看上去很不起眼,却是刘勇与团队成员智慧的结晶。

  芯片很小,只有一个成年人指甲盖的大小;芯片也很大,其强大的处理能力可以承载北斗卫星触天揽星。

  这就是由刘勇自主研发的14纳米北斗三号高性能芯片。刘勇是长沙金维集成电路股份有限公司(简称金维集电)系统平台部高级算法设计师,高级工程师,也是国内顶级北斗导航芯片——“海豚系列”的设计师、缔造者。

  14纳米北斗三号高性能芯片的诞生翻开了中国“卫星导航+集成电路”领域的崭新一页,此后,它逐渐在农业、水利、民航、智能驾驶等领域发挥了重要作用。如今,这枚芯片已经跨越大海、飞向太空,成为我国北斗导航系统应用端的“心脏”。

  首款14纳米北斗三号高性能芯片

  在金维集电检测室,芯片被焊接在调试板上与电脑连接,调试板上的红绿灯不断闪烁,电脑上密密麻麻的数据快速刷新。

  刘勇正拿着机器在对一款芯片进行测试。“研发出芯片只是第一步,想在不同领域成功应用,还要在定位精度、稳定度等方面不断优化和调试。”刘勇说道。

  2018年,刘勇从北京回到家乡湖南,投身北斗导航芯片研发。“2018年加入公司的时候,真正参与北斗基带芯片研制工作的团队才20人不到。”刘勇回忆。但那时候,每个人身上都涌着一股热血。

  彼时,定位芯片被国外垄断,使我国导航定位在安全、技术和成本方面都受制于人,面临严峻挑战。

  “我们的任务,就是不管花多少时间、付出多少努力,都一定要完成一个从无到有的突破——研发出具有自主知识产权的北斗芯片。”

  为此,刘勇与团队成员经常加班到凌晨两三点,累了,就在办公桌上趴一会儿;困了,就在办公室搭个简易床睡一觉。

  小小芯片,看似小巧,却大有乾坤,上亿个晶体管不允许出现任何一个微小差错。经过反复不断地研发、设计、调试……从最初的55纳米到40纳米,再到22纳米,经过一年半的努力,刘勇带领团队最终成功研制出国内外首款14纳米的北斗三号高精度导航芯片,达到国际领先水平。

  该款芯片可以在汽车120公里时速的情况下,提供接近厘米级精度,在静态情况下提供毫米级精度的位置服务,具有高精度、高频度、低延迟、小型化和低功耗等特点。

  该芯片参加了湖南省科技厅组织的科技成果评价,获得众多院士、专家高度评价,被评价为“该成果自主可控、创新性强,技术水平居于国际领先水平”。目前,该芯片已实现了近30万套的产业化应用,直接经济价值超4亿元。

  首个北斗“芯片二次开发”生态模式

  “农业、交通、应急、电力……北斗应用的体量、前景非常广阔,让芯片服务到更多领域,是我们新的使命。”刘勇说道,北斗应用体量巨大,仅凭几家企业,很难支撑起国家北斗事业高度蓬勃发展。

  于是,在推出14纳米级的北斗导航芯片后,刘勇马不停蹄,又带领团队不断探索、继续突破。

  终于,在2022年,刘勇打造出全国首个北斗芯片应用生态模式的“芯片二次开发”平台,攻克了芯片软件架构、业务模块组件、配置接口设计和性能结构优化等难题。

  建立在该平台的基础上,行业用户可以快速开展技术方案实施与产品研发,极大降低北斗应用开发的专业门槛,减少中下游产业的研发投入、缩短交付周期。

  “芯片二次开发”也为行业开创了合作共赢的生态模式,目前金维集电已与中国兵器、中国电子、航天科工等近30家央企及上市企业达成战略合作,支撑重点央企集团及研究所单位50多家,获得广泛的行业认可,为国家北斗系统应用作出了重大贡献。

  “研发芯片就像是培育小孩一样,需要全身心地投入,希望它能健康茁壮地成长。”刘勇说道,看着自己研发创造的芯片和平台在润物细无声地影响着各行各业,内心有种说不出的成就感和自豪感。

  “大家”与“小家”的抉择

  工作的繁忙几乎占据了刘勇所有的时间。休不了假倒没什么,让刘勇最遗憾的是不能好好地陪伴家人。

  每天加班回到家都是午夜时分,虽然住在一个屋檐下,见一面都是难事,根本没时间、没精力陪伴孩子。对待家庭,最让刘勇感到愧疚的人是妻子。“作为两个孩子的爸爸,在老婆生产后,我却没有陪她坐过一次完整的月子。”说起妻子,刘勇的脸上多了几分柔和,也让他满怀愧疚。

  长年坚守在工作岗位的刘勇,只能把照顾父母和子女的责任丢给妻子。善良勤劳的妻子知道他的不容易,便默默地挑起了家庭重担。

  要知道,在参与研发北斗导航芯片之前,刘勇与妻子从来没有分开超过5天。如今,聚少离多成了常态。寒来暑往、冬去春回,在“大家”与“小家”的抉择中,刘勇毅然决然地选择了前者,全身心地投入到北斗导航事业研发。

  为此,他带领团队攻坚克难、创新探索,突破多项关键技术,先后成功研制出有完全自主知识产权的两代八款“海豚系列”北斗核心芯片。芯片荣获《2021年卫星导航定位科学技术奖-科技进步特等奖》。

  工作至今,刘勇承担和参与了4项国家级、多项省市级重点科研项目,拥有发明专利20余项。刘勇也先后荣获长沙市高层次人才、长沙市紧缺急需人才、湖南省湖湘青年英才、湖南省第二届“湖湘杰出工匠”等荣誉。

  坚守在北斗卫星导航与通信领域10余年的刘勇常说“干一行爱一行”,因为这份坚守、热爱与责任,他十年如一日,一直以身作则、不断探索、追求极致,带领团队始终坚持自主创新,突破技术制高点,攻克“卡脖子”关键技术,并毫无保留地传道授业,培养了几十名北斗行业的核心骨干与中坚力量,加速了北斗行业芯片产业高度发展,推动了北斗在国内外大规模成熟稳定应用。

  谈到未来,刘勇说,希望能持续深耕北斗卫星导航领域,创新技术、培养人才,为国家的国防经济建设贡献自己的力量。(央广网客户端) 【编辑:张子怡】