一生一芯：让本科生设计自己的处理器芯片

什么是”一生一芯”

“一生一芯”是中国科学院计算技术研究所（简称”计算所”）于 2019 年启动的一项大规模处理器芯片设计人才培养计划。该计划由计算所副所长包云岗发起，核心理念是：

让每一个学生都能带着自己设计的处理器芯片毕业。

这个计划的初衷很简单——中国的芯片人才培养长期存在”重理论、轻实践”的问题，本科生很少有机会真正动手设计一颗可以流片的处理器芯片。“一生一芯”要打破的就是”本科生不能造芯片”的观念。

这个名字来自包云岗的一次即兴发言。2018 年 11 月 8 日，在世界互联网大会的庆功宴上，中国开放指令生态（RISC-V）联盟正式成立。当晚包云岗提出了一个大胆的想法：让学生参与到开源芯片建设中。

他给这个计划起了个名字 —— “一生一芯”，寓意每个参与这个计划的学生，一生中都有机会拥有一颗自己设计的芯片。

首期”一生一芯”的”小白鼠”是中国科学院大学 2016 级的 5 名本科生。当时包云岗和教学团队的目标是：让这 5 位同学在毕业答辩时，能展示自己设计并且成功点亮的处理器芯片。

时间紧迫——距离流片班车仅剩不到 4 个月。师生们一起从总体方案到技术路线，从流片渠道到开发环境，一步步摸索。最终这 5 名学生设计了一款五级流水线的 RISC-V 处理器核，成功流片。

毕业后，这 5 名同学全部被录取为计算所研究生，并加入了计算所牵头的开源高性能处理器 “香山” 项目，成为核心技术骨干。

“一生一芯”的培养方案涵盖了处理器芯片设计的完整链条：

设计一款五级流水线、可启动 RT-Thread 的 RV64 处理器核，集成至 SoC 并进行验证，通过测试验收即可获得流片机会。

能力优秀的学生可以尝试：

整个培养过程按照计算机发展史的顺序设计处理器，包含：

通过在线调试考核的学生才能获得流片机会。具体方式是：助教在提交的项目中随机注入 3 个 bug（涵盖软件、硬件和环境），学生必须在规定时间内排除。

这种考核方式参考了真实芯片项目中的问题排查场景，而非传统的知识点考试。参考代码、抱大腿都没用——考的就是真本事。

从零基础入门到完成流片，大约需要 500 小时。这和修读本科计算机系统方向所有核心课程并完成相应课程项目的时间相当。

“一生一芯”坚持教师引导思路、日常自主学习、独立解决问题、每周集中汇报的模式。没有手把手教学，学生更像是老师的队友，一起共同探索。

项目组选拔一批基础好的学生担任助教，再由助教指导其他学生。目前已形成 40-50 人的学生助教团队。这种”朋辈学习”机制大幅提高了教学效率。

第三期项目将培养讲义扩充为 44 万字的完整教程，全部开源免费。学生可以随时访问学习，讲义故意保留探索空间——不会告诉你所有细节，需要主动从相关资料和代码中找到重要信息。

2025 年 3 月，在”一生一芯”项目组的支持下，哈萨克斯坦历史上首颗由本国主导设计的处理器芯片在中国成功点亮。这是”一生一芯”计划首次走出国门，走向世界的第一步。

如果你对处理器芯片设计感兴趣，不论你的学校、专业和基础，都可以报名参加：

“一生一芯”不仅是一个项目，更是一场芯片人才培养的革命。 它证明了：只要给对方法和资源，本科生也能设计出自己的处理器芯片。在芯片产业被”卡脖子”的当下，这种大规模、低成本、高效率的人才培养模式，或许正是中国芯片突围的关键一步。

“人才培养没有捷径。” —— 计算所博士、“一生一芯”首席讲师余子濠