中國夢·大國工匠篇｜劉勇：北斗系統(tǒng)的中國“芯”

長沙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，卻是劉勇與團隊成員智慧的結(jié)晶。

芯片很小，只有一個成年人指甲蓋的大小;芯片也很大，其強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納米北斗三號高性能芯片。劉勇是長沙金維集成電路股份有限公司(簡稱金維集電)系統(tǒng)平臺部高級算法設(shè)計師，高級工程師，也是國內(nèi)頂級北斗導(dǎo)航芯片——“海豚系列”的設(shè)計師、締造者。

14納米北斗三號高性能芯片的誕生翻開了中國“衛(wèi)星導(dǎo)航+集成電路”領(lǐng)域的嶄新一頁，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，成為我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用端的“心臟”。

首款14納米北斗三號高性能芯片

在金維集電檢測室，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。

劉勇正拿著機器在對一款芯片進行測試。“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年加入公司的時候，真正參與北斗基帶芯片研制工作的團隊才20人不到。”劉勇回憶。但那時候，每個人身上都涌著一股熱血。

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

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

為此，劉勇與團隊成員經(jīng)常加班到凌晨兩三點，累了，就在辦公桌上趴一會兒;困了，就在辦公室搭個簡易床睡一覺。

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，上億個晶體管不允許出現(xiàn)任何一個微小差錯。經(jīng)過反復(fù)不斷地研發(fā)、設(shè)計、調(diào)試……從最初的55納米到40納米，再到22納米，經(jīng)過一年半的努力，劉勇帶領(lǐng)團隊最終成功研制出國內(nèi)外首款14納米的北斗三號高精度導(dǎo)航芯片，達到國際領(lǐng)先水平。

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

該芯片參加了湖南省科技廳組織的科技成果評價，獲得眾多院士、專家高度評價，被評價為“該成果自主可控、創(chuàng)新性強，技術(shù)水平居于國際領(lǐng)先水平”。目前，該芯片已實現(xiàn)了近30萬套的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，直接經(jīng)濟價值超4億元。

首個北斗“芯片二次開發(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。”劉勇說道，北斗應(yīng)用體量巨大，僅憑幾家企業(yè)，很難支撐起國家北斗事業(yè)高度蓬勃發(fā)展。

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

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

劉勇在測試芯片(央廣網(wǎng)記者楊清 攝)

建立在該平臺的基礎(chǔ)上，行業(yè)用戶可以快速開展技術(shù)方案實施與產(chǎn)品研發(fā)，極大降低北斗應(yīng)用開發(fā)的專業(yè)門檻，減少中下游產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入、縮短交付周期。

“芯片二次開發(fā)”也為行業(yè)開創(chuàng)了合作共贏的生態(tài)模式，目前金維集電已與中國兵器、中國電子、航天科工等近30家央企及上市企業(yè)達成戰(zhàn)略合作，支撐重點央企集團及研究所單位50多家，獲得廣泛的行業(yè)認可，為國家北斗系統(tǒng)應(yīng)用作出了重大貢獻。

“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。”劉勇說道，看著自己研發(fā)創(chuàng)造的芯片和平臺在潤物細無聲地影響著各行各業(yè)，內(nèi)心有種說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)了劉勇所有的時間。休不了假倒沒什么，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分，雖然住在一個屋檐下，見一面都是難事，根本沒時間、沒精力陪伴孩子。對待家庭，最讓劉勇感到愧疚的人是妻子。“作為兩個孩子的爸爸，在老婆生產(chǎn)后，我卻沒有陪她坐過一次完整的月子。”說起妻子，劉勇的臉上多了幾分柔和，也讓他滿懷愧疚。

長年堅守在工作崗位的劉勇，只能把照顧父母和子女的責任丟給妻子。善良勤勞的妻子知道他的不容易，便默默地挑起了家庭重擔。

要知道，在參與研發(fā)北斗導(dǎo)航芯片之前，劉勇與妻子從來沒有分開超過5天。如今，聚少離多成了常態(tài)。寒來暑往、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)團隊攻堅克難、創(chuàng)新探索，突破多項關(guān)鍵技術(shù)，先后成功研制出有完全自主知識產(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-科技進步特等獎》。

工作至今，劉勇承擔和參與了4項國家級、多項省市級重點科研項目，擁有發(fā)明專利20余項。劉勇也先后榮獲長沙市高層次人才、長沙市緊缺急需人才、湖南省湖湘青年英才、湖南省第二屆“湖湘杰出工匠”等榮譽。

堅守在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航與通信領(lǐng)域10余年的劉勇常說“干一行愛一行”，因為這份堅守、熱愛與責任，他十年如一日，一直以身作則、不斷探索、追求極致，帶領(lǐng)團隊始終堅持自主創(chuàng)新，突破技術(shù)制高點，攻克“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)，并毫無保留地傳道授業(yè)，培養(yǎng)了幾十名北斗行業(yè)的核心骨干與中堅力量，加速了北斗行業(yè)芯片產(chǎn)業(yè)高度發(fā)展，推動了北斗在國內(nèi)外大規(guī)模成熟穩(wěn)定應(yīng)用。

談到未來，劉勇說，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，為國家的國防經(jīng)濟建設(shè)貢獻自己的力量。