从一粒种子到一颗芯片 长沙科技创新处在全国领先地位

　　长沙晚报全媒体记者 徐运源 通讯员 李承夏 何亮

　　一粒小种子可以改变一个世界，一项技术能够创造一个奇迹。

　　种子就是农业的“芯片”。从一粒种子到一颗芯片，长沙科技创新处在全国领先地位。

　　半个多世纪以来，由“杂交水稻之父”、中国工程院院士袁隆平领衔的科研团队，通过全国协作攻关，创造了一个个辉煌纪录：1973年，籼型三系法杂交水稻配套成功，产量比常规稻提高了20%；1995年，两系法杂交水稻研究成功，比同期的三系杂交稻每公顷增产1500斤至3000斤；1996年启动超级杂交稻高产攻关，已完成亩产2200斤的目标，目前正向亩产2400斤冲刺。

　　几乎与杂交水稻研究同时起步，长沙芯片发展伊始就被纳入国家战略布局。第一颗应用于航天事业的芯片从接到任务到交货，长沙韶光电工厂团队只用了一个月时间。40多年过去了，该芯片仍在发挥重要作用。

　　当下，长沙正在打造具有核心竞争力的科技创新高地，未来3年，将以“三智一芯”为主攻方向，“揭榜挂帅”实施30项重大科技攻关项目，率先攻克分布式智能液压阀控系统、智能网联汽车线控集成制动系统、手术机器人及其操作系统等一批关键核心技术。

　　一株野生稻：打开杂交稻“三系”配套突破口

　　“上世纪六十年代，成千上万的人受到饥饿威胁，国家对粮食生产特别重视，政治和经济需要把解决‘吃饭问题’作为头等大事。1966年袁隆平老师在《科学通报》上发表《水稻的雄性不孕性》论文，因关系主要农作物水稻的增产问题，受到中央有关部门高度关注，袁老师因此获得比较宽松的科研环境。”近日，今年84岁的湖南杂交水稻研究中心原研究员罗孝和接受记者采访时记忆犹新，当时湖南号召向袁隆平学习，发动群众找水稻不育系。

　　在《杂交水稻育种的战略设想》中，袁隆平将杂交水稻育种分为“三系法为主的品种间杂种优势利用、两系法为主的籼粳亚种优势利用，再到一系法为主的远缘杂种优势利用”三个发展阶段。1970年，袁隆平的学生李必湖在海南杂草和野生稻丛中找到一株花粉败育野生稻（即雄性不育稻），让栽培稻与它授粉杂交获得了三粒金灿灿的种子。这三粒种子，为“三系”配套打开了突破口。

　　50多年来，杂交水稻技术持续创新，从三系法、两系法到超级杂交稻，屡创高产纪录。比袁隆平小7岁的罗孝和参与了杂交水稻研究的全过程，被袁隆平称为“杂交水稻事业的功臣、三系法的主将、两系法的元勋”。

　　“我非常赞同袁老师对杂交水稻追求的理念。他认为杂种优势现象是生物界普遍存在的现象，借鉴杂交玉米和杂交高粱的杂种优势利用的经典方法，即用三系法(不育系、保持系、恢复系) 来实现水稻杂种优势利用。”罗孝和说。

　　“杂交水稻的研究充满艰辛。”罗孝和回忆道，经过多年艰苦探索，1972年才育成第一批水稻雄性不育系及其保持系，第二年才测配出第一批恢复系，从而实现三系配套。然而，最初试种的杂交水稻，杂种优势都表现在稻草上，出现了“谷少草多”的现象，遭到了质疑和嘲笑。

　　“袁老师有很多值得我们学习的地方，其中一个就是乐观。他在失败中总结经验，带领大家于1974年选育出了以南优2号为代表的强优势组合。湖南水稻所种植，首次取得了亩产1010.84斤的高产。其他各地种植均相继取得了高产记录。”罗孝和说，在南优2号的推广中，南方各省均派人来长沙参观学习，之后湖南省农科院打报告，向省政府要了100万斤粮和100万元供全省推广杂交水稻之用。很多省都效仿，1976年出现了千军万马下海南制种的壮观局面。从此，杂交水稻迅速从湖南向南方各省推广。

　　一粒种子：把饭碗牢牢端在自己手上

　　1981年，全国籼型杂交水稻科研协作组袁隆平等人获得了新中国成立以来颁发的第一个特等发明奖。但成功并没有让科学家们止步。

　　“上世纪八十年代，杂交水稻的发展进入徘徊阶段，袁老师提出了两系法亚种间杂交稻的构想。1986年，‘两系法亚种间杂种优势利用’研究项目正式列入国家‘863’攻关项目，科研经费大幅度增加。”罗孝和说，在袁隆平两系法杂交稻的构想基础上，他把广亲和基因与光温敏不育基因集聚到一起，育成了世界上第一个实用的籼型低温敏不育系培矮64S，为两系法杂交稻应用起到关键作用，也为两系亚种间杂交优势利用铺平了道路。

　　“1992年，两系杂交稻先锋组合在湖南省中稻区试中亩产达1263.6斤，创区试中单产最高纪录，肯定了袁老师‘水涨船高’（即高产更高产）的理论是正确的。”罗孝和说，1994年，该组合第一个通过湖南省品种委员会审定，定名为“培两优特青”，是全国通过省级审定的首个两系法杂交稻。

　　时光飞逝，老一辈科学家纷纷晋级“70后”“80后”甚至“90后”，不变的是对杂交水稻研究的执着。“我现在还跟着袁老师在搞超级稻研究。”头发花白的罗孝和告诉记者。

　　去年11月，由袁隆平团队研发的杂交水稻双季亩产突破3000斤大关。其中，晚稻品种为第三代杂交水稻。袁隆平说：“3000斤意味着离‘禾下乘凉梦’更近了一步。”

　　“我们都知道袁老师有两个梦，一个是禾下乘凉梦，一个是杂交水稻覆盖全球梦。我们都在为这两个梦努力奋斗。”作为袁隆平创新团队的一员，80后的湖南杂交水稻研究中心副主任李莉自2006年硕士毕业后就跟随袁隆平从事杂交水稻研究。她说：“第三代杂交水稻技术体系已经很完善，后续会选育一批优质、多抗、广适的优势组合，推动它的产业化进程，让它真正造福全人类。”

　　如今，袁隆平院士科研团队成员分布在杂交水稻的育种、制种、栽培和管理等多个环节，“把中国人的饭碗牢牢端在自己手上”已成为团队共识。

　　湖南隆平种业有限公司总农艺师刘爱民1986年跟随袁隆平从事杂交水稻研究，主攻机械化制种关键技术，将全面提升我国杂交水稻种业的国际竞争能力。在他看来，从亩产500斤到1000斤，再到亩产1300斤至1400斤，水稻产量的数据变化，普通种植户早就真实可感，随之带来的富足生活也已随处可见。

　　一颗芯片：把关键核心技术牢牢掌握在自己手中

　　种子是现代农业的“芯片”，芯片是现代工业的核心和灵魂。与人们的吃饭离不开种子一样，在现代社会，绝大多数人的生活离不开芯片。

　　“现在没有哪一个产业能离开信息技术，而信息技术最核心的就是芯片和操作系统。中国要实现产业的自主可控，就必须实现芯片和操作系统的自主可控。”长沙集成电路设计与应用产业技术创新战略联盟副理事长兼秘书长周迪平说。

　　从历史发展进程看，长沙的芯片产业起步时间几乎与杂交水稻研发同步。周迪平介绍，1960年前后，国家在长沙布局建设了曙光电子管厂和韶光电工厂，为湖南电子信息产业的发展奠定了基础。而长沙第一颗芯片就诞生在韶光电工厂。

　　“当时我是生产线负责人，并直接参与了第一批样品的芯片生产。当时企业生产条件极其简陋，光刻机等关键生产设备都是工厂自制，能在短时间内生产出符合需要的高可靠产品，是靠工人和技术人员精益求精拼出来的。”原湖南电子信息产业集团总经理水佑明曾在韶光工作30多年，回忆起长沙第一颗高可靠芯片的诞生过程，往事历历在目。1978年，国家重点工程急需高可靠集成电路，韶光电工厂接受这一任务后举全厂之力，迅速建立起生产线，不到一个月就提供了符合工程要求的样品，随后为工程提供了一批高可靠芯片。

　　周迪平告诉记者，长沙芯片产业的发展，从一开始就被纳入了国家战略布局，打下了发展基础。随后几十年的沉淀耕耘，积蓄了比较优势。直到今天，在国家和省市的重视和支持下，长沙的芯片产业迎来了全面发展。

　　2020年3月21日，长沙召开全市软件业发展专题研究会，明确软件产业新“路径”，长沙迈向“软件定义硬件、软件定义制造”时代。

　　4月1日，长沙发布“火炬计划”和“头羊计划”，以湖南湘江新区为重点，打造“智能汽车与智慧交通融合发展长沙模式”。智能网联汽车“起步北上广、落地看长沙”渐成共识。

　　7月2日，长沙创新性地提出以“三智一芯”产业为主攻方向，瞄准“智能装备、智能汽车、智能终端和功率芯片”，抓牢制造业标志性重点项目建设“牛鼻子”，打好产业基础高级化、产业链现代化攻坚战，从而高质量做好强链补链延链工作、推进关键核心技术攻关、加快应用场景建设、推动新型基础设施建设。

　　7月22日，长沙惠科项目主厂房提前20天封顶，投建全国首条8.6代大尺寸OLED面板生产线，打破大尺寸OLED面板海外垄断的局面，实现国产替代。

　　如今，长沙制造业迈向高质量发展，正以“三智一芯”为轮，坚定前行。

　　“揭榜挂帅”：实施30项重大科技攻关项目

　　“长沙正在贯彻落实‘三高四新’战略，其中，先进制造业高地的核心是芯片和工业软件，科技创新高地也把芯片作为重要目标。”周迪平说。

　　湖南启泰传感科技有限公司建成我国唯一一条金属基压敏芯片量产线，彻底改变了我国长期以来对高端压敏芯片的进口依赖；国科微推出国内首个拥有自主知识产权的高端固态存储控制芯片，打破国外厂商垄断……近年来，长沙瞄准“三智一芯”，推进关键核心技术攻关、加快应用场景建设，一个个重大收获接踵而至。

　　在各类芯片的加持下，市民出行可乘坐定制智慧公交，方便快捷；吃饭购物游玩，一部智能手机全部搞掂；各类智慧厂房里，机器人协作忙碌，有条不紊。

　　值得期待的是，在获批国家新一代人工智能创新发展试验区、入选智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展试点城市等好消息叠加的背景下，未来，穿梭在长沙街头的智能网联汽车，将变成一个个移动的智能终端，你只需下达指令，车辆就直达目的地，你可以在车里娱乐工作学习。

　　“现在科技发展太快，换做以前想都不敢想。”58岁的市民邓华斌感叹道。

　　当前，长沙正在打造具有核心竞争力的科技创新高地，三年内将“揭榜挂帅”实施30项重大科技攻关项目。今年将聚焦工程机械、新材料、智能网联汽车、新一代人工智能、种源等领域，“揭榜挂帅”实施10项科技重大攻关项目。

　　汇思光电和湖南大学承担的“硅基量子点激光器”项目正在全力推进；东映碳材、湖南大学实施的高性能碳纤维项目已建成年产20吨的高性能碳纤维生产线，将解决高性能中间相沥青基碳纤维材料“卡脖子”问题……

　　集中优势科研资源和力量，探索关键核心技术攻关的“长沙路径”，这一切，星城见证！

　　长沙科技创新大事记

　　1973年 我国籼型杂交水稻“三系”配套成功，使我国成为世界上第一个把水稻杂种优势应用于生产的国家。

　　1981年 全国第一个人类冷冻精子库建立。这是中国生殖技术史上的一座里程碑，为试管婴儿技术的攻关拉开了帷幕。

　　1989年 湖南建立起中国第一个人类胚胎冷冻库，为着床前胚胎遗传学研究奠定了基础。

　　1995年 两系法杂交水稻获得成功，普遍比同期的三系杂交稻每公顷增产1500斤至3000斤。我国在杂交水稻研究领域的世界领先地位得到进一步巩固。

　　2003年 我国第一片具有完全自主知识产权的数字图像与视频压缩编码解码芯片(CDC1028)由湖南中芯数字技术有限公司研制成功，标志着西方发达国家垄断数字图像和视频压缩编码解码技术和核心芯片的时代结束。

　　2009年 国防科技大学成功研制出峰值性能为每秒1206万亿次的“天河一号”超级计算机，使中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。

　　2019年 何继善院士创立的大深度高精度广域电磁勘探技术与装备，获得国家技术发明奖一等奖。这是我国以自主创新理论为基础研发的电磁探测成套装备，诞生了人工源频率域电磁法地下8公里的探测世界纪录。

　　2020年 湖南宣布杂交水稻双季亩产突破3000斤，刷新世界纪录。

　　创新需要沉下心（感悟初心）

　　徐运源

　　“知识、汗水、灵感、机遇”，这是袁隆平院士总结的成功秘诀。跟随袁院士从事杂交水稻研究半个多世纪的罗孝和十分赞同，“搞科研要循序渐进，一步一步来”。跟随袁院士10多年的李莉则告诉记者，“八字箴言”已成为科研团队尤其是年轻一辈的指导方针。

　　类似的关键词，在原湖南电子信息集团总经理水佑明和长沙集成电路设计与应用产业技术创新战略联盟副理事长兼秘书长周迪平身上都能读到。“‘要搞就搞最好’的创新精神，使工厂创造了一个又一个辉煌”“做芯片最需要‘沉下心来坐冷板凳，几十年坚持做一件事情’的精神”，当他们说这些话时眼里放光，我印象深刻。

　　种子就是农业的“芯片”。从一粒种子到一颗芯片，长沙科技创新处于全国领先地位。短短几十年，长沙无论经济总量、城市面貌，还是民生事业，都发生质的变化。这一切，离不开数以万计科研工作者的坚持和探索。也正是依托科技创新这个第一动力，星城一年一台阶，多领域成就跻身全国前列。

　　当下，国家对科技创新空前重视，长沙正深入贯彻实施“三高四新”战略，有一流的创新环境、良好的产业基础、各类政策的加持，科技创新正迎来最好的时代。

　　创新长沙，期待科研工作者“以梦为马 ,不负韶华”。

　　亲历者说

　　知难而进 不断创新

　　湖南杂交水稻研究中心原研究员 罗孝和

　　我跟随袁隆平老师从事杂交水稻研究50多年，非常荣幸地获得了两个国家特等奖、一个国家一等奖和一个美国专利。其中，1981年，国务院颁发的“籼型杂交水稻”特等发明奖，袁老师按贡献大小把我排在湖南省的第四名。2012年培矮64S改良系——P64-2S获美国专利，在国际开发中取得了良好的经济效益。

　　与袁老师初次相遇我印象深刻。上世纪六十年代，袁老师以安江农校青年教师的身份，来湖南农学院农学系遗传育种教研室向几位知名教授请教，我当时作为教研室的助教参与讨论。袁老师当时的研究课题是“水稻的雄性不孕性”，老教授们认为袁老师是异想天开，很难实现。但这个富有挑战性的课题引起我的极大兴趣，与我在北京农业大学所学专业吻合，我当时年轻好胜，“明知山有虎，偏向虎山行”，决心知难而进，跟随袁老师从事杂交水稻研究。

　　在跟随袁老师从事杂交水稻研究的过程中，他大胆假设，我小心求证。正是在他的理论指引下，我育成了世界上第一个实用的籼型低温敏不育系培矮64Ｓ，成为全国应用最广、应用面积最大的两用核不育系。

　　然而，“培矮64S”的研究充满坎坷。1989年盛夏出现异常低温，当时全国许多著名的核不育系出现了育性不稳定。非常幸运，“培矮64S”有少数株系经受住了考验，经检测，其不育起点温度为23.3℃。这是在两系法杂交稻研究中受到严重挫折的情况下出现的一线曙光，使两系法杂交稻研究能得以继续前行。

　　但新的问题接踵而至，降低不育系的不育起点温度后，繁殖怎么办？加上当时全国各地引去的“培矮64S”返回信息是很难再繁殖后代，称为“不生崽的女孩”。面对这种情况，我坐卧不安，昼思夜想，后来通过用盆栽加冰水控制温度的方法来解决。我至今记得一个细节，当时用的还是袁老师家冰箱里的冰块，不料冰块溶化后难以维持恒定的低温。我进而用深井自来水来维持20℃左右的低温。后来，发明了两用核不育系的冷水灌溉繁种技术专利。

　　我很幸运，赶上了好时代，能用自己的科研成果造福人类。我小时候经常吃了上顿没下顿，主要靠地瓜充饥。相比现在，一个是天上，一个是地下。

　　袁老师今年91岁，我84岁。在跟随袁老师在杂交水稻事业上奋斗的这些年里，我深深体会到我国杂交水稻技术成功的主要原因有两个：第一是各级政府支持下的研究大协作；第二是得益于袁老师作为技术带头人，他的技术战略思维以及团结协作的工作作风。

　　希望年轻一代继续发扬创新精神，真抓实干，把我国领先的杂交水稻技术进一步发扬光大。

　　文字整理/长沙晚报全媒体记者 徐运源

　　图片拍摄/长沙晚报全媒体记者 邓迪