中國(guó)夢(mèng)·大國(guó)工匠篇｜劉勇：北斗系統(tǒng)的中國(guó)“芯”

長(zhǎng)沙10月1日消息(記者楊清)這是一枚1平方厘米左右的芯片，看上去很不起眼，卻是劉勇與團(tuán)隊(duì)成員智慧的結(jié)晶。

芯片很小，只有一個(gè)成年人指甲蓋的大小;芯片也很大，其強(qiáng)大的處理能力可以承載北斗衛(wèi)星觸天攬星。

這就是由劉勇自主研發(fā)的14納米北斗三號(hào)高性能芯片。劉勇是長(zhǎng)沙金維集成電路股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)金維集電)系統(tǒng)平臺(tái)部高級(jí)算法設(shè)計(jì)師，高級(jí)工程師，也是國(guó)內(nèi)頂級(jí)北斗導(dǎo)航芯片——“海豚系列”的設(shè)計(jì)師、締造者。

14納米北斗三號(hào)高性能芯片的誕生翻開(kāi)了中國(guó)“衛(wèi)星導(dǎo)航+集成電路”領(lǐng)域的嶄新一頁(yè)，此后，它逐漸在農(nóng)業(yè)、水利、民航、智能駕駛等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。如今，這枚芯片已經(jīng)跨越大海、飛向太空，成為我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用端的“心臟”。

首款14納米北斗三號(hào)高性能芯片

在金維集電檢測(cè)室，芯片被焊接在調(diào)試板上與電腦連接，調(diào)試板上的紅綠燈不斷閃爍，電腦上密密麻麻的數(shù)據(jù)快速刷新。

劉勇正拿著機(jī)器在對(duì)一款芯片進(jìn)行測(cè)試。“研發(fā)出芯片只是第一步，想在不同領(lǐng)域成功應(yīng)用，還要在定位精度、穩(wěn)定度等方面不斷優(yōu)化和調(diào)試。”劉勇說(shuō)道。

2018年，劉勇從北京回到家鄉(xiāng)湖南，投身北斗導(dǎo)航芯片研發(fā)。“2018年加入公司的時(shí)候，真正參與北斗基帶芯片研制工作的團(tuán)隊(duì)才20人不到。”劉勇回憶。但那時(shí)候，每個(gè)人身上都涌著一股熱血。

彼時(shí)，定位芯片被國(guó)外壟斷，使我國(guó)導(dǎo)航定位在安全、技術(shù)和成本方面都受制于人，面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

“我們的任務(wù)，就是不管花多少時(shí)間、付出多少努力，都一定要完成一個(gè)從無(wú)到有的突破——研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的北斗芯片。”

為此，劉勇與團(tuán)隊(duì)成員經(jīng)常加班到凌晨?jī)扇�點(diǎn)，累了，就在辦公桌上趴一會(huì)兒;困了，就在辦公室搭個(gè)簡(jiǎn)易床睡一覺(jué)。

指甲蓋大小的芯片(央廣網(wǎng)記者楊清 攝)

小小芯片，看似小巧，卻大有乾坤，上億個(gè)晶體管不允許出現(xiàn)任何一個(gè)微小差錯(cuò)。經(jīng)過(guò)反復(fù)不斷地研發(fā)、設(shè)計(jì)、調(diào)試……從最初的55納米到40納米，再到22納米，經(jīng)過(guò)一年半的努力，劉勇帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)最終成功研制出國(guó)內(nèi)外首款14納米的北斗三號(hào)高精度導(dǎo)航芯片，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

該款芯片可以在汽車(chē)120公里時(shí)速的情況下，提供接近厘米級(jí)精度，在靜態(tài)情況下提供毫米級(jí)精度的位置服務(wù)，具有高精度、高頻度、低延遲、小型化和低功耗等特點(diǎn)。

該芯片參加了湖南省科技廳組織的科技成果評(píng)價(jià)，獲得眾多院士、專(zhuān)家高度評(píng)價(jià)，被評(píng)價(jià)為“該成果自主可控、創(chuàng)新性強(qiáng)，技術(shù)水平居于國(guó)際領(lǐng)先水平”。目前，該芯片已實(shí)現(xiàn)了近30萬(wàn)套的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值超4億元。

首個(gè)北斗“芯片二次開(kāi)發(fā)”生態(tài)模式

“農(nóng)業(yè)、交通、應(yīng)急、電力……北斗應(yīng)用的體量、前景非常廣闊，讓芯片服務(wù)到更多領(lǐng)域，是我們新的使命。”劉勇說(shuō)道，北斗應(yīng)用體量巨大，僅憑幾家企業(yè)，很難支撐起國(guó)家北斗事業(yè)高度蓬勃發(fā)展。

于是，在推出14納米級(jí)的北斗導(dǎo)航芯片后，劉勇馬不停蹄，又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷探索、繼續(xù)突破。

終于，在2022年，劉勇打造出全國(guó)首個(gè)北斗芯片應(yīng)用生態(tài)模式的“芯片二次開(kāi)發(fā)”平臺(tái)，攻克了芯片軟件架構(gòu)、業(yè)務(wù)模塊組件、配置接口設(shè)計(jì)和性能結(jié)構(gòu)優(yōu)化等難題。

劉勇在測(cè)試芯片(央廣網(wǎng)記者楊清 攝)

建立在該平臺(tái)的基礎(chǔ)上，行業(yè)用戶(hù)可以快速開(kāi)展技術(shù)方案實(shí)施與產(chǎn)品研發(fā)，極大降低北斗應(yīng)用開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)門(mén)檻，減少中下游產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入、縮短交付周期。

“芯片二次開(kāi)發(fā)”也為行業(yè)開(kāi)創(chuàng)了合作共贏的生態(tài)模式，目前金維集電已與中國(guó)兵器、中國(guó)電子、航天科工等近30家央企及上市企業(yè)達(dá)成戰(zhàn)略合作，支撐重點(diǎn)央企集團(tuán)及研究所單位50多家，獲得廣泛的行業(yè)認(rèn)可，為國(guó)家北斗系統(tǒng)應(yīng)用作出了重大貢獻(xiàn)。

“研發(fā)芯片就像是培育小孩一樣，需要全身心地投入，希望它能健康茁壯地成長(zhǎng)。”劉勇說(shuō)道，看著自己研發(fā)創(chuàng)造的芯片和平臺(tái)在潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地影響著各行各業(yè)，內(nèi)心有種說(shuō)不出的成就感和自豪感。

“大家”與“小家”的抉擇

工作的繁忙幾乎占據(jù)了劉勇所有的時(shí)間。休不了假倒沒(méi)什么，讓劉勇最遺憾的是不能好好地陪伴家人。

每天加班回到家都是午夜時(shí)分，雖然住在一個(gè)屋檐下，見(jiàn)一面都是難事，根本沒(méi)時(shí)間、沒(méi)精力陪伴孩子。對(duì)待家庭，最讓劉勇感到愧疚的人是妻子。“作為兩個(gè)孩子的爸爸，在老婆生產(chǎn)后，我卻沒(méi)有陪她坐過(guò)一次完整的月子。”說(shuō)起妻子，劉勇的臉上多了幾分柔和，也讓他滿(mǎn)懷愧疚。

長(zhǎng)年堅(jiān)守在工作崗位的劉勇，只能把照顧父母和子女的責(zé)任丟給妻子。善良勤勞的妻子知道他的不容易，便默默地挑起了家庭重?fù)?dān)。

要知道，在參與研發(fā)北斗導(dǎo)航芯片之前，劉勇與妻子從來(lái)沒(méi)有分開(kāi)超過(guò)5天。如今，聚少離多成了常態(tài)。寒來(lái)暑往、冬去春回，在“大家”與“小家”的抉擇中，劉勇毅然決然地選擇了前者，全身心地投入到北斗導(dǎo)航事業(yè)研發(fā)。

為此，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難、創(chuàng)新探索，突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，先后成功研制出有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的兩代八款“海豚系列”北斗核心芯片。芯片榮獲《2021年衛(wèi)星導(dǎo)航定位科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)-科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)》。

工作至今，劉勇承擔(dān)和參與了4項(xiàng)國(guó)家級(jí)、多項(xiàng)省市級(jí)重點(diǎn)科研項(xiàng)目，擁有發(fā)明專(zhuān)利20余項(xiàng)。劉勇也先后榮獲長(zhǎng)沙市高層次人才、長(zhǎng)沙市緊缺急需人才、湖南省湖湘青年英才、湖南省第二屆“湖湘杰出工匠”等榮譽(yù)。

堅(jiān)守在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航與通信領(lǐng)域10余年的劉勇常說(shuō)“干一行愛(ài)一行”，因?yàn)檫@份堅(jiān)守、熱愛(ài)與責(zé)任，他十年如一日，一直以身作則、不斷探索、追求極致，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)持自主創(chuàng)新，突破技術(shù)制高點(diǎn)，攻克“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)，并毫無(wú)保留地傳道授業(yè)，培養(yǎng)了幾十名北斗行業(yè)的核心骨干與中堅(jiān)力量，加速了北斗行業(yè)芯片產(chǎn)業(yè)高度發(fā)展，推動(dòng)了北斗在國(guó)內(nèi)外大規(guī)模成熟穩(wěn)定應(yīng)用。

談到未來(lái)，劉勇說(shuō)，希望能持續(xù)深耕北斗衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，創(chuàng)新技術(shù)、培養(yǎng)人才，為國(guó)家的國(guó)防經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)自己的力量。