“伏羲”芯片核心攻关团队

2021年，南网数研院成功研发我国首款电力专用主控芯片“伏羲”，实现量产和规模化应用。

2019年12月，由南网数研院自主研发的“伏羲”芯片问世。

南方电网公司历时5年成功研发我国第一款电力专用主控芯片“伏羲”并实现量产，标志着我国电力工控领域核心芯片从“进口通用”向“自主专用”转变，对于国家电力能源和信息安全、工控领域科技自主可控具有重大意义。“伏羲”芯片入选2021年央企十大“国之重器”。

　　二十世纪初，作家刘慈欣曾在《球状闪电》中对未来图景作此描绘——人类社会高度数字化，对芯片的依存空前泛化，在遭遇大规模球状闪电摧毁时，世界停摆，国土定格于至暗时刻，人类重回电力出现前的农耕部落。这般极端危机在当时看来不过是天方夜谭，而如今，信息化进程一日千里，芯片之于人类，已如“云”端科技的地基，其土壤价值不言而喻，一旦缺失，恐怕后果将比书中所写有过之而无不及。

　　“中国芯”之痛，是对几代中国IT人的沉重拷问，在电力行业此痛更甚，能源工控领域部分关键芯片进口率达90%，命运掐在他人手中，断供则至少倒退20年。也正是因此，南方电网数字电网研究院有限公司（以下简称“南网数研院”）自主研发的国内首款电力主控芯片“伏羲”问世，对继电保护领域具有划时代的意义。

　　“伏羲”的研发之路并非一蹴而就，争议与质疑贯穿始终。举国之力方攻克的难题，凭什么一群电力专业的人能造出来？“伏羲”之前的电网是怎么样的？未来之路该去往何方？

　　这些问题的答案，都写在了故事的起点。

　　

　　为国立“芯”  布局始于斯

　　“伏羲”的前世，发端于对继电保护装备核心芯片的研发。

　　“主控芯片作为电网二次装备核心器件，涉及千万量级的电网关键装置，是电力工业控制的大脑，关键技术掌握在外国手里，就卡住了我们的‘脖子’。”“伏羲”团队首席带头人李鹏温和谦润，却句句掷地有声。

　　李鹏与电力结缘已久，二十年前年少入行，曾困于岭南闷热潮湿的酷暑，在变电站里彻夜抢修。高温难耐，抢修队员的汗水沿着衣裤滑落，竟如雨水流淌在变压器外壳之上。这一幕长留心间，电力工作者的辛劳，让他敬重之余不禁心生疑惑：“电力系统需要稳定运行，有什么能够替代大量人力为电网解困？”

　　是什么？必然是电网技术的演进。

　　那一年，李鹏刚博士毕业，却深感自身局限，怀揣推动祖国电网发展之心，他前往德国深造。2007年，南方电网公司信息化起步之时，他放弃美国科研机构的优厚待遇，带着最先进的智能电网技术，踏上了回归祖国的班机。这也是“伏羲”远航的开端。

　　电网稳定运行的地基是芯片，李鹏忧心于进口芯片可能藏有的“攻击后门”：“如果国外不法分子通过芯片发起网络攻击，将会造成国家大面积停电。”

　　民生无小事。2013年，在中国工程院院士李立浧的指导下，李鹏带领的南方电网智能芯片团队启动“伏羲”项目预研。彼时，国产化多核芯片领域尚属空白，拓荒并非易事，此间头绪繁杂，艰难加码，历经申报失败、设备厂商接连退出的困境，他听到最多的，是这样的劝说——风险太大了，项目无法收尾的责任如何承担？

　　退而求其次的方案不是没有，呼声最高的是研发单核国产化芯片，再退一步，则是用成熟的ARM核替代国产核。李鹏在项目存亡的关键时刻一锤定音——“伏羲”必须用国产核，中国“芯”不能再依葫芦画瓢基于ARM国外指令架构。“真正的自主化，必须基于真正的国产指令集。没有人去试错，国产化永远发展不起来。”国产电力专用芯片的概念由此而生。

　　毕其功于一役，李鹏对团队下了军令状，作为“国家队”的一员，南方电网公司要肩负民族与国家的使命。2018年，由南方电网公司牵头的国家重点研发计划“电力系统终端嵌入式组件和控制单元安全防护技术”成功申报，电力专用CPU芯片为其重点研制课题。

　　“质疑我们的声音太多，项目任务书搁置了很长一段时间。专家隔三岔五地突击检查，考核严格甚至是苛刻。”团队技术负责人习伟笑道，“那时候心理压力巨大，如果不能交付，我可能就得从南方电网卷铺盖走人咯。”

　　芯片虽小，精细如丝，耗费成百上千道工序未可知，更别提那数十门学科的顶尖学术融通。精密光学、高分子物理、微环境控制……绕不开的技术壁垒，工程浩大道阻且长，一个不小心，或许真会成为“绝唱”。

　　那是2018年12月1日，距离他投身“伏羲”，时光流逝已5年。

　　这一路困顿，尝尽人情冷暖，如今只道是寻常。但谁的功勋都并非凭空而降，光阴不打诳语，困时困地的难题他用勤勉找到解法，昼与夜交错，精密仪器的微光见证着他们远大的抱负，这方寸之地，“伏羲”正破土生长。

　　2019年底，“伏羲”芯片第一版样片顺利交付，完全基于国产指令架构和国产内核，从设计到封装全过程均在国内完成，综合性能是进口同类产品的1.5倍，网络风暴抵御能力提升了60倍。

　　电力芯片国产化“无人区”破局，“中国芯”镶嵌上南网创造的名号，如浩瀚星河微茫一束，这只是“伏羲”迈出的第一步。

　　十年一剑  回首见真章

　　“科研要习惯孤独，也要耐得住苦。”

　　团队技术骨干姚浩已经记不清，这是第几个埋首于工作的春节。有一年在拉萨接到突发任务，高原反应剧烈，他打着点滴在网吧修改方案，这在节奏安逸的西藏堪称奇景。常年加班熬夜，身体拉起警报，他2021年初的小目标是有个健康的体魄，继续为伏羲“卖命”。

　　“实现了吗？”

　　他大笑：“好像没有，flag倒了，我就遁了。”

　　数年前姚浩加入团队，人生从此有了完全不同的支点。他负责的芯片研发验证节节相扣，是梯队中极为重要的一环。仿真验证模版稀有，试验条件苛刻，他与团队三班倒保证按期投片。样片交付只是起步，仍需克服产品寿命短、性能适配等现实问题。电力专用主控芯片的生命力，他们所探索的远不及沧海一粟。

　　“伏羲”初生，行业内鲜有人知，推广也是难题。然而即便遭遇断供危机，大多数终端厂家依然对国产芯片技术成熟度和稳定性存疑。“他们觉得我们在瞎搞，也根本不相信我们能搞出什么结果。”犹如夏虫不能语冰，破解刻板成见，为国产芯片正名，需要付出数倍的努力。

　　“单是说服厂家试用，就费了不少力气。好在‘伏羲’技术过硬，效果背书，我们有绝对的领先性。”团队软硬件专家陈军健与陶伟建立了“客户服务357制度”——小问题3天闭环，一般问题5天，再复杂也绝不能超过7天，如此贴心的乙方上哪儿找去？团队更是自主研发了配套软硬件平台及核心模组，一站式解决方案让国产化替代阔步前行。时至今日，与“伏羲”交互相连的系统外部客户已达40余家，市场化的路子，立住了才算真本事。

　　“研发芯片看着光鲜，背后许多吃着泡面赶火车的日子，大家看不到。”陈军健大半时间都在出差，依靠高铁上时断时续的信号进行远程会议，处理客户技术诉求。时光在晨昏间飞驰，他怀揣着视若珍宝的初代“伏羲”，在颠簸中合衣而眠，奔走异乡那些年，山高水长，路途难忘。

　　“军健儿子出生那天，他还在线上主持边缘计算芯片设计会议。我们知道后很内疚，跟他道喜也道歉，他还笑着跟我们说，芯片也是我们团队的孩子，我放不下。”姚浩说。

　　墉基不可仓卒而成，“伏羲”之路，每一步都在舒适圈以外，他们逼近谜题，与一个个难解的数据相视，自选择入局之日起，就注定不能只是守土老去。

　　如他们笃信的那样——生而为人，当负其责，谁人不苦，谁人不累，行而尽其事，回首方显真章。

　　于无声处  读懂“芯”与“魂”   

　　自主创新为魂，“伏羲”拉开了电力芯片国产化的时代序幕。  

　　团队并未止步于国家重点项目交付验收合格，此后数年，在李鹏的带领下，基于芯片研制的芯片化保护装置成功挂网，推动量产研发加速，降本提效，为大规模应用引路。2021年，历时近十年、多场景验证，国内首个基于国产指令架构、国产内核的电力专用主控芯片“伏羲”实现量产，标志着我国电力工控领域核心芯片从“进口通用”向“自主专用”转变，电力二次设备核心元器件真正实现了自主可控，保障了近千亿元国产电网设备的供应安全。

　　做学术的人生性严谨，对于“伏羲”的未来，他们并没有给出放之四海皆准的答案。团队考量深远，布局光伏风电，为新能源接入“大脑中枢”，研发链接电网全场景的系列化国产芯片，以实现新与旧、传统与智能的平衡。新型电力系统所需要的，就是“伏羲”的方向。

　　故事至此，已有了圆满的句点。但也不是没有遗憾。

　　遗憾是那无奈的缺席，是肩上担起重责，分离成为日常。“伏羲”正值攻坚期，家在深圳的技术骨干于杨和李肖博，归家次数屈指可数，子女的许多个成长瞬间，错过便无法再重来。

　　遗憾是那12.91公里，是从芯片实验室到习伟家的距离，也是他与孩子的距离，并不遥远却极难相见。他日日加班至深夜，只能看一眼妻女沉睡的面容。错失的父亲节来信里，女儿笔迹稚嫩，歪歪斜斜地写道：“亲爱的爸爸，父亲节快乐！妈妈跟我说您工作很忙，她说您正在做一件伟大的事！我相信爸爸可以做到的，我为您骄傲！”

　　量产那天，他摸摸女儿熟睡的小脑袋，轻声说：“爸爸做到了。”

　　做到了。快十年了，他们做到了。

　　2021年12月30日，“2021年度央企十大国之重器”重磅揭晓，南网数研院“伏羲”芯片与“天问一号”探测器等国家级重点项目一同当选为十大“国之重器”，举世瞩目。

　　这是属于他们的加冕时刻。最初的他们并不为青史留名，荣誉只是他们逐梦的馈赠，那一片赤诚之心，日月可鉴。

　　读懂他们的赤子心，也就读懂了“伏羲”。 

　　（彭雅莹）