区块链技术助推芯片行业突破“一软一硬”壁垒

2021年6月7日，由重庆市经济和信息化委员会、重庆市渝中区人民政府指导，重庆市工业软件产业园主办的 “2021中国工业软件大会”在重庆隆重举行。

大会下午的“移动区块链赋能实体经济高峰论坛”由生物链林隔空网络科技（重庆）有限公司独家承办，请到众多专家学者解读区块链发展新趋势。

北京大学教授、博士生导师，北京大学深圳系统芯片设计重点实验室主任何进教授在该论坛上发表题为《加速智能区块链时代到来的芯片研发新方向》的主题演讲。与此同时，CIO时代联合创始人兼COO刘晶女士在活动现场，对何进教授进行了专访。

人物介绍：何进

北京大学教授、博士生导师，北京大学深圳系统芯片设计重点实验室主任，深圳市5G产业联盟专家委主任兼联席理事长，Index Bank全球数据中心首席科学家，国际信息发展组织学术委员会首席科学家， 深圳市点用工业互联网研究院院长，少年中国芯工程总指挥，超级中国芯工程首席科学家。

1988年天津大学电子工程本科毕业，1993和1999年电子科技大学微电子硕士和博士毕业，1999年至2000年北京大学微电子所博士后。2000年起美国伯克利加州大学EECS访问学者、研究员。2005年回国进入北大工作。

何进教授主要研究领域为微纳半导体器件技术，半导体芯片EDA技术和先进集成电路设计。近年，主要围绕着芯片应用层面、创新层面与工业互联网、区块链等领域进行交叉研究和拓展交流和互动，学习和推进产业发展。

CIO时代直播间专访实录：

01

何教授，之前看您发表的一些演讲都是非常关注芯片方面的内容。那您对区块链技术是怎么看待的，您认为区块链是一个什么样的技术？

何进：过去，我们国家有一个不好的传统，就是对硬件比较重视，对软件不太重视，无论在工业领域还是在芯片领域，软件这个部分都是靠买买买。

其实，整个社会的运转既有硬件的技术支撑也有软件的技术支撑，比如说，一台电脑，里面有CPU、存储器，但是同时也需要操作系统、应用软件，这样，这台电脑才能正常运转。

大数据时代或者说智能化时代，区块链和芯片是社会正常运转“一软一硬”的两个重要支撑，所以，掌握区块链技术是非常重要的。

02

您认为区块链技术的应用，包括自主芯片，对目前研发、自主能力有什么样的意义呢？

何进：随着新一轮科技革命的发生，各种各样的新技术促使社会来到一个数据指数式爆发增长的时代，同时也需要采用一些像智能技术、通讯技术、网络技术、软件技术等新型技术，在人们生活、生产、工业等领域得到应用，一起让我们的世界变得更美好。

从这个层次来讲，芯片技术、区块链技术以及他们的创新应用，实际上可以使社会更融洽、更平稳的过渡到一个万物互联、智能互联的新时代。所以，区块链技术不仅仅对产业转型非常重要，它对从传统的一些产业形态进入到智能时代，对国家经济、工业做大做强，特别是要“走出去”都有非常重要的意义。

随着区块链技术逐步从传统区块链向移动区块链， 价值区块链，智能区块链方向发展， 区块链技术将最终成为改变我们社会生产力， 生产关系的集成创新技术。

03

我们了解到，您还有个身份是超级中国芯工程创始人兼首席科学家。刚刚您也提到区块链技术和芯片是“一软一硬”，您认为区块链技术在赋能芯片的研发上，会有什么样的新思路呢？

何进：就区块链本身来讲，如果真正让区块链技术的应用落实到社会的方方面面，其实，它改变的不仅仅是人们的支付方式、合作方式，甚至会改变人们生活的方方面面。

但是，区块链首先它是一个链，怎么让这个链更高速、更高效、更快捷、更稳定、更可靠的能够应用于生活的各个方面，这个时候就需要在更大算力、更强储存能力，更快更宽的网络通讯设施以及在上链的接口速度等方面，都对芯片研发提出了一些更高的要求。

从这个意义上讲，区块链本身的应用拓展也为芯片的研发提出了一些更高的要求。

04

“一软一硬”的共通之处就是要掌握自主研发，要掌握自己的核心技术。那您认为“一软一硬”面临的共同困难和问题都有哪些方面呢？

何进：应该这样讲，过去三到五年的时间，大家看到了对我国“一软一硬”发生“卡脖子”的事情，但更多看到的是硬的方面，而较少看到软的方面。

我可以坦率地讲，在软的方面，我们国家还没有形成一个真正成体系的软件研发环境和机制。

像现在通常说的芯片技术卡脖子，只是说在先进制程、光刻机、高纯材料等方面出现的卡脖子现象；然而，在实际的工业生产里面，无论是CAD、EDA这些软件方面，其实更是处处有卡脖子的问题，只是这些现象距离普通人们的生活比较远一点， 大家不太熟悉。

华为事件、中兴事件、中电科事件，包括刚刚上周美国拜登政府把我们的67家企业列为黑名单，这一系列事件，让大家提前感受到好像就仅仅芯片技术卡脖子了。

其实，在工业软件部分，包括区块链技术，更是被美国等西方国家紧紧的卡着我们的脖子。我拿我自己的专业领域芯片举个例子，西方三大巨头：Synopsys、Cadence、Mentor Graphics，这三家EDA软件供应商， 基本垄断了芯片软件相关市场的90%份额。

所以，我们现在急需把工业软件技术短板要尽快补起来，要不然我们有了大量的设备、工厂，但是没有工业软件，没有软件技术，那我们这些设备就成了一堆废铁。工业软件技术就相当于工业的石油一样，能让设备动起来，这是非常重要的一个环节。

05

区块链技术改变了我们的生活，它也能为芯片的研发带来新的方向。那么您认为高级芯片的研发能否成为区块链技术加速应用的引擎？芯片区块链产业链形成的价值基础又是什么呢？

何进：我们一方面说区块链技术的应用为芯片研发提出了一些更高的要求，但事实上如果先进芯片能够真正的研发出来，也的确能够给区块链技术本身的应用进行赋能。因为区块链本身处理的是大量数据，当然是大家有共识的，分布式的，不可篡改的数据。

为什么这么说呢？

首先，大数据处理就需要大的算力，而大的算力它的主要来源一定是先进芯片的研发；

第二，区块链既然是个链，而且是大家有共识的一个链。那这个链就需要传输数据，这个数据不仅仅是在一个小的团体或者在一个产业链上，将来可能在世界各个地方、在不同的层次上需要更快速的传递这些数据。所以，更快的网络也是非常关键的，我们知道网络一定是依靠于各种各样的芯片，特别是现在网络芯片已经从电子芯片过渡到光电集成芯片，甚至会进入光芯片的时代。

第三，大数据无处不在。那怎么处理这些大数据，除了要算它，同时我们还需要存储，所以存储芯片也是个很大的产业。国家现在有几大国家队，像长江存储，合肥长芯，都在存储芯片领域发力，希望能够在存储芯片产业领域有我们国家自主知识产权的，能够满足需要，甚至能够输出去，为世界作出贡献的存储芯片产业。

最后一点就是传感，我们现在这个世界的数据80%都是以图像的方式来把它收集起来的，这一类的芯片称为传感芯片。传感芯片为区块链扩大它的应用范围实际上提供了一个很好的接口，在这样的情况下传感芯片本身也形成了以万亿作为单位的一个产业。所以说，在算力、网络、存储和传感等四个方向上，它都可以为区块链技术更深的融入人们的社会生活，融入工业生产，提供一个更强大的动力。芯片和区块链形成的价值基础就是我们的传统产业转型升级， 传统经济转型为数字经济， 这个是人类历史上产业的伟大变革，芯片产业提供硬件技术， 区块链产业提供软件技术，他们结合发挥作用，提升我国经济转型的速度和质量，这个转型过程不仅仅是涉及数十万亿GDP的经济大工程， 更是巨大的社会变革， 真正实现我们国家科技立国，进入创新型国家的伟大事业。所以， 价值基础深邃而宏大。

06

区块链技术真正要落地成熟应用，一定是要产业化，与行业相结合。那在芯片这个行业，您认为区块链技术它的赋能或者跟芯片技术的应用结合，能碰撞出什么样的火花？落地出什么样的场景出来？

何进：目前来讲，区块链首先应用在支付领域，特别是金融领域比较重要。但是我觉得下一步应该是产业互联网。产业互联网里面非常重要一点就是协同，如果每个工厂从原料工厂、生产工厂与销售网络都是分离的话，这样效率不是太高。

区块链技术可以把这些产业互联网要素连接起来，让它协同起来，从原料到生产、优化、技术创新，以至于到消费者手里，无论是toB还是toC，构成一个无缝连接的有效网络。此时就能够发挥区块链的作用，逐渐由金融延伸到产业，再慢慢延伸到我们社会生活的其它层面，应该来讲是区块链一个比较好的发展路线。

07

区块链技术现在还处于初级阶段，包括芯片领域，芯片的研发也确实没有绝对的优势。您认为面对这样的情况，我们应该要做什么样的应对呢？

何进：的确，传统意义上讲，我们在芯片硬件这块是受制于人的，特别是在先进制程方面；同时在软件技术这方面，刚才已经讲了，过去不是太重视，举个例子，某一个国家重大研发项目上可能有80%甚至90%的经费是给了设备研发、原型机研发等硬件的技术，而投入到软件技术可能还不到10%的经费，所以，我们的“一软一硬”跟国际先进水平相比，有很大的距离。

当然，现在我们也有一定的中国优势，一个是市场需求足够大，二是产业本身的链条完善、工业种类是全世界最完整的。所以，在这个情况下，可以依托我们的优势进行发力。

首先，国家提出的“双轮驱动”，可以利用内需首先研发出一些能满足工业生产的软件技术、硬件芯片技术；然后，在我们产业应用上逐渐迭代，慢慢提高水平，形成一种软硬协同作战的能力，提高我们的技术水平。这样一来，终有一天，我们假以时日，持续不断的努力能够走向国际，甚至把我们软的技术、硬的技术、成体系的技术向国外输出。这是我们产业转型升级甚至面向未来、面向智能时代的一个主要方向，也是一个主要的机会。

08

现在，我们芯片行业从设计、生产、研发，方方面面受到制约，您是芯片领域的顶级专家，您认为下一步国内的芯片产业的发展路径和发展未来应该在什么方向？

何进：我觉得是三个层面。

首先国家战略层面从资金上给了很大的支持，大家已经看得见，我们国家大基金一期、二期，甚至紧接着可能有三期；

其次，从政策层面来讲，现在将近20所高校都成立了集成电路科学与工程学院，学术界领域基础研发专业人才有所突破；

最后，产业界的集成电路和软件享受税收减免，特别是从国外引进一些先进的软硬件的一些技术，首套设备或者自己开发都有一些政策上的优惠，我觉得从国家层面是非常强有力的支持。

同时，实事求是地说，国产的设备、软件，的的确确在可靠性、效能方面甚至说在使用过程当中存在一些缺点，但是我们要勇于尝试，在使用过程当中不停地改进、不停地迭代。我在美国的工作经验告诉我们，其实像IBM、英特尔这样的国际巨头，他们使用的一些美国大学研发的软件也存在一些BUG，也要不停地反馈、改进。所以，我们呼吁产业界要给予国产软硬件技术和产品迭代的机会。

我们学术界的人当然更要耐得住寂寞，芯片硬件技术以及软件技术，都不是某一点的技术，它是需要形成一个立体作战、成体系的突破。所以我们不能说某一点突破了就厉害了，而要真正耐心的甘坐冷板凳，具有奉献精神，把我们的技术一点一点去突破，最后形成面的突破甚至立体的突破，从树苗长成森林，也只有这样才能真正把核心技术掌握在自己的手里，实现独立自主。

09

您刚刚讲了高校的人才培养受到重视，那目前社会的人才培养是一个什么样的现状呢？

何进：我们觉得无论是芯片产业还是软件产业，一定是加速度的进步，因为社会进步非常的快，所以人才的需求是大量的，仅仅靠学校培养人才，实际上已经很难满足这个社会的需求了。

我们在人才培养方面不仅仅是基础研究的人才培养，还有产业需求的，近几年看到一些非常好的现象，第一就是特色学院的建设，第二就是产业学院的建设，第三就是学校跟产业界有双导师制的模式。

美国今天之所以这么强大，实际上它在产学研部分是无缝对接的，一方面学生在毕业设计，在暑假寒假可以去美国工业界接受很好的锻炼，然后毕业之后就去了这些对应的公司；另外一方面美国高校和工业界的教授或者工程技术人员能够来回的在岗位上切换，这是美国一个常态。

对我们国家来讲，现在学生的动手能力还比较差一点，我们的课程跟产业实际有脱节，最重要的是核心技术人员在高校当了几年教授，可能很难适应产业的要求，而在产业界干了十几年的人因为考核指标的问题、发论文等方面的要求，很难再回到高校。因为技术的发展和人才的培养是一个互动的过程，在不同的岗位上才能锻炼出一个综合的全才，复合型的人才。但是现在我们这方面比较缺乏。有的学生说，我在学校学的是这样，我走向工作岗位就不一定能适应。我们在技术方面做出很大突破的一些人，可能到高校去当教授，高校就觉得你不发论文满足不了要求，不能录用为教授。

我们一方面有好的趋势，同时我们也要学习西方国家先进的经验，一定把我们产业和学术研究紧密的结合在一起，让它能够无缝的相互互动，只有这样，产业当中有学术、学术当中有产业，紧密的结合，我们的人才就不会缺乏，产业和学术也能够相互促进，更快的发展。

10

您是北京大学深圳系统芯片设计重点实验室的主任，那您能给大家介绍一下，这个实验室主要的一些工作和未来的规划吗？

何进：北京大学深圳系统芯片设计实验室，是北大王阳元院士向深圳市政府提议成立的一个重点实验室。目前已经走过了十多年的发展历程，这个实验室首先是深圳市范围内唯一的一个芯片重点实验室。同时，我们也给产业界、学术界贡献了一些科技成果，也贡献了一些人才。

一方面，我们与深圳方正微电子、深爱半导体、瑞声声学，还有天马微电子、联想科技以及超多维、杰普特等上市公司、骨干企业，有很多产学研合作的项目，也接受他们委托的一些项目的攻关和委托任务的完成。同时，我们向中芯国际等公司也转让了我们的10多项发明专利， 用于工业生产或产业化。

作为重点实验室，其实有一个功能就是为产业界，传授全新的前沿技术，提供服务和咨询。我们从2017年开始跟国家外专局一起合作举办了一系列的集成电路方面的国际前沿论坛，最多的人超过800人次，少的也有100-200人次。

在新时代的要求下，我们不仅仅局限于芯片领域，我们也希望在应用拓展方面能够做出更大的贡献。比如说从2015年开始，我们就从传统的微电子芯片扩展到光电集成芯片方向，就是说把新型高性能激光器、新型超高速光电芯片以及THZ器件和系统作为我们的主要研发方向，这也是面向未来的高速超宽带的光通讯、面向未来的光时代来拓展科研的方向。我们也希望将来跟产业界，无论是软件公司还是硬件企业，比如芯片、传感器、存储芯片， EDA或区块链技术公司，有更多的合作，更好的服务于产业界。

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编译者/作者：执笔云端

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