二十年，三條路：國產(chǎn)CPU的“飽和式救援”

2018年以來，伴隨著全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈的不確定性增強，緊張局勢加劇，CPU國產(chǎn)化成為了牽動中國社會的議題。

經(jīng)過艱辛探索，國產(chǎn)CPU逐漸形成了三種不同思路，側(cè)重點各異的發(fā)展模式。有趣的是，高鐵、北斗、5G，是這個時代中國科技最廣為人知的創(chuàng)新突破。而國產(chǎn)CPU的三種模式，似乎也與這三者背后的發(fā)展思路一一對應。

持續(xù)突圍的國產(chǎn)CPU，2023年依舊走在“飽和式救援”的路上，走在科技自立自強的晨曦里。

二十年，做自己的破壁人

最近，《三體》的動畫和劇集正在火熱上映，我們又迎來了熟悉的那句“做自己的破壁人”。中國CPU的發(fā)展歷程其實也是如此，在不同階段，面對不同問題，國產(chǎn)CPU一次次地選擇做當時困境的破壁人。

2014年，《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》發(fā)布，同年工信部方面宣布國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金正式設立。這一階段，國家大力推動半導體創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)，大批具有國際視野、先進技術(shù)的企業(yè)得到了發(fā)展機遇。

2020年8月4日，國務院印發(fā)了《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》?！度舾烧摺窂娬{(diào)，集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的核心，是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵力量?！度舾烧摺分忻鞔_提出，中國芯片自給率要在2025年達到70%左右，而這一數(shù)字在2019年只有30%。

就此，巨大的歷史機遇和社會責任，擺在了中國芯片，尤其是國產(chǎn)CPU面前。時代大潮下，究竟如何發(fā)展國產(chǎn)CPU，有過無數(shù)爭論。逐漸形成了三條常態(tài)化、被驗證可持續(xù)的發(fā)展道路。

高鐵模式：先引進，再創(chuàng)新

到2035年，中國高鐵運營里程預計將要達到7萬公里，堪稱不折不扣的“中國奇跡”。高鐵的發(fā)展模式，首先引進先進的鐵路與機車技術(shù)，再結(jié)合中國自身需求與產(chǎn)業(yè)實踐進行創(chuàng)新。高鐵雖非中國首創(chuàng)，卻在中國得到了良好發(fā)展與廣泛應用，攻克了眾多環(huán)境與運營難關(guān)，繼而再將成果反向輸送到世界。

國產(chǎn)CPU發(fā)展的第一條路，就是類似高鐵模式的“先引進，再創(chuàng)新”，通過獲得先進的IP內(nèi)核授權(quán)，指令集架構(gòu)授權(quán)，進行自主的芯片設計、研發(fā)與制造。這種模式，主要以海光、華為、飛騰、兆芯等企業(yè)為代表，其中X86架構(gòu)有兆芯、海光等企業(yè)，ARM架構(gòu)則有華為、飛騰等。

這一模式的優(yōu)點顯而易見，相關(guān)產(chǎn)品可以兼容X86/ARM的主流生態(tài)，具有更高的市場競爭力，更加容易規(guī)?；慨a(chǎn)，也更容易被業(yè)界所接受。對于相關(guān)客戶來說，使用類似產(chǎn)品既可以在相當程度上確保自主可控，同時遷移成本較低，對此前的IT投資兼容度更高。更為重要的是，用戶可以獲得廣泛的軟硬件生態(tài)支持，獲得較為開放的選擇權(quán)。在科研、金融、軟件開發(fā)等產(chǎn)業(yè)中，兼容國際主流生態(tài)依舊是現(xiàn)階段不可規(guī)避的價值需求。

對于硬件企業(yè)來說，這種“引進—吸收—再創(chuàng)新”的方式可以確保高起點、低成本與較快形成規(guī)模化市場。華為、飛騰基于ARM V8架構(gòu)，兆芯、海光基于X86架構(gòu)為基礎開發(fā)的CPU產(chǎn)品，推出后均獲得了良好市場。高速增長的市場背后，可以看出信創(chuàng)市場對“高鐵模式”的認可與支持，其中華為、飛騰基于ARM開放架構(gòu)，生態(tài)伙伴眾多。

大眾對“高鐵模式”的擔憂，是怕企業(yè)止步于“引進”，忽視了消化吸收和再創(chuàng)新的必要性，如果停留在“引進”，一旦國外指令集更新，很容易造成優(yōu)勢難以為繼，在知識產(chǎn)權(quán)方面處于被動。逐步在發(fā)展中形成自己的技術(shù)創(chuàng)新能力與產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路，才是CPU國產(chǎn)化的正道。

北斗模式：牙縫里擠出的自主可控

2020年6月23日，隨著西昌衛(wèi)星發(fā)射中心將一枚“長三乙”運載火箭發(fā)射升空，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的第55顆衛(wèi)星成功進入軌道，這標志著北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星就位，北斗三號部署比原計劃提前半年順利完成。

北斗的發(fā)展模式，是以中國技術(shù)、中國工程為底色。國產(chǎn)CPU中，這一模式目前以申威、龍芯等企業(yè)為代表，基于申威芯片的“太湖之光”，屢次在國際大賽上拔得頭籌。龍芯，也在政、軍市場上獲得了不錯的業(yè)績。

“北斗模式”的優(yōu)點顯而易見的，完全獨立自主的技術(shù)體系，以及打造獨立的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，適合對自主程度有著高要求、對信息安全更為敏感的行業(yè)與領(lǐng)域。比如在軍工、航天等領(lǐng)域，“北斗模式”的自主CPU可以帶來不可替代的價值。

但這一發(fā)展模式的問題也相對明顯。一方面供應鏈上需要從基礎技術(shù)到最終商業(yè)化都自己來實現(xiàn)，從而產(chǎn)生巨大的發(fā)展成本。另一方面，由于生態(tài)比較小眾、封閉，因此最終帶給用戶的軟硬件選擇空間也很狹窄，很難獲得市場化程度較高。

倪光南院士就曾經(jīng)提出依托本國架構(gòu)“單打獨斗”模式發(fā)展出來的國產(chǎn)CPU，與主流CPU生態(tài)的巨大差距，不可能憑主觀愿望在短時期內(nèi)改變的觀點。

同時，究竟能否完全實現(xiàn)指令集自研，也是一個問題。2021年6月芯聯(lián)芯發(fā)布官方聲明書，稱對龍芯中科啟動法律仲裁程序。事件的起因在于龍芯對MIPS的IP授權(quán)合同未能履約，如果一旦相關(guān)爭議擴大，構(gòu)成法律層面的問題，對于最終用戶與上下游產(chǎn)業(yè)也構(gòu)成了新的風險。

無論如何，更加獨立、徹底的自主可控，確實在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占據(jù)了一席之地，在輿論士氣與特定行業(yè)扮演了重要角色。面向未來，這種模式雖然難以壯大，但依舊不可或缺。

5G模式：參與生態(tài)，尋覓機遇

根據(jù)工業(yè)和信息化部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年中國累計建成開通5G基站超過230萬個，5G網(wǎng)絡規(guī)模與終端用戶規(guī)模全球第一。移動通信網(wǎng)絡的壯大發(fā)展，讓全球看到了中國數(shù)字化技術(shù)的硬實力。

移動網(wǎng)絡的發(fā)展模式與高鐵、北斗不同，中國科技在這一過程中，更多是躬身入局，參與到全球移動網(wǎng)絡生態(tài)與標準的建設中。通過成為生態(tài)的一份子，貢獻自己的力量，逐步占據(jù)了更為重要的地位，乃至引領(lǐng)全球創(chuàng)新。

在CPU發(fā)展歷史上，出現(xiàn)了x86和ARM兩大生態(tài)體系。而在今天，CPU生態(tài)第三極正在浮出水面——這就是RISC-V。

今天，中國越來越多的企業(yè)開始選擇開放指令集RISC-V，參與RISC-V全球生態(tài)建設，通過融入國際生態(tài)、兼容國際標準來變道競爭。這種“5G模式”的優(yōu)點同樣明顯，它可以幫助企業(yè)越過自主開發(fā)指令集的難關(guān)，快速進入芯片產(chǎn)業(yè)，同時也與國際實現(xiàn)了接軌。另一方面，其開源架構(gòu)更加利于全球化發(fā)展，受到非技術(shù)因素影響較小。

在2022年，騰訊也宣布加入開源指令集標準RISC-V國際協(xié)會（RISC-V International）。此前，華為、阿里巴巴、紫光展銳、中興通訊、賽昉科技、中科院等企業(yè)和機構(gòu)都已加入這一組織，中國科技對RISC-V的貢獻和重要性正在與日俱增。

但這種CPU發(fā)展模式的弱點也依舊存在，那就是RISC-V目前還處在較為稚嫩的發(fā)展階段，距離CPU第三極的生態(tài)發(fā)展目標還有很長一段路要走。目前階段，中國有大約50款基于RISC-V的量產(chǎn)芯片，但大多集中在物聯(lián)網(wǎng)、無線、電源管理等相對低端化的場景，在CPU領(lǐng)域鮮少見到國產(chǎn)芯片嶄露頭角。

基于RISC-V打造CPU，最大問題在于量產(chǎn)化所需的軟件生態(tài)與高性能場景適配都還不成熟。在CPU所代表的高性能場景中，軟件需求非常龐大，CPU需要與RISC-V底層框架、操作系統(tǒng)、中間件、關(guān)鍵庫、應用軟件進行全棧適配，而這意味著繁多的技術(shù)挑戰(zhàn)與龐大的工作量，并不是一家公司所能完成。因此，基于RISC-V打造CPU，還需要芯片廠商、ISV與開源社區(qū)等角色的共同努力，甚至社會各界的共同推動。

結(jié)束語：不確定時代的“飽和救援”

關(guān)于中國芯片，我們總是有太多話要說。在網(wǎng)絡上，我們也總是能看到國產(chǎn)CPU發(fā)展模式孰高孰低，孰優(yōu)孰劣的爭論。事實上，這三種模式并不是誰更高明，誰會取代誰的關(guān)系。

而是側(cè)重點不同，呼應需求不同，必然會產(chǎn)生的模式多樣化與共存關(guān)系。不同模式之間各有所長，也需要彼此競爭，需要不斷調(diào)整和重新匹配關(guān)系。比如有的產(chǎn)業(yè)更偏重信息安全，供應鏈可控，絕大部分信創(chuàng)市場，依舊需要以性能和應用場景為主要導向。對于國產(chǎn)CPU整體而言，是否能夠破圈突破信創(chuàng)市場的局限，或者說讓大眾市場同樣成為信創(chuàng)市場，才是在2025年國產(chǎn)芯片占比70%這一大目標下，需要不斷努力的方向。

CPU國產(chǎn)化，需要百花齊放，需要齊頭并進，飽和式救援。

在全球經(jīng)濟局勢與芯片供應鏈的不確定時代，飽和救援將是我們的新常態(tài)，也是中國芯片崛起的必由之路。

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