國(guó)家“十二五”科技創(chuàng)新成就展期間，核高基成果受到廣泛關(guān)注。

　?、俪?jí)計(jì)算機(jī)神威·太湖之光

　?、诨ヂ?lián)網(wǎng)汽車駕駛展示

　　③互聯(lián)網(wǎng)汽車手機(jī)操控軟件

　?、苌虾８咝阅芗呻娐吩O(shè)計(jì)中心科研人員

　　隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，人們面臨一次又一次的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，科技領(lǐng)域也在不斷地前進(jìn)和突破。近年來(lái)，我國(guó)在核心電子器件、高端通用芯片方面取得的進(jìn)展日新月異，而經(jīng)過(guò)多年蓄力，國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)軟件的發(fā)展態(tài)勢(shì)已有所好轉(zhuǎn)，尤其一批國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)軟件的領(lǐng)軍企業(yè)發(fā)展勢(shì)頭給中國(guó)軟件市場(chǎng)打了一劑強(qiáng)心針，而“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”國(guó)家科技重大專項(xiàng)的適時(shí)出現(xiàn)，猶如助推器，給了它們更強(qiáng)勁的支撐力量。

　　年初，國(guó)家超算無(wú)錫中心主任楊廣文透露，繼摘取“世界最快計(jì)算機(jī)”并贏得中國(guó)在全球高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎(jiǎng)——戈登貝爾獎(jiǎng)桂冠、實(shí)現(xiàn)我國(guó)29年來(lái)在該獎(jiǎng)項(xiàng)上零的突破之后，我國(guó)首臺(tái)全自主可控的十億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)“神威·太湖之光”，又向著下一代超級(jí)計(jì)算機(jī)發(fā)起了沖擊。

　　“核高基”的成績(jī)單還可以列得很長(zhǎng)很長(zhǎng)……

　　“十年來(lái)，核高基專項(xiàng)在核心電子器件、高端通用芯片和基礎(chǔ)軟件這三個(gè)方面都取得比較大的突破。”清華大學(xué)教授，“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”國(guó)家科技重大專項(xiàng)（簡(jiǎn)稱專項(xiàng)）技術(shù)總師魏少軍教授總結(jié)。

　　把住核心元器件命門 滿足國(guó)家戰(zhàn)略需求

　　“核高基”是對(duì)核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品的簡(jiǎn)稱，在2006年發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》中，它與載人航天、探月工程等并列為16個(gè)重大科技專項(xiàng)。

　　這個(gè)聽上去“高大上”的名詞其實(shí)與每個(gè)人的生活息息相關(guān)。從手機(jī)到電腦，從冰箱到汽車，甚至每一個(gè)U盤，都離不開芯片和軟件。對(duì)于所有整機(jī)設(shè)備而言，芯片是‘心’、軟件是‘魂’，如果沒(méi)有這兩樣，這臺(tái)機(jī)器就無(wú)法工作，所以它們是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)與核心。眾所周知，在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一直被人貼上缺“芯”少“魂”的標(biāo)簽。

　　但專項(xiàng)實(shí)施近十年來(lái)，情況已經(jīng)和正在發(fā)生一些改變。

　　“我們?cè)诤诵碾娮悠骷P(guān)鍵技術(shù)方面取得重大突破，技術(shù)水平全面提升，與國(guó)外差距由專項(xiàng)啟動(dòng)前的15年以上縮短到5年，一批重大產(chǎn)品使我國(guó)核心電子器件長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的‘卡脖子’問(wèn)題得到緩解。”魏少軍說(shuō)，在專項(xiàng)的支持下，我們成功構(gòu)建了系列高端技術(shù)平臺(tái)，產(chǎn)品水平提升顯著，核心電子器件的總體技術(shù)水平實(shí)現(xiàn)了跨越發(fā)展，在重大工程和裝備中應(yīng)用成效顯著。具體說(shuō)來(lái)，型號(hào)器件首次實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用，提升了現(xiàn)有裝備的水平，促進(jìn)現(xiàn)有體制的更新?lián)Q代，有效提升新型裝備與系統(tǒng)整體性能；部分核心器件拉開了全面國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用序幕，徹底解決了對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的依賴，改變了受制于人的局面。

　　采用全國(guó)產(chǎn)CPU處理器的“神威·太湖之光”超算整機(jī)在2016年的第47次和第48次世界超算TOP500排名中位列第一；基于“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)完成的“全球大氣非靜力云分辨模擬應(yīng)用”獲得2016年度戈登貝爾獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)這一領(lǐng)域零的突破。“十二五”期間，部分采用國(guó)防科技大學(xué)“飛騰1500”CPU的“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)也曾多次排名世界超算第一。

　　“這些突破極大地提升了我們很多裝備的網(wǎng)絡(luò)安全水平。”魏少軍說(shuō)。

　　技術(shù)突破帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)化

　　專項(xiàng)立項(xiàng)之初就強(qiáng)調(diào)面向市場(chǎng)，解決實(shí)際需求問(wèn)題。正因此，核心技術(shù)突破推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展更值得高興。

　　自專項(xiàng)實(shí)施以來(lái)，基于國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)軟硬件的桌面計(jì)算機(jī)在產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了“從基本不可用到基本可用”的跨越，在應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)了“從單點(diǎn)試用到行業(yè)示范應(yīng)用”的跨越。飛騰、龍芯、申威和兆芯等國(guó)產(chǎn)CPU的單核性能從“十二五”初期不到Intel i3CPU的10％分別提升到36.4％、33.3％、25.8％和51.5％。

　　魏少軍說(shuō)，采用以上國(guó)產(chǎn)CPU、操作軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)及辦公套件的服務(wù)器和桌面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已在黨政軍辦公和電力、民航、交通等重點(diǎn)行業(yè)進(jìn)行了批量部署。

　　其中，國(guó)產(chǎn)兆芯x86通用處理器的成功自主研發(fā)和量產(chǎn)，令國(guó)產(chǎn)桌面處理器在性能方面完成了一次跨越式的提升，從“十二五”初期的不足國(guó)際整體水準(zhǔn)的7％提升到了目前的50％，綜合性能體驗(yàn)達(dá)到80％。目前，兆芯處理器芯片已在聯(lián)想、長(zhǎng)城、同方、曙光等主流整機(jī)廠商的產(chǎn)品中得到應(yīng)用。

　　我國(guó)是電視機(jī)生產(chǎn)大國(guó)，但其使用的核心芯片卻長(zhǎng)期依賴進(jìn)口。在專項(xiàng)的支持下，海思半導(dǎo)體和創(chuàng)維等廠商共同努力，攻克了這一長(zhǎng)期困擾我國(guó)電視機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題。憑借優(yōu)良的品質(zhì)和豐富的功能，國(guó)產(chǎn)智能電視核心芯片市場(chǎng)占有率從“十二五”初的零，到“十二五”末達(dá)到10％，進(jìn)入“十三五”后，呈現(xiàn)出加快發(fā)展的態(tài)勢(shì)，可望在2020年在市場(chǎng)上發(fā)揮更大作用。

　　與此同時(shí)，國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)的突破也正實(shí)實(shí)在在地改變?nèi)藗兊纳?。海爾此前推出的首款云廚吸油煙機(jī)，配有一塊4.3英寸高清觸摸屏，內(nèi)置1.5萬(wàn)條視頻菜譜，用戶還可以邊烹飪邊聽新聞和有聲書。當(dāng)抽油煙機(jī)感知到廚房空氣質(zhì)量欠佳，還會(huì)自動(dòng)開啟通風(fēng)換氣。這臺(tái)“智能”抽油煙機(jī)的“大腦”正是阿里巴巴的YunOS智能操作系統(tǒng)。

　　作為2012年專項(xiàng)課題“移動(dòng)智能終端操作系統(tǒng)研發(fā)”的核心成果，YunOS已經(jīng)成為繼Android、iOS之后的中國(guó)市場(chǎng)第三大智能終端操作系統(tǒng)。

　　信心是黃金 思路轉(zhuǎn)變是財(cái)富

　　相比于以上這些成績(jī)單，魏少軍更看重的是專項(xiàng)帶來(lái)的社會(huì)效應(yīng)。“中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)讓西方世界著急了。”他給出的數(shù)字是，2008年至今，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)年均復(fù)合增長(zhǎng)率接近20％，同期全球的增長(zhǎng)率則不到4％。

　　另一個(gè)數(shù)字是，1999年我國(guó)芯片設(shè)計(jì)業(yè)的產(chǎn)值僅為一兩個(gè)億，去年則達(dá)到1644億元，從價(jià)值上看，芯片自給率超過(guò)25％。

　　“專項(xiàng)的實(shí)施，給集成電路從業(yè)人員帶來(lái)極大信心，同時(shí)也帶動(dòng)了大量社會(huì)資本的投入，促使這一行業(yè)快速發(fā)展。”魏少軍說(shuō)。

　　不久前，體量為1380億元的國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金成立。目前全國(guó)約有4360億元各類基金支持集成電路發(fā)展。這與專項(xiàng)的引導(dǎo)密不可分。

　　“另一個(gè)重要收獲是專項(xiàng)的實(shí)施改變了部分科研人員的創(chuàng)新思路。”魏少軍說(shuō)，雖然國(guó)家一直在強(qiáng)調(diào)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，但不可否認(rèn)的是，相當(dāng)大一部分科研人員考慮問(wèn)題還是習(xí)慣從技術(shù)到技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品、對(duì)市場(chǎng)沒(méi)有太多概念。

　　“專項(xiàng)始終在推動(dòng)解決這一問(wèn)題，從我的感受看，經(jīng)過(guò)這么多年市場(chǎng)的歷練，不少科研人員的想法已經(jīng)發(fā)生變化。”魏少軍說(shuō)，他們意識(shí)到在實(shí)驗(yàn)室做出很牛的技術(shù)和做出讓市場(chǎng)認(rèn)可的產(chǎn)品是兩回事，“只有做出比別人更好的產(chǎn)品才會(huì)被接受。不可否認(rèn)的是，部分產(chǎn)品沒(méi)有進(jìn)入市場(chǎng)正是因?yàn)殡x好產(chǎn)品還有相當(dāng)差距”。

　　談到下一步計(jì)劃，魏少軍說(shuō)，一是要繼續(xù)深化對(duì)CPU技術(shù)的引進(jìn)、消化吸收和再創(chuàng)新工作，加強(qiáng)軟硬件融合發(fā)展，并圍繞產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)籌和部署；二是與相關(guān)部門協(xié)同加快推進(jìn)國(guó)產(chǎn)自主可控替代計(jì)劃，及國(guó)產(chǎn)計(jì)算機(jī)設(shè)備的政策支持和優(yōu)先采購(gòu)政策的制定，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)CPU及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品的規(guī)?；瘧?yīng)用；三是加強(qiáng)與集成電路裝備、寬帶移動(dòng)通信專項(xiàng)及重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的銜接和配合，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。

　　典型案例

　　有了它，汽車成了智能平臺(tái)

　　2013年底到2014年初，車聯(lián)網(wǎng)概念鋪天蓋地而來(lái)，車企和互聯(lián)網(wǎng)公司都意識(shí)到，這應(yīng)該是個(gè)重大機(jī)會(huì)。

　　在核高基專項(xiàng)2012年“移動(dòng)智能終端操作系統(tǒng)研發(fā)”課題支持下，YunOS確立了在手機(jī)行業(yè)的發(fā)展模式，尋求向其他行業(yè)擴(kuò)展，汽車是重點(diǎn)之一。而上汽管理層委托張新權(quán)牽頭、以上汽集團(tuán)車聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略為方向做一次調(diào)研。在跑遍了國(guó)內(nèi)外幾十家互聯(lián)網(wǎng)公司后，上汽再次找到了此前有過(guò)一次交流的阿里巴巴。在與阿里巴巴技術(shù)委員會(huì)主席王堅(jiān)第二次見面后，雙方基本達(dá)成了共識(shí)——讓操作系統(tǒng)進(jìn)車。

　　2014年5月，張新權(quán)代表上汽開始與阿里巴巴探討戰(zhàn)略合作。2014年7月23日，阿里巴巴與上汽集團(tuán)正式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，意味著首款互聯(lián)網(wǎng)汽車的落地計(jì)劃正式開啟。

　　和外界猜想的不同，這款車的操作系統(tǒng)并不是將一個(gè)現(xiàn)成的操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單改造、移植到車?yán)?，而是采用YunOS正在研發(fā)的全新4.0架構(gòu)作為基礎(chǔ)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。2015年上半年，新系統(tǒng)提供給互聯(lián)網(wǎng)汽車團(tuán)隊(duì)做上層開發(fā)，同時(shí)，新系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行完善。

　　2015年3月12日，上汽集團(tuán)與阿里巴巴集團(tuán)共同宣布，將合資設(shè)立10億元互聯(lián)網(wǎng)汽車基金，該基金將推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)汽車開發(fā)和運(yùn)營(yíng)平臺(tái)建設(shè)，未來(lái)將是開放式的資本平臺(tái)，吸納更多互聯(lián)網(wǎng)汽車參與者。

　　2015年4月，產(chǎn)品開發(fā)啟動(dòng)。上汽派出三輛大巴，將團(tuán)隊(duì)所有人送到了杭州的阿里濱江園區(qū)封閉開發(fā)。到了6月中旬，產(chǎn)品第一期完成了技術(shù)架構(gòu)，系統(tǒng)具備了開發(fā)環(huán)境，團(tuán)隊(duì)成員又移師上海申通信息廣場(chǎng)封閉。

　　在通常的車機(jī)里，導(dǎo)航只是一個(gè)普通應(yīng)用，但互聯(lián)網(wǎng)汽車項(xiàng)目決定把地圖當(dāng)成系統(tǒng)桌面，這是一個(gè)顛覆性的設(shè)計(jì)。而且，這個(gè)地圖還要提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出手機(jī)導(dǎo)航精度的用戶體驗(yàn)，YunOS第一次實(shí)現(xiàn)了在線地圖＋慣性導(dǎo)航的結(jié)合，地圖被更多傳感器驅(qū)動(dòng)，在沒(méi)有衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的環(huán)境下，比如在地下車庫(kù)和高架橋下，仍然能夠?qū)囘M(jìn)行準(zhǔn)確的導(dǎo)航。

　　這款互聯(lián)網(wǎng)汽車的另一個(gè)亮點(diǎn)——車是一個(gè)新的開放平臺(tái)。以前車不是平臺(tái)，一輛車的所有能力在出廠之前已經(jīng)確定了，特別是硬件能力，改裝不過(guò)也就是加個(gè)屏幕、換個(gè)收音機(jī)。而有了操作系統(tǒng)之后，車成為了平臺(tái)：智能手表、智能手機(jī)、無(wú)人機(jī)等都可與車相連。此外，ETCP與YunOS合作，可在全國(guó)10大城市、全國(guó)5000家以上停車場(chǎng)實(shí)現(xiàn)預(yù)約、支付服務(wù)。而YunOS也是在全球范圍內(nèi)第一個(gè)實(shí)現(xiàn)車輛自預(yù)約車位、自支付的廠商。

　　目前，YunOS已經(jīng)攜手上汽陸續(xù)發(fā)布多款搭載YunOS Auto的互聯(lián)網(wǎng)汽車，包括榮威RX5、名爵ZS、榮威i6、大通D90等，皆取得了出色的市場(chǎng)成績(jī)。今年4月更創(chuàng)新發(fā)布搭載YunOS Auto的純電動(dòng)超級(jí)轎跑SUV概念車榮威“光之翼”Vision-E、電動(dòng)概念超跑名爵E-Motion。

　　核心技術(shù)

　　國(guó)產(chǎn)x86處理器完成自主研發(fā)

　　x86是目前全球范圍內(nèi)唯一的復(fù)雜指令集架構(gòu)，x86通用處理器是全球網(wǎng)絡(luò)和信息產(chǎn)業(yè)范圍內(nèi)最為核心、最具代表性的技術(shù)密集型產(chǎn)品在桌面辦公、云計(jì)算等技術(shù)領(lǐng)域占絕對(duì)主導(dǎo)地位，經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展，已經(jīng)具備有強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)和廣大的用戶群。

　　上海兆芯集成電路有限公司在與中國(guó)科學(xué)院高等研究院、聯(lián)想集團(tuán)和上海華力微電子有限公司共同承接核高基重大科技專項(xiàng)“面向事務(wù)處理型桌面計(jì)算機(jī)關(guān)鍵軟硬件研發(fā)與規(guī)模應(yīng)用”課題的過(guò)程中，完成了國(guó)產(chǎn)x86處理器的自主設(shè)計(jì)研發(fā)工作，并基于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)了芯片的量產(chǎn)。此外，采用兆芯國(guó)產(chǎn)x86處理器、并搭載中科方德國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的一系列聯(lián)想整機(jī)在可靠性上亦達(dá)到國(guó)際品質(zhì)。

　　國(guó)產(chǎn)x86處理器的成功自主研發(fā)，令國(guó)產(chǎn)桌面計(jì)算機(jī)取得了重大突破，除國(guó)產(chǎn)CPU性能較“十二五”初期顯著提升外，芯片工藝、操作系統(tǒng)優(yōu)化創(chuàng)新、整機(jī)可靠性、產(chǎn)業(yè)生態(tài)及應(yīng)用等方面均得到顯著改善。其中，整機(jī)平均無(wú)故障時(shí)間超過(guò)10萬(wàn)小時(shí)；產(chǎn)業(yè)生態(tài)各個(gè)環(huán)節(jié)持續(xù)優(yōu)化；整機(jī)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋及延伸至黨政軍辦公及國(guó)家電網(wǎng)、財(cái)稅、教育等關(guān)鍵行業(yè)。

　　創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)

　　十年“芯”途閃光芒

　　“十五”計(jì)劃初期，863信息技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜医M經(jīng)過(guò)深入調(diào)研，確立研制方向，設(shè)立了超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)專項(xiàng)。在該專項(xiàng)支持下，計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)主題專家組精心制訂課題指南，先后確立了“國(guó)產(chǎn)高性能SOC芯片”“面向網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的北大眾志863 CPU系統(tǒng)芯片及整機(jī)系統(tǒng)”“龍芯2號(hào)增強(qiáng)型處理器芯片設(shè)計(jì)”等課題，支持上海高性能集成電路設(shè)計(jì)中心、北大眾志、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所等單位研發(fā)國(guó)產(chǎn)CPU。“申威”CPU正是在此背景下創(chuàng)建起步，一大批朝氣蓬勃、熱情洋溢的年輕人在以胡向東同志為首的技術(shù)專家?guī)ьI(lǐng)下，開始了中國(guó)“芯”途上的漫漫征程。

　　上海高性能集成電路設(shè)計(jì)中心在體系結(jié)構(gòu)以及微結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行自主創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)CPU設(shè)計(jì)技術(shù)新的突破，特別是在處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，堅(jiān)持“兼容與創(chuàng)新”的設(shè)計(jì)原則，在兼容主流高性能微處理器的基礎(chǔ)上，形成各具特色的微處理器體系結(jié)構(gòu)，保證CPU結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性和高效性，實(shí)現(xiàn)性能、功耗和設(shè)計(jì)復(fù)雜性等三方面的平衡；針對(duì)國(guó)內(nèi)工藝不足的現(xiàn)狀，創(chuàng)新性提出“工藝不足設(shè)計(jì)補(bǔ)”的觀點(diǎn)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新，在CPU結(jié)構(gòu)、邏輯、物理設(shè)計(jì)各個(gè)階段，前后端協(xié)同進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

　　2006年，在科技部、信產(chǎn)部等國(guó)家部委和上海市政府的大力支持下，中心立足國(guó)內(nèi)工藝條件，自主研制出全國(guó)產(chǎn)64位高性能通用CPU“申威1”，最高工作頻率達(dá)1.25GHz，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，被科技部評(píng)價(jià)為“Aa”級(jí)成果。

　　2010年，在國(guó)家“核高基”科技重大專項(xiàng)支持下，基于65納米代工工藝，研制完成國(guó)際上第一款實(shí)用化的16核高性能通用CPU“申威1600”，使國(guó)產(chǎn)CPU性能提升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。同時(shí)“申威1600”還應(yīng)用于科技部863計(jì)劃“神威藍(lán)光”高效能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生重大反響。

　　“十二五”期間，上海高性能集成電路設(shè)計(jì)中心于2015年完成國(guó)際首款超高性能異構(gòu)眾核CPU——申威26010研制。該處理器基于自主指令系統(tǒng)，集成260個(gè)運(yùn)算核心，峰值性能突破每秒3萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算，單芯片計(jì)算能力相當(dāng)于3臺(tái)2000年全球排名第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)，居國(guó)際領(lǐng)先水平。2016年，位于無(wú)錫超算中心的“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)再次全面采用“中國(guó)芯”——申威26010，系統(tǒng)峰值速度、LinPack實(shí)測(cè)性能、性能功耗比三項(xiàng)指標(biāo)均居世界第一。