衛(wèi)星翱翔于浩瀚宇宙，精準傳回地球數據；發(fā)電廠晝夜運轉，為千家萬戶輸送穩(wěn)定電力；5G 通信基站廣泛部署，構建高速信息網絡……

這些看似不同的場景，運轉起來都需要一個共同的心臟——芯片。芯片作為大國之間博弈的焦點，其重要性不言而喻，作為大國基石的“中國芯”，正以強勁實力和創(chuàng)新精神嶄露頭角，奮力摘下這顆“集成電路皇冠上的明珠”，為中國的信息化建設注入強大動力。

近日，“走進新國企·科技創(chuàng)新主力軍”融媒體采訪第四站走進中國電子飛騰信息技術有限公司，來自人民日報、新華社、中國日報、中國新聞社、科技日報、工人日報、中國青年報、學習強國、人民網、新華網、央廣網、央視網、環(huán)球網、證券日報、國有資產管理、國資報告、知領、澎湃新聞、第一財經日報、每日經濟新聞、經濟觀察報等媒體機構的專家記者共赴渤海之濱天津，見證國產芯片跨越發(fā)展之路。

攻克“卡脖子”難題

芯片作為信息時代數字產業(yè)發(fā)展的基石，直接關系到國家戰(zhàn)略安全和產業(yè)安全，也是實現高水平科技自立自強的重要支撐。如果核心芯片無法自主，國家安全就無所保障。

上世紀90年代末，通用計算機大量涌入中國市場，催生了一批國產通用計算機企業(yè)，但作為系統(tǒng)運算和控制核心的CPU幾乎全部依賴進口。

為了解決高端芯片領域的缺芯之痛，飛騰團隊1990年代在危機與挑戰(zhàn)中誕生，為中國芯的發(fā)展點燃了“星星之火”，在20余年的滌蕩中，奮力攻克“卡脖子”難題，實現了中國芯從 “基本可用” 到 “可用”“好用”的不斷跨越。

中國電子首席科學家竇強博士回憶，飛騰公司成立的首要任務，就是要從性能出發(fā)，盡快研發(fā)出能與國際主流產品相比肩的產品，在關鍵行業(yè)建立標桿應用，提振國產CPU發(fā)展的信心。

中國電子首席科學家竇強博士帶領科研團隊研發(fā)高性能處理器芯片

公司創(chuàng)立之初，面臨著資金短缺、時間緊迫等困難，但這支百余人的團隊卻有著豐富的集成電路設計經驗，敢于直面“從0到1”原始創(chuàng)新的挑戰(zhàn)，靠下苦功夫來彌補人力上的嚴重不足。經過團隊無數天不舍晝夜的奮力攻關，終于，飛騰公司第一顆高性能通用CPU芯片在2014年底研發(fā)成功。

2014 年10月，飛騰公司第一款產品FT-1500A 系列CPU芯片問世

“從啟動設計到回片調試成功，中間克服了重重困難。我們的芯片真正點亮的那一刻，大家都非常興奮。因為不僅芯片性能達到了預期，一些商業(yè)軟件也可以在我們芯片上直接運行。那天半夜我們找了一個米粉店，喝光了那里所有的酒。”竇強回憶。

這款以FT-1500A命名的芯片，實測性能和存儲帶寬都達到了預期，經權威專家鑒定，總體技術水平達到“國際先進、國內領先”，成為全球首款兼容ARM64位指令集的高性能通用CPU。這款芯片及其規(guī)模化應用在2019年獲得了國家科技進步一等獎，也是首枚獲得該級別獎項的國產CPU。

FT-1500A 系列芯片——高性能服務器CPU

經過十年的高速發(fā)展，飛騰科研團隊相繼攻克了片上并行處理器體系結構、超大規(guī)模高速緩存一致性協(xié)議、高能效微架構設計等一系列關鍵技術，在國產高性能微處理器設計與實現領域取得重大創(chuàng)新。

兼顧創(chuàng)新與安全，飛騰提出了國內首個CPU層面的安全架構規(guī)范，從十個方面定義了安全處理器中涉及的軟硬件功能和屬性，實現了CPU的內生安全機制。

“這個機制就像給信息系統(tǒng)打了一針疫苗，可以免疫黑客攻擊、惡意代碼入侵、數據泄露等安全威脅，進一步保障信息系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和數據安全。”技術人員介紹。

500天，10萬項測試驗證

為摘下這顆“集成電路皇冠上的明珠”，研發(fā)人員經歷了艱難的研發(fā)歷程。

芯片設計之難，猶如“在頭發(fā)絲上起萬丈高樓”，要在指甲蓋大小的硅基板上構筑百億晶體管迷宮，可以容忍的時序偏差不能超過千億分之一秒。要解決一個又一個科研中的“卡脖子”難題，只能靠數十年如一日的技術積累和腳踏實地的實踐。

中國電子首席科學家竇強博士帶領飛騰技術團隊研發(fā)飛騰新一代桌面處理器芯片

“我們每款芯片研發(fā)的周期是1至2年，生產出來后我們還要針對硬件廠商的需求做調試、適配，這中間每一步都要經過無數次實驗，需要我們的隊伍以‘工匠精神’對待每一項工作。”竇強介紹。

在這個過程中，“工匠精神”體現為對每一環(huán)節(jié)的極致追求。

面對信息技術應用創(chuàng)新的重大進展和快速推進，2021年底，一款規(guī)模更大、性能更高的服務器處理器S5000C被正式立項。

500天的夜以繼日，這群“造芯人”集聚多地力量聯(lián)合攻關，50余次關鍵技術試驗，2300多項子任務，80多個評審問題攻克，10萬項測試驗證……一路過關斬將，順利完成了S5000C投片前的“任務清單”。

飛騰騰云S5000C服務器CPU芯片

在難忘的這500天里，飛騰團隊不分晝夜奮戰(zhàn)，壓縮了寶貴的休息時間，犧牲了與家人共度佳節(jié)的美好時光，到了最后階段幾乎是不眠不休。

通過夜以繼日的努力，團隊最終成功攻克了性能、面積、功耗、帶寬、延遲、封裝、散熱等諸多問題，芯片性能實測數據也非常漂亮，性能處于國內領先水平，為我國數字經濟發(fā)展和各行各業(yè)數字化轉型提供安全強大的“中國芯”。

從“缺芯少魂”到“國產化綠洲”

交通行業(yè)數字化轉型、金融系統(tǒng)信息平臺的升級、各地電廠核心控制系統(tǒng)的改造……以飛騰為代表的國產 CPU 正在千行百業(yè)中激發(fā)著信息產業(yè)的新引擎。

2022年12月，基于飛騰 CPU 的掘進設備 SCADA 系統(tǒng)在深圳地鐵 13 號線正式投運

在能源領域，中國海油旗下海油發(fā)展安全環(huán)保公司與飛騰公司攜手，基于飛騰系列CPU芯片，開發(fā)了兩大類7款創(chuàng)新產品，用“中國芯”來守護海上作業(yè)的安全。其中，“海龍安全”極視人員不安全行為智能檢測平臺，打造石油石化領域的“千里眼”，能夠實時識別現場各種風險行為和因素，讓風險隱患無處遁形。“極智”安全風險多源數據融合處理平臺，創(chuàng)新專業(yè)領域知識圖譜及搜索引擎，為防控和處置提供數據支撐。

基于飛騰騰瓏E2000研發(fā)的“氣體報警控制器”系列產品已在綏中36-1油田實現批量應用

截至2024年12月底，飛騰的生態(tài)伙伴已超過7100家，共聯(lián)合軟硬件廠商支撐了5500多款飛騰平臺設備上市，已經和正在適配的軟件超過70000種，構建起了國內完善、龐大的從端到云信息化建設全棧生態(tài)體系。飛騰系列CPU芯片累計在國家重點工程和關鍵行業(yè)部署應用超過1000萬片。從曾經的“缺芯少魂”到如今的國產化“綠洲”，在飛騰等企業(yè)的共同努力下，國產芯片正在以昂揚的姿態(tài)，一路向“新”，奔騰前行。

“作為芯片研發(fā)領域‘國家隊’，飛騰公司將以實現國家高水平科技自立自強為己任，勇?lián)姑㈤_拓創(chuàng)新，心無旁騖地攻關芯片‘卡脖子’難題，在發(fā)展新質生產力上善作善成，為中國數字經濟發(fā)展和各行業(yè)數字化轉型提供安全強大的‘中國芯’。”竇強堅定地說。