專訪創(chuàng)“芯”之星SLS隊：巾幗不讓須眉，一舉奪魁

為期三天的“中國光谷·華為杯”第六屆中國研究生創(chuàng)“芯”大賽決賽落下帷幕。大賽激發(fā)了全國集成電路學子的創(chuàng)新熱情，參賽學子們拿出了精益求精的作品。群英薈萃中有這樣一組女生上得了“筆試舞臺”、打得了“答辯擂臺”，最終摘得本屆大賽最高獎項創(chuàng)“芯”之星。她們就是來自上海交通大學微納電子學系何衛(wèi)鋒教授課題組的SLS隊。

隨著5G和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，邊緣計算技術受到了廣泛關注。邊緣計算通過將計算資源部署到更接近數(shù)據(jù)產(chǎn)生的位置，實現(xiàn)了低延時和隱私保護等目的。然而，邊緣設備通常由電池供電，其電池容量有限。例如，智能手表等可穿戴設備的待機時間通常小于一天，嚴重影響了用戶體驗。因此，電路能效是邊緣計算設備的核心指標。

SLS隊伍的作品面向邊緣端設備的高能效計算需求，研究并提出了面向寬工作電壓的時序裕量片上推測與自適應壓縮、電荷域兩相模擬計算兩項技術，并開發(fā)了相應的高能效原型芯片。項目在技術和應用上都有突破，摘得桂冠也變得水到渠成。

SLS團隊究竟是如何從889支隊伍、3352名參賽師生中脫穎而出的呢？是怎樣的特質讓SLS傲立群雄，摘得桂冠？

?01地基穩(wěn)，“建筑”高

SLS團隊的名稱是三個女生姓氏的縮寫，S—研究生二年級的邵琳，L—碩博連讀四年級的李婕妤，S—大四剛畢業(yè)的蘇坤。

這個團隊的核心，當之無愧是正在就讀碩博連讀四年級的隊長李婕妤。路演中李婕妤用溫柔又有力量的聲音娓娓道來自己戰(zhàn)隊的成果，結束時面對評委老師格科微副總裁喬勁軒就功耗問題的提問時，也是有理有據(jù)，邏輯清晰。

團隊的另一名隊員邵琳已經(jīng)是第二次參加大賽了。邵琳說之前看學長學姐參加大賽，就覺得這個大賽非常厲害。2022年邵琳所在的“麻辣香鍋隊”一舉拿下“創(chuàng)芯之星”，積累了珍貴的經(jīng)驗之后，今年邵琳所在團隊再次奪魁。今年邵琳和蘇坤作為更低年級的學妹，擔任的角色更傾向于基礎答題。

在采訪中記者發(fā)現(xiàn)，大賽對基礎知識掌握的扎實度有較高的要求。來自西安電子科技大學研究生一年級的宋家俊和段易辰同學就提到：筆試還是有難度的，不是說題目難，而是基礎題有很多，涉及的面也比較廣。具備扎實的基礎知識，才能為未來深入研究奠基。蘇坤也說到：這樣的筆試和機試對我來說是一個非常好的鞏固基礎知識的機會。

對于邵琳和蘇坤來說，每一次的模擬機考練習都是難忘的。邵琳更是說“在去年的和今年的機考備賽過程中，第一次模擬機考練習時，題目都是做不完的。但是一次次練習機考的過程是我最難忘的事。”由此可見，哪怕去年參加過比賽，今年大賽依然充滿著挑戰(zhàn)。

正如中國研究生創(chuàng)芯大賽組委會執(zhí)行主任委員、清華大學王志華教授所說：“大賽有一個很明確的基礎知識的考試，這樣的一個考試就避免了某些其他的賽事里一個團隊拿著師兄甚至已經(jīng)畢業(yè)了很多年的師兄，甚至全團隊的成果，在這做一個PPT，演示的好就可以獲得不錯分數(shù)的情況?！贝筚惷恳淮芜x拔出來的，都是基礎扎實的真才實學。

?02知識“硬”，實踐強

李婕妤在大四時進入了何老師的高能效集成電路課題組，并在研究生階段的第一年就開始探索她的第一個研究課題，也就是本次大賽作品中的第一項關鍵技術：寬電壓下的電路時序裕量推測與壓縮技術，并完成了原型芯片的設計與流片；在2022年3月份，李婕妤完成了自己的第二款芯片的流片；這都為此次大賽的奪冠打下了堅實的基礎。

“當我第一次有一顆自己設計的芯片，第一次測試發(fā)現(xiàn)芯片功能是正確的，這一刻是非常難忘的，因為從設計、流片到芯片回來以后測試的整個過程，真的很不容易?！痹诨貞洔蕚浔荣愡^程的時候，李婕妤同學有點激動的講述了這個故事。而她現(xiàn)在，已經(jīng)有了2顆流片成功的芯片。在最后的路演答辯中，評委浙江大學韓雁教授連連稱贊：你的研究成果非常優(yōu)秀。

SLS隊伍的作品面向邊緣端設備的高能效計算需求，研究并提出了面向寬工作電壓的時序裕量片上推測與自適應壓縮、電荷域兩相模擬計算兩項技術，并開發(fā)了相應的高能效原型芯片。在第一項技術中，通過動態(tài)感知、推測電路運行時的時序裕量，進而進行自適應的時鐘頻率調節(jié)，實現(xiàn)了對芯片悲觀時序裕量的自適應壓縮。加速引擎原型芯片的測試結果表明該技術可將電路性能提升4.2倍、能效提升19.3%。在第二項技術中，通過采用基于電荷域的兩相模擬計算策略，有效降低了數(shù)模轉換開銷。原型芯片測試結果表明電路能效提升高達10.7倍。

項目所提出的技術有望應用于邊緣移動設備、邊緣服務器等多種邊緣計算應用場景，有效提升邊緣設備的能效，這對節(jié)省能源、加快萬物互聯(lián)的發(fā)展有重要意義。其中，第一項技術，即面向寬工作電壓的時序裕量片上推測與自適應壓縮，可應用邊緣端服務器以及移動邊緣設備中的多種專用加速引擎，如神經(jīng)網(wǎng)絡加速器、圖像處理加速器、加解密加速器等，有效提升此類設備的能效。第二項技術，即電荷域兩相模擬計算，可應用于移動邊緣設備的全球衛(wèi)星導航加速器中，有效提升可穿戴設備、車載設備等設備的能效和定位性能。

目前，基于SLS戰(zhàn)隊的相關成果包括已發(fā)表（含錄用）學術論文6篇。其中，一作論文5篇，包括集成電路領域頂會ISSCC 2023和頂刊JSSC 2023，并申請國家發(fā)明專利兩項。所提的兩項技術，已經(jīng)受到了業(yè)界的廣泛關注，所在課題組先后與歸芯科技、華為2012實驗室網(wǎng)絡芯片部門、華為武漢研究所進行了技術交流與合作。

產(chǎn)教融合，就是要讓真知和實踐再次融合。王志華教授說大賽有一個實際的設計過程，進行基本技能的考察和基本技能的使用，使得學生能夠利用到工業(yè)界所使用的工具，求出工業(yè)界期望解決的物理問題的解。這樣篩選出來的參賽作品，就能像SLS戰(zhàn)隊一樣探索解決產(chǎn)業(yè)關心的問題。

?03團戰(zhàn)精彩，與賽共贏

決賽中，三個女生在舞臺上進行最后答辯展示時自信堅定、語言凝練、邏輯清晰。創(chuàng)芯大賽的常務副主任委員北京大學蓋偉新教授就忍不住連連感嘆：“這三個女生，巾幗不讓須眉啊！”確實，在男生占大多數(shù)的微電子相關專業(yè)里，女生可謂“鳳毛麟角”。

然而在本屆創(chuàng)“芯”大賽中，很多優(yōu)秀的女生們科研領先、思維敏捷、口才出眾。賽后我們對SLS三位女生進行了采訪，盡管全是女生引起了大家的注意，但是三個女生還是十分淡定，“總的來說，我在學習過程中遇到了很多優(yōu)秀的男生，也有很多優(yōu)秀的女生，所以我覺得性別不是一個決定性的因素。也沒有什么特別的感覺?！?當記者用“巾幗”形容她們的時候，隊長李婕妤羞澀的笑道：“哈哈是的，我們好像也是我們課題組里面唯三的三個女生?！?/p>

李婕妤告訴我們，這個戰(zhàn)隊中分工明確，各司其職的同時，合作也十分默契，跟大家是來自從同一個課題組有很大關系。李婕妤作為大學姐，負責電路設計和創(chuàng)新點的構思，邵琳和小學妹蘇坤則是協(xié)助前期的仿真和流片后的測試工作。同時，邵琳和蘇坤也正在探索自己的研究課題。但是，三個人的課題大方向都聚焦在高能效集成電路設計上，大家時時溝通研究成果，互通有無。年級跨度大不僅沒有成為問題，反而成為了優(yōu)勢。

大賽也不僅僅是把校園內(nèi)的力量發(fā)揮到了極致，同時提供了各個高?；ネㄓ袩o的平臺，甚至直接對接企業(yè)，深度熟悉產(chǎn)業(yè)界的需求和痛點。說到參加兩次比賽的感受，邵琳覺得自己在每一年的大賽中都能認識到來自全國各地的優(yōu)秀學子們，在最后的公開路演環(huán)節(jié)看到別人的研究工作，受益匪淺。創(chuàng)“芯”大賽給了一個自己認識青年才俊的機會，并且了解到全國各地高校正在致力于哪些前沿工作。

再次恭喜SLS戰(zhàn)隊取得了優(yōu)秀的成果。競賽的意義并不僅僅是“獎杯”，而在于它對研究生培養(yǎng)的實踐性牽引，引導更多研究生同學強化實踐，真刀真槍解決實際問題，同時引導更多的研究生同學站在前沿，勇于創(chuàng)新。產(chǎn)學研更深入地合作，師生更密切地互動交流，多學科的融合交叉，讓更多的人才“冒”出來。未來的“IC”路還很漫長，我們也期待著這些賽事篩選出來的優(yōu)秀集成電路人才們在如今被高度關注、甚至被“卡脖子”的半導體領域，熠熠發(fā)光！