央企青年新面貌
作者|《中国儿童报》记者王碧清通讯员胡
编辑|赵
2021年2月19日，南方电网有限公司基于国产指令架构和国产内核，研发出国内首款电力专用主控芯片“伏羲”，并实现量产。这意味着我国电力行业控制领域的核心芯片由“一般进口”变为“自主专用”，即电力二次设备核心部件自主可控，性能更好，居世界领先水平。
伏羲队
电力系统分为一次设备和二次设备。用于发电、输电和配电的设备是一次设备，如发电机、变压器、避雷器等。，其电压属于强电。二次设备是对一次设备进行监视、控制、调节和保护的设备，如变电站继电保护装置、测控装置、配电自动化终端、一次设备在线监测装置等。，电压较弱。
过去，电网二次设备的核心器件——主控芯片长期被国外厂商垄断，涉及继电保护、自动化、信息与通信安全保护装置等主网关键器件近千万个。数字化进程越深入，对国外技术的依赖就越强。如何保证电网设备的安全？
“江面三分宽，智慧博大精深。”如何下好一步棋，实现电力工业控制领域主控芯片的自主可控和长远发展？在南方电网公司，深耕电网多年的科学家和年轻科研人员忧心忡忡，决心主动打破局面。
“别人越不信任，他们就必须做得越好”
2013年，在中国工程院院士、时任南方电网公司专家委员会主席李立浧的指导下，现任南方电网数字电网研究院有限公司总经理的李鹏打头阵，带领团队走上了专用电力主控芯片的预研之路。魏、、姚浩、蔡、等骨干力量逐渐参与其中。在李鹏的带领下，他们参与了国产特种功率芯片的早期研发。
电网设备的使用周期通常在10-12年之间，要求不间断运行，不停电。电力设备一旦发生故障，要求在毫秒或秒内监测并隔离故障。此外，电网设备的应用环境更加复杂恶劣，配电室始终在室外，受高低温影响，还受到电磁辐射环境的干扰。复杂的多场景需求对芯片的实时性、可靠性等性能提出了更高的要求，给芯片技术研究带来了新的问题和挑战。
在一次芯片技术路线的研讨会上，团队对两条技术路线产生了分歧:一条是克服一切困难，做出一款性能良好的专用电源芯片，完全满足电网应用需求，依托国产CPU另一种是直接使用国外芯片，在海外代工厂加工测试，快速实现芯片设备化。鉴于当时科研团队所拥有的资源和行业生态环境，第二条技术路线可以充分利用国外芯片完整的生态环境和成熟的技术，无疑是理性合理的考虑。
李立浧院士立场鲜明，“我们必须站在国家发展的角度”，“我们必须志存高远”，“我们不仅要取代外国芯片，还要实现技术进步”。作为项目主要负责人，李鹏指出，知识产权和加工生产受制于人，很难说是自主可控和长远发展。
就这样，在李鹏的强力领导下，团队艰难地走上了第一条技术路线——自主研发。到2016年，团队验证了最初的技术路线可行，开始集中力量攻克核心技术难关。
每当团队失去信心，不再徘徊，李立浧院士总是鼓励年轻人不要害怕，大胆尝试。他讲述了自己过去带领科研人员跨越DC传输技术领域“无人区”障碍的经历。当时经过几年的关键技术攻关，终于取得了突破，取得了世界领先的科研成果，并向海外发达国家销售输变电设备。
队员们感慨:“我们曾经孤独、艰难，但李院士的意志力比我们所有人都强。他很有勇气，一旦认定了一件事，就会义无反顾地支持我们。”李立浧院士和李鹏院士确定了这一技术发展方向——开发自控功率芯片，这对中国和南方电网公司都具有重要意义。“这不仅是芯片技术的突破，也能提升我国电网装备水平，促进电网装备升级。”
在李立浧和李鹏的积极协调下，南方电网公司从人员、资金等方面给予团队支持。李立浧院士在不同场合积极宣传南方电网公司芯片设备的重要价值和潜力，站在讲台上为年轻的团队发声，坚信“国产芯片设备”的那一天一定会到来。
对于特殊功率芯片的国产化，投入过早，可能沉入海底；投资太晚，就会“误了行程”。团队成员一边“等风”，一边进行高难度的技术突破。2017年的一次党委会议，议题是重新确立国产功率芯片的研发，开展相关项目申报工作。当时国产CPU核的生态还没有成熟。是从国家角度使用国产CPU核，促进其发展，还是使用成熟完整的进口CPU核？人们有不同的看法。有合作伙伴表示，如果未来南方电网公司决定使用国产CPU内核开发芯片，将终止合作。面对不同的声音，李鹏做了最后的决定:“一定要用国产CPU核，一定要让它们都独立出来。”回答在会议室回荡，坚定而果断，为大家扫除了挥之不去的疑惑。
2017年，国家重点RD计划“智能电网技术与装备”重点专项指南发布，电源专用CPU芯片和嵌入式操作系统被写入其中。乘着东风，队伍整装待发。
2018年3月，在申报国家重点RD计划“电力系统终端嵌入式元器件及控制单元安全防护技术”的最后一轮答辩现场，南方电网公司团队因采用国产化技术更彻底、开发出更好的芯片性能指标、更符合数字化发展趋势而脱颖而出。
“伏羲”电源专用主控芯片
2018年底，RD计划申请成果尘埃落定，研发国产专用功率芯片是该计划的重要组成部分。但周围还是有很多疑惑，觉得自己“拿不出来”。“放弃是不可能的。人们越不信任它，这个项目就会做得越好。”团队核心成员一致认为，不仅要设计芯片，还要按时交付芯片样片。
此时，从项目正式立项到样品交付，不到12个月。
“一切看大势，任何时候都不能放弃”
2018年12月1日，团队部分成员正在美国参加绿色能源交流活动。这一天，孟晚舟在加拿大温哥华被捕。得知这个消息，他们的心里夹杂着孤独和勇气的感觉。“核心技术不能靠别人，一定要把芯片拿出来”！
每天早上8点，下午5点，凌晨2点，不到20人的核心团队成员三班倒。设计、流式传输、打包、测试...所有环节，我们争分夺秒，抢进度。2019年3月，李鹏正式将芯片命名为“伏羲”，希望“代表电网设备核心器件从零到一的突破”。
2019年9月底，“伏羲”原型机正式交付，进度和速度快得惊人，再次带来质疑。10月的一天，负责该项目的专家“空”下到芯片应用现场，突击检查进度。当他看到工作人员正在使用样品进行测试时，样品没有研制成功的谣言就被吹散了。11月，完成相关配套装置生产；12月，投入初步验证使用。
为了尽快解决国产芯片长期依赖进口的问题，李鹏等人决心尽快批量生产国家项目试制的芯片。在演示验证时间和场景都不是特别充足的情况下，做出这样的突破意味着风险和挑战。由于时间紧、压力大、任务重，李立浧院士对团队成员说:“只有加快步伐，才能满足国家发展的应用需求。不要犹豫，不要顾忌，失败也是经历。”同时，李立浧院士向南方电网公司提出，要把团队的经费和人员配置好，让大家“安心做事”。
“伏羲”电源专用主控芯片
一个队员，父亲病重，需要做手术，她坚持不请假，哥哥要从深圳赶到广州的医院陪护。一位在西藏患高原反应的会员，正在打点滴。接到公司电话后，他立即找了一家有输液瓶的网吧，开始修改方案。一个会员，热爱宝宝的生活，还在网上工作...
一位团队负责人说:“我们只是在做我们应该做的，我们认为正确的事情。除了对工作的责任，每个人都有对梦想的追求。”踏入电源专业芯片研发的“无人区”，一步步构建自主可控的生态系统，实现设计制造全链条国产化，团队成员以责任和使命，倾注心血和汗水，终于迎来了转机。
在南方电网公司的资金和人员支持下，伏羲团队经过一系列关键研究和突破，芯片的综合性能提高到过去进口芯片的1.5倍。在抗网络风暴方面，团队还采用了一系列技术解决方案，满足大批量电网控制业务和实时数据处理的需求，抗网络风暴能力提高了60倍，进一步提升了电网二次设备的装置和性能。
从科研成果到量产，团队最熟悉其中的危险，把这段路称为“死亡之谷”。“死法很多，性能、场地条件、价格、市场手段……成功的，不到0.1%”。
在进入市场推广“福喜”芯片之初，“福喜”有过几次冷眼。成员也明白:“国产芯片需要机会。很多设备厂商已经在用进口芯片了，而且效果很好，很难一次性用国产芯片替代”。
有一次，一家公司最初同意使用“福喜”，但在使用时发现“有些不便”。考虑到更换进口芯片和重建系统需要很大成本，它想放弃。团队一次次上门提供技术支持，逐渐搭建起技术平台。团队成员说“我们支持你好好利用芯片，让设备性能更好”，渐渐打消了对方的疑虑。
另一家公司，怀疑用了芯片后，失败了，找了很多次也找不到原因。了解到这一情况后，研究小组立即把它送给了RD的芯片技术人员。经过探查，发现是程序使用的问题。看到问题顺利解决，对方说:“你们这帮人真牛逼！”
……
正如团队的技术负责人魏坚信的那样:“一切都取决于大势，任何时候都不能放弃。我们相信道路是对的，任何困难和曲折都是可以克服的。我们始终相信，终究有机会。”
2021年以来，团队的努力越来越被认可，“伏羲”芯片逐渐应用于继电保护、变电站自动化、配电自动化等领域。中国工程院院士倪光南、吴汉明、李立浧和科技部负责专家一致认为:“国产基于CPU核心的专用电源主控已经完全国产化，完全可以摆脱欧美国家的知识产权限制。其在电力、能源等国家命脉行业的推广应用更符合国家发展战略，对国家信息安全和工业控制具有重要意义。”2021年底，“福喜”芯片入选“2021年十大央企”名单。
“我心中的信念”
李鹏昌和团队成员说，“一辈子做一两件事”。十年磨一剑，其实并不容易。每当团队成员接连遭遇困难和质疑时，他们都因为“心中的信仰”而选择共度难关。“中国南方电网公司，从国家的角度来看，承担了很大的风险和压力才做到的”。一开始，李立浧院士的决定和判断激励着团队将家国理想变为现实。
“伏羲”团队取得阶段性成果。
同时，南方电网公司从制度层面不断为团队营造更好的创新氛围和发展环境。经过多年积累，在中国经济转入高质量发展新阶段的背景下，南方电网连续两年发布《2019年、2020年数字化转型和数字电网建设行动计划》，明确了公司数字化转型的目标和方向。2019年，南方电网公司进一步落实党中央重大决策部署，把握第四次工业革命历史机遇，成立南方电网数字电网研究院有限公司，深入推进智能电网和数字南方网建设。2019年10月，南方网络数字研究院芯片与人工智能应用研究所成立。
2020年恰逢国企三年改革全面启动。团队成员明显感觉到系统的灵活性和务实性带来了生机和活力。“比如‘三能’，干部能上能下，员工能进能出，收入能增能减。在这个过程中，吸引了很多人才，也激发了大家的创业热情。”
2021年上半年，为进一步激发团队活力，促进科技创新与成果转化齐头并进，芯片与人工智能应用研究所改组为技术研发中心，下设芯片与智能终端、智能传感器、人工智能与智能软件、绿色能源研发四个团队。
为了彻底落实二氧化碳排放峰值和碳中和的目标，“伏羲”芯片团队表示，将在新能源领域发挥积极作用，解决新能源发展的准入问题，帮助建设新的电力系统。目前，“福喜”芯片除了在电力行业得到认可和应用外，还逐渐普及到不同行业，获得越来越多的合作机会。“我们看到道路越来越光明，我们相信在未来，它会像DC装备一样，走出国门，走向世界”。
【本文发表于《中华儿女》杂志2022年第5期】
