纽扣上造城市：中国硅谷脱离“无芯时代”

上世纪八十年代，先行者曾寄望于“自给自足”。位于京郊的中关村被规划为高科技园区。此后，这个“中国硅谷”一直被低矮小门面房“软件要么？”的叫卖所包围。中国工程院院士倪光南由此心生感慨，“空芯化”，一直是民族产业的切肤之痛，

晨报特派记者 徐 哲 北京报道

实践证明，真正的核心技术是很难通过正常贸易得到的。技术，核心技术，这是最大的难题，亦是国盛民享的动力源泉。

有谁见过，在1颗纽扣上造1座城市？

不可能？那你错了。2001年3月11日晚，一群留美电子工程学博士在一颗纽扣还小的芯片上，造了一座特大城市。

直至今日，数亿枚“中国芯”已经植入索尼、苹果、LG的摄像头、手机。在彩铃、彩信、视频的背后，是一个关于核心技术的中国工程师的故事。

“这只是开始。”中星微电子创始人邓中翰说。他身后的办公室中央，竖着一块写满方程式的黑板。

这是邓中翰第二次说“开始”，第一个“开始”是在10年前，北京西四环的一个仓库里，一群年轻人着手破解中国“空芯化”困局。

无“芯”：103号破旧仓库的缩影

2009年8月，京城大热。穿过奶茶铺子和香肉酥饼店，就是中关村北土城西路103号。

整整10年前，1999年深秋的一天，邓中翰和他的团队，在这个地方停下脚步。彼时，这里几乎啥也没有，干脆就是幢破旧大楼，地下还藏着个仓库。

这个景象几乎是当时中国芯片业的1个缩影。尽管此前，摆脱了文化大革命的阻滞，我国计算机、家电行业彻底苏醒，发展迅猛。但摆满货架的产品并不能掩盖它们自身“灵魂”的缺失——作为产业链内最高端的芯片，从设计、生产，几乎完全依赖进口。每年数以亿计。

上世纪八十年代，先行者曾寄望于“自给自足”。位于京郊的中关村被规划为高科技园区。此后，这个“中国硅谷”一直被低矮小门面房“软件要么？”的叫卖所包围。中国工程院院士倪光南由此心生感慨，“空芯化”，一直是民族产业的切肤之痛，

归根结底，在芯片领域，中国没有技术，没有核心技术，没有属于自己的核心技术。

这时，有一部分人将目光标准了大洋彼岸。20世纪70年代以来，在加州一个小镇上，后来的芯片巨头英特尔研发出了第一枚电脑的cpu基础芯片，并迅速将其产业化。

这个小东西预示着，人人都有1台电脑不再是梦想。20多年后，小镇附近50公里的狭长地带被称为硅谷。硅，正是芯片的原材料。在美国硅谷成功的背后，无法磨灭来自黄皮肤、黑眼睛的智慧和技术。

如果有一天，这些人回国，能改变中国“空芯”的困局吗？有个声音这样问道。

尝试开始在1999年初。这一年，在国家有关部委的支持和倡导下，“星光中国芯工程”启动。

这一个带有国家意志的任务，落在了当时已创业的电子工程学博士邓中翰身上。作为硅谷的“近邻”，这个加州伯克利大学学生见证了小芯片带来的巨大变革，并决定从物理学“跳槽”到电子工程学。芯片正是后者的研究对象之一。

技术的关键是人。

当一个“光杆司令”肯定不行，邓中翰对自己说。而在组建核心团队时，他更倾向于在硅谷的中国人。以他们掌握的一流技术，在业内已积累下人脉，一旦归来，几乎立即能投入开发。

环顾四周，几个潜在目标浮出水面——斯坦福大学的电子工程学博士杨晓东，他曾在英特尔和惠普的工作经历，长期从事CMOS大规模集成电路系统的研究，有技术特长；已移民加拿大的金兆玮，这位成都电子科大毕业生，拥有十几项专利。

这些人或是邓中翰多年挚交，或是同窗好友，彼此可谓知根知底。但是，如何让他们放弃已有的事业，重头开始呢？

这一年，恰逢50周年国庆阅兵。就在观礼当天下午，邓中翰趁热打铁，把当时已然沉浸在强烈国家情绪中的伙伴们，带上了八达岭长城。在一种豪情壮志的氛围中，这些年轻人决定放手一试。这张誓师照片如今仍挂在公司过道上，在岁月流逝中渐渐泛黄。

2周后，中星微电子成立。

不过，一旦面对即将成为办公室兼实验室的大仓库时，这几个留美电子工程学博士感到了未来的艰辛。尽管，他们明确知道，将来，自己一定要在这片土地干出些名堂。

但何时开始，怎样进展，是否完成？都如同这年北京深秋的早晨，身处迷雾，欲待骄阳。

寻“芯”：“10％海归人＋60％研发人”

一切，都在摸索中展开。

从回国到搬进大仓库，没有任何人告诉过邓中翰和他的核心团队，要做一枚怎样的芯片？

可是，这些在硅谷打拼多年的技术精英太了解“中国芯”的对手了。在后者面前，横亘着英特尔、IBM、AMD、三星等众多行业巨头。他们几乎垄断了包括电脑基础芯片、存贮器芯片在内的核心技术和市场。

1994年，英特尔凭借着486芯片处理器，登上了全球最大半导体商的宝座。此后，它推出新一代产品586（Pentium）。在中国，人们取其谐音，称之为“奔腾”，这个大名恰如其分地象征着英特尔在芯片领域的地位。

即使是在和中国“一衣带水”的日本，经历了上世纪80年代的经济泡沫后，索尼、松下、东芝、日立、富士通等厂家纷纷改变策略，大量投资亚洲其他国家，生产各种产品，而把芯片的核心技术研发、生产基本留在了本土。

这一结构转型为今后日本成为全球“芯片新贵”，甚至挑战西方巨头打下极佳的基础。

相形之下，中国的大部分企业只能站在产业链下游，满足于通过引进外国流水线，生产芯片。

那么，我们要做什么？邓中翰和他的伙伴们扪心自问，求解难题。

当时的一个例外是伴随个人电脑兴起的数字多媒体芯片领域。在今后可能到来的互联网时代，摄像头有了它，全世界就能互相看见；手机有了它，人们就能更方便地听音乐，看照片。

更为关键的是，在技术和市场上，数字多媒体芯片可谓“群雄割据”。这可能是个机会——如果，一片森林里已经有狮子老虎，只能另找森林当大王。

或许，邓中翰和他的核心团队找到了答案。

但是，芯片到底由谁来做？显然，仅仅依靠几个人的核心团队是不够的。还需要更多的技术人才，研发骨干。

1999年11月，26岁的郭小川是“打的”来到103号仓库的。此前，他刚从一家中关村芯片公司辞职，正在硅谷创业和国内研发之间犹豫。不久，一家猎头公司找到了他，说有个海归团队急需一流芯片研发人才。郭小川决定去试试。

面试地址居然是个大仓库，这是郭小川没想到的。但他还是走了进去，里面没有窗户，有个人坐着。然后，他开始说话。那天，那人说了很多——要做数字多媒体芯片，因为后者有前途，有市场。而我们有技术，有能力。

那些黑暗中的话语，让熟知国内芯片现状的郭小川觉得靠谱。因此，他决定加入这个完全陌生的团队，员工编号“007”。如今，“007”已是“中星微”副总裁。

截至1999年底，“中星微”招了15个人。他们中有刚毕业的大学生、研究生，还有在研究所、实验室或国企中做过几年的。此后，核心团队再度杀回硅谷招兵买马。

这个“10％海归人＋60％研发人=技术团队”的人才等式持续至今，它给“中国芯”一共带来了1800多项专利，而且没有任何污点，甚至外界争议。

2000年春节前的一天，郭小川照常上班。一进门他发现，不少人正在布置场地，还有些人出去买吃的，说一会儿有重要消息宣布。郭小川一听，赶紧帮忙。

一个简短会议后，“星光一号”研发正式启动。北土城西路103号大仓库“开张”了，真正的考验也随之而来。

造“芯”：在“芯片城市”里，“规划交通”

技术！核心技术！这是最大的难题。

芯片，指内含集成电路的硅片，体积很小。和作为电脑“灵魂”的cpu芯片不同，同属于核心技术的数字多媒体芯片通常被装进摄像头、手机、数码相机、高清电视中。借助这个“心脏”，人们才能听声音，看视频，甚至远隔重洋，也能千里相见。

邓中翰和他的团队所要制造的就是这样一枚放置在电脑摄像头里的“图像芯片”——星光一号。但这枚小东西究竟怎么做？当时，在国内的相关技术领域几乎是一片空白。

更糟糕的是，飞利浦、IBM也已推出这方面的产品。当时，芯片中每个基本单元的工艺尺寸已下降到0.25微米。人类肉眼能识别的长度是0.2毫米，等于200微米。相比直径是20微米的一根头发，0.25微米仅仅是后者的百分之一多一点。

面对强手，如何尽快做出1枚能耗低，效率好、体积小的“中国芯”，已箭在弦上。

这群年轻人把目标瞄准了0.18微米，比0.25微米小了一半左右，这在当时是最先进的。唯有这样，成本更低的“星光一号”才有竞争力。硬币的另一面是，一旦失败，损失的不仅是30万美金的成本，还有市场。

“0.18微米”，首先面临的挑战是地方、设备的不足。为此，大仓库被隔成两块，除了负责打电话传真的办公室，就是研发区域，还特地辟出一间暗房做视频测试。郭小川常在研发之余，跑去附近院校借设备；如果国内没有，邓中翰晚上联系美国硅谷，马上运。此后，价廉物美的美式“枪炮”陆续到达，及时补充了“弹药”。“0.18微米”，对设计团队而言，更意味着技术的突破。芯片设计，好比在规划一座人口、车辆过百万的特大城市。不过，建筑师需要在现实世界里最合理地安排人、车辆、道路、公共设施，电子工程师则是比纽扣还小的硅片里，搞定集成电路以及流动其间的数据。现在，芯片缩小了近1倍，但数据量一点儿没少。这就要求在技术上必须匹配，甚至完成超越。

到底该怎么做？

邓中翰和他的伙伴们冥思苦想。根据在美国硅谷从事芯片研发的经验，他们想到了“数据驱动平行计算技术”。

所谓“平行计算”，就是根据数据量的多少，重新设计、优化芯片的集成电路分布。正如同规划一座城市中的道路，车流多的地方，拓宽车道。这样排队等候的车辆，就能跑得更快、更畅。相应地，那些平时车辆较少的道路，则被减少、甚至压缩了。

这样，对一枚同等面积的芯片而言，由于有效整合电路，效率得到提升。可是，这种“平行计算”仅仅是被运用于cpu芯片上，而非多媒体数字芯片。如此移植，可行吗？

没人能告诉他们。因为在这之前，国内没人这样做过。

但是，他们决定试试。当编程完毕，输入负责测试的逻辑分析仪时，所有设计人员盯着屏幕，不敢喘气，等待结果。很快，分析仪显示，新技术完全适用于新芯片。大伙儿终于松了一口气。

这次成功不仅意味着0.25微米完全可能缩小成0.18微米，更意味着一项核心技术的突破。

迈过这一难关，“中国芯”曙光初现。这些突破使“星光一号”在和当时同等产品的竞争中，占据了明显优势。而这对于普通百姓而言，配置这样的芯片，摄像头拍出的图像才会更清晰，且价格更低。

但很快，冬天来了。

测“芯”：近乎苛刻的“全扫描链”

这一年的北京下了很多雪。

仓库没有暖气，邓中翰和同事们穿着羽绒服，用电烤炉取暖。大脑累极，他们就在院子里玩橄榄球。地上积雪厚重，每挪动一步，异常吃力。不少人得了北方少见的冻疮。

没日没夜的研发，让单身的郭小川根本没时间找女朋友。在他的周围，不少海归在创业之初，把老婆孩子留在了他乡。他们只能在工作之余向大洋彼岸送上一声问候。至今，他们仍不愿向外界讲述这段往事，唯一知道的，恐怕只有深夜里往来两地的一封封电子邮件了。

此时，难题又出现了——摄像头里的芯片，如何实现模拟信号和数字信号的转换。

简单地说，自然界里，声音就是一种模拟信号。它是连续的，波动的，但容易受到干扰。数字信号则属于另一个世界——它是断开的，一般以“0”和“1”表示。

显然，要让人们看到优质的画面，听到一流的音乐，波形必须被翻译成芯片能识别的“0”和“1”。即使在当时，这种转换技术在硅谷也属尖端。

这一重担再一次考验着核心团队。

信号转换，必须要有一个“翻译器”。这时，这群年轻人想到了利用美国硅谷对外的电脑软件平台。借助后者，他们能替颜色、声音、图像找到对应的“0”和“1”，这就是所谓的编码。

问题是，自然界里，存在的各种颜色、声音、图像太多了，而核心团队必须为每一个都编码，然后才开始设计集成电路，制成版图，最终通过测试。

这是一个异常漫长的过程。郭小川已经不记得一共试了多少次。很多个晚上，仓库附近小饭馆的“黄金大饼”卖得很火，那是工程师们在通宵编程后的最爱，“又便宜又好吃。”

期间，公司在不断壮大，邓中翰的团队搬离了大仓库。走那天，郭小川正好在深圳出差。至今，他还为没能和旧址告别，留有遗憾。

将近一年后的2000年，在新的实验室，这群年轻的工程师们等来了好消息——编码终于通过了测试。这意味着，芯片设计已接近完工。

这时，他们又做出一个大胆决定——设计一条“全扫描链”，实时检测每1条集成电路的运行状态，以便随时检查出芯片设计中可能存在的问题。这就像在一座城市的每条道路，装上一个“安全探头”，及时找到“酒驾”者和犯罪嫌疑人。“因为代价昂贵，那个年代，放眼全球，没几家芯片公司能有如此魄力，如此技术。”全程参与研发的“中星微”副总裁朱军如今回忆。

这条“全扫描链”保证了“星光一号”以及以后一系列相关芯片的品质：100万块芯片，不合格者不多于200块。

近乎苛刻的技术，才能达到近乎苛刻的标准，并最终打动飞利浦、三星等近乎苛刻的国际巨头们。

2001年前后，“星光一号”被送往台湾委托加工。接下来，年轻的中国芯设计者只能等待。

等“芯”：无酒的干杯最让人醉

“星光一号”回来了。

这是2001年3月11日，它被封装在一个黑色铅盒里，从首都机场接回。在北京中关村里，邓中翰和他的团队等着这一刻，似乎已经很久了。

这一天，没有人刻意通知，所有人早早来到公司等着。邓中翰穿上藏青色西装，系上黄色领带，和他的同事们一起见证各自人生历程中的首枚“中国芯”。

晚上11点左右，这枚芯片装载着过百万集成电路，看上去却比纽扣还小。随后，它被技术人员装进电脑摄像头测试版。实验室里，所有人摒住呼吸，紧紧盯住屏幕，屋里刹时宁静——“中国芯”的成败在此一举。

这时，一个图像清晰地出现在屏幕上——这是由摄像头拍下的实验室场景，格外清晰。这意味着，中国首枚具有自主知识产权的数字多媒体芯片“星光一号”获得成功，中国已告别无“芯”时代。

成功了！所有人热烈鼓掌。这时，不知谁提议：“咱们大家干一杯吧！”立即获得大家响应，没有酒，大家就把茶杯、一次性纸杯，甚至矿泉水瓶子一同举起，“干！”

“喝过那么多次酒，这一次无酒的干杯最让人醉。”邓中翰说。至今，这一幕仍被珍藏在他办公室。

当年9月，飞利浦、三星、TCL、联想、方正、海尔、紫光等品牌电脑中的一个核心部件改用“星光一号”。2002年，微软提出合作；2003年，“星光五号”实现手机、移动存储、数码相机的有机结合；2004年底，索尼笔记本电脑的摄像头配置“中国芯”。2005年，“中星微”在美国纳斯达克上市。

许多年轻人喜欢的手机彩信、和弦铃声，都源自于“中国芯”。“原来2000块的手机，现在800块钱就能买了。”邓中翰说。

朱军说，短时间内，技术可以复制，但戴尔、索尼不会放弃一个好伙伴，把要求告诉一个陌生客户。比微米还小1000倍的纳米，将是“中国芯”下一阶段的技术目标。

在“中星微”大堂，挂着一幅被放大的“星光五号”芯片电路剖析图。“这是一座城市。黄色方块是公用设施；绿色长条是高速公路。那些密密麻麻的蓝色细线则是一个个紧张工作中的芯片研发团队。”邓中翰说。

而在遥远的美国硅谷，首次有了“中国芯”的研发中心。在那里，许多黄皮肤黑眼睛正奉献出智慧和技术。

和很多年前不一样的是，这一次，他们为了自己的民族，瞄准、蓄势、出发，冲刺。

在倪光南看来，比起注重理论的科学家，工程师则解决实际问题，“前者回答为什么能，后者解决为什么不能。”

他说，我们自古就有“学而优则仕”的传统。希望今后多一些来自一线，善于创新的工程师。这样，下一个甲子，中国才可能会出一流科学家和科技领军人才。

2009年9月，芯片巨头英特尔宣布，将自己的产品线延伸到服务器，每个单元的工艺技术达到了目前世界最先进的32纳米。

显然，在漫漫的征途上，“中国芯”和他的工程师团队仍有一段很长的路要走。 (本文来源：新闻晨报 作者：徐 哲)

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