12月11日，吕辰、宋颜、谢凯三人回到红星轧钢厂时，已是下午三点。
三人来到红星工业研究所，放下行李后，直接就来到了刘星海教授的办公室。
刘教授站在窗前，背对着门，手里拿着一份文件，窗台上的烟灰缸里堆满了烟蒂。
王卫国坐在靠墙的椅子上，正埋头整理一沓厚厚的资料。
“辛苦了。”刘教授见三人到来，与三人一一握手，“坐。卫国，倒茶。”
王卫国起身倒了四杯热茶，热气袅袅升起。
“先说说此行调研的情况。”刘教授在办公桌后坐下，点燃一支烟。
宋颜教授从公文包里取出在西安、武汉、上海的调研报告、技术资料，以及于各单位的联合攻关方案，将文件推到刘教授面前。
刘教授翻开文件，快速浏览。
他的阅读速度极快，几乎是扫视，但关键处会停下来，用红笔标注。
他看了关于耐腐蚀陶瓷材料的实验数据、与上海试剂总厂、中科院有机所关于耐腐蚀材料的合作意向、以及汤渺教授建议成立“高性能化工陶瓷装备联合攻关组”的方案时，刘教授的手指在桌面上轻轻敲击起来。
“化工陶瓷”他喃喃道：“高端化工装备是工业体系的骨骼，我们如果能解决氢氟酸腐蚀这样的极端难题，就意味着中国能在高温、强腐蚀、超洁净这些关键工况下，拥有完全自主的高端制造能力。这对化工、制药、核工业、甚至未来的航天推进剂处理，都有不可估量的价值。”
刘教授深深吸了一口烟，烟雾在窗前的光柱中缓缓升腾：“但是，所里经费有限，此时还得厂里拿大头。”
“汤渺教授建议成立联合攻关组。”宋颜教授点点头补充道，“上海试剂总厂、中科院有机所已经明确表示参与。如果再加上合肥通用机械研究院，这个链条就完整了。”
刘教授沉默片刻，目光在三人脸上扫过，最后落在《关于成立高性能化工陶瓷装备联合攻关组的紧急建议》上。
“好。”他最终说道，在建议稿上签下“同意，立即推进”几个字，并署上自己的名字。
“这件事，等汤教授从上海回来，由他具体负责推进。宋教授，你协助协调。”刘教授将签好字的文件递给王卫国，“卫国，复印三份，一份存档，一份给汤教授，一份给李怀德厂长。”
他顿了顿，补充道：“告诉李厂长，这是咱们红星所孵化的重大产业方向，应当全力支持。所需经费和生产线建设，由红星轧钢厂出资和组织生产。后续我们以轧钢厂的名义，向部里申请专项支持。”
随后，又听取了关于和西军电联合攻关石英晶体技术、电子耳朵应用、西安电机厂的磁悬浮平面电机技术研究、上海感光胶片厂的联合课题，他都一一细问，吕辰三人也介绍了相关过程，最后刘教授都一一郑重的签下名字，着王卫国送给方教授、李怀德、赵老师等人。
处理完调研的汇报，刘教授掐灭烟头，看了看墙上的挂钟。
“现在是五点钟。”他说，“你们收拾一下，六点钟，我们出发去中科院计算所。”
吕辰三人一愣：“这么急？”
“理论组那边等不及了。”刘教授站起身，从衣架上取下大衣，“夏先生、高先生，还有数学所、物理所的几位老先生，非要今天开这个会，‘星河计划’不能只盯着工艺和电路，必须从原理层把问题想清楚。”
他穿上大衣，围上围巾：“特别是关于第一代芯片的指令集架构、物理极限、设计方法学，这些根本性问题，不能再等了。”
王卫国已经收拾好资料，将四个装得鼓鼓囊囊的公文包分给大家。
“车已经在楼下了。”他说。
中科院计算所位于中关村，是一栋灰白色的四层楼房，建于1956年，外观朴素，与周围的其他研究所建筑没什么两样。
但走进大门，氛围就截然不同了。
一楼大厅的墙上挂着巨幅的标语：“计算技术为社会主义建设服务！”
旁边是几张展示图，画着104计算机的框图、磁芯存储器的原理示意图、以及穿孔纸带输入输出的工作场景。
虽是傍晚，楼里却依然繁忙，技术人员抱着图纸、提着工具箱匆匆走过，走廊里传来隐约的机器轰鸣声，那是机房里的计算机在运行。
机油、臭氧、热继电器散发出的微焦气味，还有旧书籍和粉笔灰混合的气息，弥漫在走廊里。
“这边。”刘星海教授带着三人径直上到三楼。
走廊尽头的双扇木门上挂着“学术会议室”的牌子，门虚掩着，里面传来激烈的讨论声。
推门进去，眼前的景象让吕辰心头一震。
会议室很大，能容纳五六十人。
此时坐了约三十人，有老有少，但无一例外，都是专注而锐利的眼神，最令他震撼的是，许多后世如雷贯耳的名字都在这里一一对应。
除了这些人，最引人注目的是墙上的黑板，整整三面墙都被漆成了黑板。
此刻，黑板上写满了公式、图表、示意图。
左边黑板上是偏微分方程、矩阵运算式、傅里叶变换公式，笔迹工整，像是数学家的手笔。
中间黑板上画着能带示意图、osfet结构剖面、载流子输运方程，旁边标注着物理常数和材料参数。
三块黑板，像是数学、物理、工程三个世界的对话窗口。
会议室里的桌椅被挪成了u形，与会者围坐。
长条会议桌上摊满了图纸、稿纸、计算尺、以及各种颜色的粉笔。
空气中有粉笔灰的味道，有旧书页的霉味，还有几位老先生烟斗里飘出的淡淡烟丝香气。
刘星海教授一进门，讨论声暂时停歇。
“刘教授来了！”一位戴着黑框眼镜、头发花白的老先生站起身。
他是104机的主要设计者之一。
“夏先生，各位，抱歉来晚了。”刘星海与夏先生握手，又向在场的其他人点头致意。
“不晚不晚，正是时候。”夏先生笑道，目光落在吕辰三人身上，“这三位就是刚从全国调研回来的年轻同志吧？来，坐前排。我们今天这个会，需要你们带来一线的实际情况。”
吕辰、宋颜、谢凯被安排坐在u形桌的右侧，王卫国坐在他们身后做记录。
刘星海教授坐在夏先生旁边的主位。
“人齐了，咱们开始。”夏先生清了清嗓子，敲了敲桌子，“今天是‘星河计划’理论组第一次全体会议。我先介绍一下在场的同志——”
他依次指向在座的人：
“吴文俊先生的助手，数学所的陈教授，专攻机器证明与拓扑学。”
一位瘦削的年轻学者站起身，腼腆地点头。
他戴着一副厚厚的眼镜，眼神有些飘忽，像是还沉浸在某个数学问题里。
“黄昆先生团队的张老师，半导体物理专家。”
一位四十岁左右的研究员站起来，身材不高，但眼神锐利，他面前的稿纸上画满了能带图和波函数。
“咱们计算所的高先生，体系结构专家。”
高先生大约五十岁，方脸，浓眉，穿着灰色的中山装，袖口沾着粉笔灰。
他面前摊开一本厚厚的笔记本，上面密密麻麻记满了字。
“北大数学系的程先生，函数逼近论专家；清华数学系的徐先生，应用数学和运筹学专家；北大物理系的甘先生，固体物理；清华物理系的何先生，统计物理”
每一位被点到名的学者都微微颔首。
他们中有年过花甲的老先生，也有三十出头的年轻研究员，但无一例外，眼神中都闪烁着那种只有沉浸在基础研究中的人才有的专注光芒。
“今天会议的主题是——”夏先生转身，在黑板上写下几个大字：集成电路的数学原理、物理基础与体系结构方向。
“‘星河计划’不能只埋头做工艺、画版图。”夏先生转过身，面对众人，“我们必须从根子上想清楚：我们究竟要造什么样的芯片？它要解决什么数学问题？会撞上什么物理限制？该用什么体系结构？以及——如何用数学方法来设计它？”
他顿了顿，目光扫过全场：“今天有五个核心议题。每个议题，我们都必须达成共识，形成可指导工程实践的技术路线。”
“现在，第一个议题——”夏先生看向北大数学系的程教授，“程先生，请您开场。”
程教授站起身，他六十多岁，头发全白，但腰板挺直，声音洪亮。
“同志们，造计算机，最终是为了求解数学问题。”他走到左边的黑板前，拿起粉笔，“在工业与国防中，最常见的是哪类问题？是微分方程、线性方程组，还是逻辑判断？”
他在黑板上写下三类问题：
微分方程（流体力学、弹道计算、反应堆中子输运）
线性方程组（结构力学、电网潮流、经济计划）
逻辑判断（自动控制、解码译码、协议处理）
“我从‘两弹一星’工程中，申请到了一份脱密后的典型算题统计。”程教授从公文包里取出一份文件，递给旁边的助手，在墙上投影出一个计算图表。
图表显示，在过去三年的大型科学计算任务中，线性方程组求解占比42，常微分方程数值积分占比28，偏微分方程离散求解占比18，其他如傅里叶变换、矩阵特征值、最优化等占比12。
“但工业过程控制呢？”高先生插话，“实时控制需要确定性的响应时间。一个化工厂的反应釜温度控制，要求毫秒级响应，不能等一个复杂的矩阵分解算完。”
“这正是矛盾所在。”程教授点头，“为科学计算设计的计算机，追求高精度和通用性，但响应时间不确定；为实时控制设计的计算机，要求在最坏情况下都能保证响应时间上限，但计算能力往往有限。”
会议室里响起了低声讨论。
数学家们倾向于支持科学计算优先，因为那是国家战略需求的核心；而来自工业一线的代表则强调实时控制的重要性。
吕辰举手发言：“程教授，高先生，我有个不成熟的想法。”
他站起来，走到黑板前：“我们能不能设计一种可配置的架构？在芯片内部，划分出不同的计算单元，有些单元专门做高精度浮点运算，优化科学计算；有些单元做定点的快速逻辑运算，优化实时控制。”
他在黑板上画了一个粗略的框图：“这些单元可以独立工作，也可以协同。当需要科学计算时，调动浮点单元；当需要实时控制时，调度逻辑单元。操作系统，或者说调度程序，根据任务类型动态分配资源。”
这个想法让在场的几位体系结构专家眼睛一亮。
高先生立刻追问：“硬件上怎么实现？代价会不会太大？”
“可以用‘指令集扩展’的思路。”吕辰解释道，“基础指令集是精简的、确定的，保证实时性。然后通过扩展指令，增加浮点运算、向量运算等复杂功能。需要科学计算时，调用扩展指令；不需要时，这些硬件单元可以处于低功耗状态。”
“数学上，这相当于一个资源调度优化问题。”清华的徐教授开口了，“我们可以建立一个多目标优化模型：在芯片面积、功耗、制造成本的约束下，最大化科学计算性能和实时控制性能的加权和。权重要根据实际应用场景来定。”
讨论持续了四十分钟。
最终达成共识，即第一代“星河”芯片应优先支持科学计算，但硬件设计必须为实时控制留出可扩展的接口和确定的响应时间上界。
数学组承诺在三个月内提交《“星河”指令集数学需求白皮书》，明确各类算法的计算特征和性能要求。
接下来讨论第二个议题，晶体管缩小会遇见什么墙？
黄昆团队的张研究员走到中间的黑板前，他说话语速很快，带着南方口音。
“同志们，晶体管尺寸缩小，可以提高开关速度、降低功耗。但——”他顿了顿，用粉笔在黑板上画出一个osfet的剖面图，“缩小到一定程度，会撞上根本性的物理限制。”
他画出能带示意图，标注出费米能级、导带、价带。
“在硅平面工艺中，栅极对沟道的控制能力，取决于氧化层厚度和介电常数。”张立纲用粉笔指着栅氧化层的位置，“当沟道长度缩短到与耗尽层宽度相当时，会出现短沟道效应，栅极失去控制，电流关不断。”
他在黑板上写出一个公式。。再往下，就需要全新结构。”？”
“理论极限。”。再往下，漏电流会急剧增大，功耗失控。”
“绝缘层呢？”宋颜教授问，“除了二氧化硅，有没有更高介电常数的材料？”
“有。”。
“但这些材料与硅的界面态问题需要研究。”他补充道，“二氧化硅之所以成功，很大程度上是因为它在高温下能与硅形成近乎完美的si-sio2界面，界面态密度极低。换用其他材料，界面物理完全不同。”
“也就是说，我们未来必须在两个方向同时突破。”吕辰总结道，“一是器件结构，比如让栅极从三面包围沟道，增强控制能力；二是材料，寻找更高介电常数的栅介质，以及更高迁移率的沟道材料。”
“正是！”张立纲赞赏地点头，“这就是‘多栅晶体管’和‘高k介质/金属栅’的方向。你们现在就应该开始材料研究。”
“这就像一个带约束的优化问题。”数学所的陈教授忽然开口，声音很轻，但异常清晰，“在泊松方程、载流子输运方程等物理约束下，寻找器件几何参数和材料参数的最优解，使得开关速度最快、功耗最低、可靠性最高。我们可以建立一个多目标优化模型”
物理学家和数学家开始用公式对话。
张老师写出泊松方程和电流连续性方程，陈教授在旁边标注出哪些是约束条件，哪些是优化变量。
讨论的结果是，成立“器件物理与新型材料联合研究组”，由黄昆团队、材料所、以及红星所的材料中心共同组成。。
讨论完第二个议题，已经是晚上九点过，计算所的工作人员前来继茶。
夏先生宣布原地休息，大家相互递烟，聊起近来的一些课题之类。