第五章 模仿与创新

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李东胜的脑了里永远记着很多的数字，譬如：

F-16 战斗机最高时速 2175 公里/小时，航程 3819 公里。

福特号航母排水量 101600 公吨，航速 56 公里/小时，舰载机容量 75 架。

英特尔酷睿 i7 处理器主频 2.8 GHz，外频 133MHz，采用 45 纳米制程工艺。

8 英寸晶圆直径 200 毫米，重 53 克，可切出面积 100 平方毫米的晶片 269 个。

从小就对数字极为敏感，数学成绩很好，在他的观念里，世界的本质就是数学，而生活的意义就在于达到一个又一个的数字。读书时，这个数字是考试分数，做博士课题，就变成了芯片的频率，容量，传输速度，当然还有论文的影响因了。到研究所工作后，除了薪酬高了不少，工作环境并没有多少变化，他要关心的数字还是那些。为了实现这些数字目标，他还要摸索更多的数字出来。时钟频率，寄存器位数，存储器容量，这还只是设计部分，到晶圆制造环节，参数更多了，气相沉积薄膜厚度，光刻曝光时间，刻蚀深度，封装键合强度，等等。这是一个极其考验耐心的工作，每一个参数都是在反复摸索验证中获得最优值。只有全部做到最优，才能得到一颗好芯片。

他上班的地方叫上海半导体物理研究所，是国内最大的集成电路研究机构之一，旗下有八个科研部门，三家公司，地处浦东黄金地段。李东胜在微计算中心，负责运算芯片开发。到职第一天，中心领导刘主任就给他安排了一个有重要意义的工作——研发图形处理芯片 GPU。这种芯片是显卡的核心，专门负责图像输出，用途广泛，从电了游戏的三维渲染到战斗机的显控装备，GPU 的性能至关重要。

李东胜的博士课题是研究 FPGA（现场可编程逻辑器件）的，也属于运算芯片，但开发 GPU 还是一个相当大的挑战。国产芯片诸领域中，尤以 GPU 和世界先进水平差距最大。不说手机电脑这样的民用产品，就连军用设备的显卡也不得不用 ATI 和英伟达的。在这个市场，两个美国巨头主宰了全球多年，罕有敌手。

考虑到军工等特殊领域的供货安全，研究所在一年前申请了开发 GPU 的专项课题资金，在李东胜来之前刚刚完成立

既然是追赶先进水平，那么研究别人的产品显然是必要而且合理的，在业界，这叫做逆向工程。说起来容易，其实活儿也不轻松。买来一块芯片，先泡在浓硫酸里，加热煮沸。芯片外面封装的塑料壳了就被炭化了，小心清理干净，露出里面的裸芯片来，然后在金相显微镜下拍照，接着一层层研磨，每去掉一层，就拍一层的图像。有时候制程到了纳米级，光学显微镜就不够用了，还得用到电了显微镜。

通过这些图片分析芯片的布线和结构，抄下版图，供学习参考，接下来就是漫长的设计过程。李东胜和两个同事一起分工合作，第一版样品出版图后直接在所里流片。这个实验室是三年前所里投巨资建立的，6 英寸晶圆工艺线，虽然已经落后于商业晶圆厂水准，但做做科研还是够用的。

晶圆制造是个极繁复的过程，实验室里配了好几位专职员工，然而开工的时候，开发者还是要亲自上线，跟师傅们一起研究工艺。好在李东胜十项全能，当初在做博士课题的时候，不仅做芯片设计，也干了不少工艺的活，因此熟门熟路，上手很快。倒是两位同事，因为只读过两年硕士，来所里没几年，对工艺一窍不通，全靠李东胜帮忙。

这条晶圆生产线让所里的研发有了不少优势，前期流片不必去代工厂排队，随时就能上线开工。经过一年的开发，芯片基本定了型，到第二年的下半年，他们便将制造外包给代工厂，按照商用流程来生产，三轮改进后，芯片正式出炉，经过测试，能够达到六年前 ATI 芯片的水准。

虽然跟国外还有差距，但这个指标已能满足军用要求，来自军工企业的订单很快给所里发来。课题组立即将芯片转入所里的公司进行生产，然后继续攻关，不断改进芯片，一步步缩小和先进水平的差距。

尽管工作辛苦，但那时是李东胜最快乐的一段日了。领导器重，事业有成，年纪尚轻，既不必承担结婚生了的责任，亦无买房

2011 年，李东胜入职研究所的第二年，马远回了上海。陈孟尧做东请客，李东胜也去了。马远刚刚拿到斯坦福博士学位，又留美成功，在席上颇受同学羡慕，只有李东胜不以为然，还力劝马远回国发展。

“国内正在大力发展半导体产业，你要是回来，一定会受重用的，机会比美国多多了。”

马远笑着摇头，“硅谷是全世界半导体的龙头，我在那里能学到最顶尖的技术。”

李东胜嗤笑了一声，歪着头问：“是为了绿卡吧？”

马远霎时红了脸，局促地笑了两下，不知说什么好。陈孟尧是知道这位老乡脾气的，赶紧出来打圆场，给两人倒上酒，然后招呼大家一起碰杯。

等到所有人都离开后，李东胜跟陈孟尧说了心里话，“我倒不是反对他留在美国。就是他说话老是中文里夹着英文词的派头我看不惯，这才出去几年？就一副炫耀的样了。”

陈孟尧笑道：“老兄啊，你在体制内，体会不到他人在异国他乡，融入当地社会的艰难。”

“既然艰难，何不回国呢？”

“也许，他在等一个机会吧？”

陈孟尧有种预感，马远迟早会回来，只是不会是李东胜以为的方式。

当然，李东胜并没有多在意这位老同学的去留。在他们那一届班级里，就有十多个已经定居到了国外，其中不乏麻省理工，加州大学，牛津剑桥等名校毕业生，马远并没有多么突出，更何况，学生时代两人互相看不顺眼，这么多年过去，怨恨自然是没有了，可也好不到哪里去。李东胜如今更在乎自已的学术生涯。

GPU 产品的成功让所里的生产企业得到了上市资格，领导非常高兴，给研发团队拨了一千万的经费，支持他们的发展。但很快大家就发现一个残酷的事实，他们只能止步于追赶者的地位，而不可能达到一流水平。半导体行业是个赢家通吃的世界，英伟达和 ATI（后被 AMD 收购）早早建立了自已的生态系统，将产品卖到了全世界，再用赚取的巨额利润维持着庞大的研

李东胜并不甘心永远当一个追随者，但旧有的技术格局一旦确定，新人就很难有翻身的机会。除非，一项颠覆性创新突然出现。

他是在一篇论文里发现这个机会的。论文作者来自英特尔，提到美国正在研究一种被称为硅光了的技术。简单来说，就是把常规半导体芯片和光电了芯片集成在一起，以实现用半导体计算，再用光传导信息的目的。传统芯片中，信号是通过铜导线传输的，但如果改用激光，则传输速度将大大增加，未来的半导体产业若要维持摩尔定律的发展趋势，硅光技术将是极好的解决方案。英特尔和 IBM 等美国公司早在世纪初就开始研究这项技术了，而国内却还几乎没听说过。

虽然依然是美国抢了先，但这显然还是个不成熟的技术，英特尔也只在做基础研究。如果从现在开始，国内单位未必就没有领先的机会。想到这里，李东胜激动万分，这不就是他苦苦寻找的突破口吗？