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來(lái)源：遠川科技評論 智庫支持中泰證券計算機分析師楊亞宇 2002年8月10日凌晨6點(diǎn)，伴隨著(zhù)電腦上出現“l(fā)ogin：”字樣，中科院計算所里一陣歡呼，龍芯一號CPU終于工作了，我國計算機“缺芯”的局面迎來(lái)突破。 一年多前，中科院計算機所成立了龍芯課題，并湊出了100萬(wàn)元研發(fā)經(jīng)費，而32歲的胡偉武就此接下了這個(gè)天降大任。胡偉武可謂是為龍芯而生。高考后，他從浙北山區來(lái)到合肥的中科大，一個(gè)月20塊錢(qián)的生活經(jīng)費，拿出8塊錢(qián)來(lái)搞“研發(fā)”。而他的導師正是被譽(yù)為“中國計算機之母”的夏培肅。 龍芯寄托了太多人的希望。為了研發(fā)成功，大家日夜撲在實(shí)驗室，每天一起讀毛選來(lái)提升信心；而且，還給龍芯取了另一個(gè)名字：狗剩，承載著(zhù)中國農村“取個(gè)賤命好養活”的寓意。 終于，龍芯一號成功應用，而二號、三號也先后研制成功。2007年初，在中法雙方領(lǐng)導人的牽頭下，龍芯還與意法半導體在人民大會(huì )堂舉行了一場(chǎng)發(fā)布會(huì )，雙方合作開(kāi)拓國際市場(chǎng)。然而，一場(chǎng)最大的危機，也隨之而來(lái)。 2009年，題目為《龍芯無(wú)奈購美公司專(zhuān)利授權，“中國芯”光環(huán)褪盡》的文章發(fā)布，龍芯花錢(qián)買(mǎi)MIPS架構專(zhuān)利的行為被無(wú)限放大。一時(shí)間，舉國嘩然，以為是自己研發(fā)，沒(méi)想到居然是買(mǎi)的。 關(guān)鍵時(shí)刻，胡偉武不得不站出來(lái)，為踏破門(mén)檻的媒體老師們上了一堂無(wú)奈、心酸又帶著(zhù)紅色語(yǔ)言風(fēng)格的計算機原理課。胡偉武解釋到，買(mǎi)芯片架構不等于買(mǎi)芯片；有了架構，依然需要做大量自主研發(fā)工作。然而，在幾年前“磨皮漢芯”的負面陰影下，龍芯依然遭遇千夫所指。 而龍芯所遭遇的輿論困境，也正是國產(chǎn)CPU二十年沉浮的縮影。從自主之難、到引進(jìn)之憂(yōu)，再到另起爐灶，國產(chǎn)CPU在坎坷和爭議中，舉步維艱卻又砥礪前行。國產(chǎn)CPU的路，到底通往哪里？ 1、自主之難 第一個(gè)提出搞電腦芯片的人是倪光南。 1994年，面對國外電腦的大幅沖擊，高歌猛進(jìn)的聯(lián)想集團危如累卵。倪光南主張向芯片縱深發(fā)展，柳傳志則要建一條電腦組裝線(xiàn)�！凹脊べQ”還是“貿工技”？倪柳二人的路線(xiàn)之爭以倪光南出局終結。在宣布倪光南被免職的會(huì )議上，柳傳志掏出手絹抹淚，倪光南凜然危坐，不為所動(dòng)。 聯(lián)想在一個(gè)貿易紅利指數放大的時(shí)代取得了勝利，這在相當程度上影響了人們對于芯片的認知。倪光南出走后十年，聯(lián)想先后出了三本書(shū)：《聯(lián)想為什么》、《聯(lián)想風(fēng)云》、《聯(lián)想局》。倪柳之爭的廣泛傳播，和聯(lián)想2005年收購IBMPC業(yè)務(wù)的如日中天，仿佛在反復證明一個(gè)真理：芯片造不如買(mǎi)，國產(chǎn)天方夜譚。 聯(lián)想成為時(shí)代偶像之際，倪光南鼎力支持的國產(chǎn)CPU卻暗淡收場(chǎng)。 當初為了支持方舟科技把國產(chǎn)CPU賣(mài)出去，北京市政府吃了第一口螃蟹，把微軟踢了出去，此事震動(dòng)太平洋兩岸。微軟總裁辭職，基辛格去信北京市長(cháng)施壓，最后是總理頂住層層壓力，方舟一號終于進(jìn)了政府的采購單。 而開(kāi)局有多高光，結局就有多慘烈：裝了國產(chǎn)CPU的電腦沒(méi)人想用，方舟科技的老板貪了經(jīng)費，蓋了大樓，最后還說(shuō)錢(qián)不夠用。[3]這更加強化了大眾已有的固執偏見(jiàn)：國產(chǎn)CPU非奸即盜，不如不干，還是英特爾最香。 然而不同于消費者視角感知，中科院的計算機元老們持續向國家呼吁：“十五”期間要啟動(dòng)自主CPU的研發(fā)，要不然就沒(méi)機會(huì )了。終于，不滿(mǎn)于英特爾的壟斷地位，以及考慮到CPU受制于人所帶來(lái)的安全風(fēng)險，國家出臺了旨在振興國產(chǎn)自主CPU的“泰山計劃”。 和當時(shí)與被寄予厚望的方舟同時(shí)進(jìn)行的，還有另外三大國產(chǎn)CPU項目： 龍芯，因經(jīng)費捉襟見(jiàn)肘，在一開(kāi)始連便宜的MIPS架構都無(wú)力承受；申威，由無(wú)錫歷史悠久的56所研發(fā)，采用古老的Alpha架構，服務(wù)于軍隊和超算；飛騰，早在1999年研發(fā)出第一款CPU，采用SPARC架構。 在“十五”、“十一五”兩個(gè)五年計劃期間，憑借863、核高基等眾多國家級經(jīng)費的支持，國產(chǎn)CPU芯片迎來(lái)了春風(fēng)：基本保持著(zhù)每一兩年就出一款芯片的速度，在性能的趕超上不遺余力。2004年的龍芯二號，已經(jīng)可以追平1999年的奔騰三。 然而，三大國產(chǎn)CPU也很快遇到了三大難關(guān)： 性能難關(guān)，英特爾在進(jìn)入新世紀后戰斗力爆表，AMD在2006年被打殘，國產(chǎn)CPU進(jìn)展不小，但始終存在代差；生態(tài)難關(guān)，x86專(zhuān)利墻高聳，國產(chǎn)自主CPU統一采取了繞行策略，但如此一來(lái)很難適配微軟系統；量產(chǎn)難關(guān)，使用者已經(jīng)適應了微軟的操作系統，一個(gè)荒蕪的桌面，沒(méi)有吸引力，何談量產(chǎn)。 而之所以有此三大難關(guān)，是因為國產(chǎn)CPU都采取了精簡(jiǎn)指令集架構：MIPS、Alpha、SPARC等。這些一般人聞所未聞的架構，都是當年英特爾的手下敗將。而核心要素則是英特爾和微軟之間形成的同盟。 隨著(zhù)“十一五”計劃的收尾，國家補貼幅度收緊，三大國產(chǎn)CPU迎來(lái)了命運的拐點(diǎn)：胡偉武一咬牙，決定讓龍芯走市場(chǎng)化之路，研發(fā)人員丟掉鐵飯碗下了海；申威則隱匿在體制和超算市場(chǎng)，沒(méi)有向下出擊；飛騰爆發(fā)了一場(chǎng)爭論，兩派人員在政府領(lǐng)導面前吵著(zhù)是否要放棄原有架構，一時(shí)陷入了迷茫。 看不到國產(chǎn)CPU的曙光，于是，有人便提議了另一條路線(xiàn)：既然打不過(guò)，為什么不引進(jìn)呢？ 2、引進(jìn)之憂(yōu) 在大飛機、核電站和高鐵開(kāi)始走向自主之際，CPU卻開(kāi)始了引進(jìn)潮。 在引進(jìn)路線(xiàn)上，國內派出了兩支大軍：上海兆芯、天津海光。業(yè)內最流行、最商業(yè)化的便是英特爾的X86架構芯片，但英特爾非常強勢，難以談判。于是，這兩家公司都選擇“曲線(xiàn)救國”： 上海兆芯收購了我國臺灣地區公司威盛電子的X86授權。威盛被譽(yù)為“臺灣的英特爾”，其X86專(zhuān)利授權則來(lái)自于其收購的兩家被英特爾打得奄奄一息的美國公司Cyrix和Centaur。而威盛電子相關(guān)公司，又是上海兆芯的發(fā)起股東，隨后，兆芯也以2億多美金，收購了威盛電子的X86專(zhuān)利。 天津海光則選擇了AMD。AMD很早獲得了對英特爾X86的交叉專(zhuān)利授權，而且自研的Zen架構性能強悍。但迫于英特爾的激烈競爭，AMD現金流壓力大，急需輸血，于是，便有了和海光的合作，但AMD也留了心眼：海光需經(jīng)兩層公司獲得授權，并經(jīng)過(guò)11個(gè)流程，才能在中國大陸地區銷(xiāo)售產(chǎn)品。 引進(jìn)技術(shù)后的兆芯與海光，都實(shí)力大增。兆芯對威盛的交易可謂一石三鳥(niǎo)，獲得了CPU研發(fā)團隊、x86架構專(zhuān)利、芯片組產(chǎn)業(yè)鏈；而海光則背靠上市公司中科曙光，借鑒AMD的作業(yè)，加上國產(chǎn)加密算法，在商用服務(wù)器起量很快。 然而，無(wú)論是買(mǎi)，還是租，代價(jià)都不菲，兆芯與海光分別花了20億元以上；但確實(shí)很快便砸出了聲響。兆芯成立兩年后便實(shí)現了量產(chǎn)，賣(mài)了一萬(wàn)多套。海光在今年上半年營(yíng)收2.7億，凈利潤6000多萬(wàn)。 引進(jìn)路線(xiàn)看起來(lái)立竿見(jiàn)影，但當海光被列入美國實(shí)體清單，緩過(guò)氣的AMD表示最新架構不再對海光授權；而上海兆芯也面臨著(zhù)專(zhuān)利瑕疵時(shí)，我們才發(fā)現，引進(jìn)也不是萬(wàn)金油。 與此同時(shí)，中國大陸地區的x86人才極為薄弱，“拿來(lái)主義”能否進(jìn)化到“吸收創(chuàng )新”，要打一個(gè)很大的問(wèn)號。如果只能停留在對x86硬件層面的拷貝與粘貼，那么很難深入地去搞研發(fā)，并且滿(mǎn)足高安保級別和消費者市場(chǎng)的需求。 自主，需要從底層開(kāi)始，難度幾乎不可能；引進(jìn)X86架構，卻也面臨著(zhù)被斷供、無(wú)法更新的擔憂(yōu)。就當市場(chǎng)再度糾結的時(shí)候，ARM卻映入了眼簾。 3、另起爐灶 從2001年進(jìn)入中國以來(lái)，ARM給人的印象是“中國科技公司的老朋友”：靠譜、好用、能打。更為重要的是，ARM架構授權可以在指令集層面永久買(mǎi)斷，一方面可控程度更高，另一方面研發(fā)程度更深。因此，國產(chǎn)CPU開(kāi)始基于A(yíng)RM架構自主研發(fā)，試圖做到與x86架構一樣的性能，從而實(shí)現更深層次的替代。 事實(shí)證明，國產(chǎn)CPU做的確實(shí)不錯，而且是給ARM助攻。 在經(jīng)歷了2011年秋天的“自主VS引進(jìn)”路線(xiàn)大爭論后，飛騰選擇了ARM架構。2015年8月，一個(gè)名叫CharlesZhang（張承義）的中國人，在全球芯片界的頂會(huì )HotChips上“華山論劍”，用中式英語(yǔ)介紹了飛騰服務(wù)器CPU“火星”，世界上第一款基于A(yíng)RM架構研發(fā)的64核CPU。 這個(gè)發(fā)布，在業(yè)界引起了不小的轟動(dòng)，但隨后國內的輿論，卻又讓飛騰經(jīng)歷了名利場(chǎng)的殘酷：飛騰“媲美英特爾”體的宣傳“令人震驚”，大眾認為一個(gè)語(yǔ)焉不詳的念稿式發(fā)布會(huì )，一定隱藏著(zhù)蒙騙國家補貼的驚天秘密。甚至有人在網(wǎng)絡(luò )上號召群眾發(fā)起一場(chǎng)針對國產(chǎn)CPU的監督運動(dòng)。 飛騰陷入了一個(gè)薛定諤的輿論場(chǎng)：做不好有人噴，做好了還是有人噴。而這也幾乎是眾多國產(chǎn)CPU公司面臨的處境。要打破困境，唯有夯實(shí)實(shí)力： 飛騰的商用服務(wù)器和桌面CPU制程分別達到了28nm和16nm，基本符合國內特定場(chǎng)景使用；而且聯(lián)合了基于開(kāi)源Linux研發(fā)的麒麟操作系統，在臺式機上可運行200萬(wàn)安卓應用；同時(shí)，也通過(guò)資本加速，飛騰整體并入上市公司中國長(cháng)城，方便配套整機。 近兩年國產(chǎn)替代意識的迅速覺(jué)醒，更是讓飛騰走上了快車(chē)道。2018年，飛騰賣(mài)出了20萬(wàn)塊基于A(yíng)RM架構的CPU，2019年營(yíng)收增長(cháng)三倍，2020上半年營(yíng)收3.4億，已超過(guò)去年全年。而其跨越式的發(fā)展，得益于多路并進(jìn)、“農村包圍城市”的戰略，產(chǎn)品涵蓋了嵌入式、桌面和傳統服務(wù)器。 就在飛騰借助ARM架構拓展之時(shí)，華為介入了戰場(chǎng)，而且一出手就是大軍團作戰，在服務(wù)器CPU市場(chǎng)高舉高打。 2019年初，華為發(fā)布了首款ARM架構服務(wù)器CPU“鯤鵬”，并與各省市建立了鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，向各地輸送行業(yè)標準和人才，并與各地代表性企業(yè)建立硬件生產(chǎn)基地。今年5月，鯤鵬CPU進(jìn)入中國電信采購名單。 華為此番凌厲攻勢，一如當年在程控交換機市場(chǎng)的打法，綁定各地電信局，共榮共存，最終憑借技術(shù)升級和渠道，完成了對交換機的國產(chǎn)化。 國產(chǎn)CPU放棄Intel、另起ARM爐灶，燒得確實(shí)很旺。但ARM也在美國禁令下?lián)u擺不定，甚至有被出售的風(fēng)險，因此，一些觀(guān)察者認為，國內基于A(yíng)RM架構的CPU假?lài)a(chǎn)之名，行ARM之實(shí)，為“假洋鬼子”，實(shí)際上還是不夠自主可控：如果斷供了，同樣是遭殃，拿著(zhù)一個(gè)過(guò)時(shí)的永久架構，遲早會(huì )被別人擊敗。 兜兜轉轉，問(wèn)題又回到了原點(diǎn)：我們究竟要實(shí)現什么程度的自主？國產(chǎn)化應該遵循何種步驟？ 4、尾聲 從2000年到現在，國產(chǎn)CPU先后走了三條路線(xiàn)： 自主派，執著(zhù)于對抗英特爾的x86架構，將MIPS、Alpha等被擊敗的原始架構收為己有，從最基礎的指令集出發(fā)，建構出了一座中國人享有完全掌控力的CPU城堡： 市場(chǎng)派，延續了改革開(kāi)放以來(lái)的一貫技術(shù)路線(xiàn)：引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng )新，礙于英特爾的專(zhuān)利墻，不得不采取迂回策略，或買(mǎi)或租被閹割的x86架構，消化之路猶未可知； 生態(tài)派，依托于自有的研發(fā)實(shí)力，在A(yíng)RM與英特爾的競賽中，試圖借力打力，利用新興起的ARM生態(tài)，逐步蠶食存量的x86市場(chǎng)。 看似不同的三條路線(xiàn)，實(shí)際上都是為了兩大訴求：自主安全可控，滿(mǎn)足市場(chǎng)需要。但這兩個(gè)訴求，卻在一定程度上是相悖的。 完全自主可控意味著(zhù)指令集層面的重建、篩查和排雷，在嚴格意義上講，最為封閉但占據壟斷地位的X86，應該是第一個(gè)被排除出局的。但X86卻又是商業(yè)化最成功的，用戶(hù)已經(jīng)完全習慣了微軟+英特爾的組合，沿著(zhù)x86路線(xiàn)走是遷移成本最低的。 這就是國產(chǎn)自主的尷尬。不同于獨立封閉地制造原子彈，CPU、操作系統、芯片，都是強商業(yè)屬性，產(chǎn)業(yè)鏈、開(kāi)發(fā)均相當國際化的產(chǎn)品，這意味著(zhù)：自主之路，必然是在“自力更生”和“拿來(lái)主義”之間不斷平衡。 在過(guò)去，我們很容易倒向“造不如買(mǎi)”，但如今的外壓，提醒著(zhù)我們，自主雖難，但探索卻不能停步。 |
