智庫(kù)支持中泰證券計(jì)算機(jī)分析師楊亞宇
2002年8月10日凌晨6點(diǎn)，伴隨著電腦上出現(xiàn)“l(fā)ogin：”字樣，中科院計(jì)算所里一陣歡呼，龍芯一號(hào)CPU終于工作了，我國(guó)計(jì)算機(jī)“缺芯”的局面迎來(lái)突破。
一年多前，中科院計(jì)算機(jī)所成立了龍芯課題，并湊出了100萬(wàn)元研發(fā)經(jīng)費(fèi)，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(qū)來(lái)到合肥的中科大，一個(gè)月20塊錢(qián)的生活經(jīng)費(fèi)，拿出8塊錢(qián)來(lái)搞“研發(fā)”。而他的導(dǎo)師正是被譽(yù)為“中國(guó)計(jì)算機(jī)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(yàn)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，承載著中國(guó)農(nóng)村“取個(gè)賤命好養(yǎng)活”的寓意。
終于，龍芯一號(hào)成功應(yīng)用，而二號(hào)、三號(hào)也先后研制成功。2007年初，在中法雙方領(lǐng)導(dǎo)人的牽頭下，龍芯還與意法半導(dǎo)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(guó)際市場(chǎng)。然而，一場(chǎng)最大的危機(jī)，也隨之而來(lái)。
2009年，題目為《龍芯無(wú)奈購(gòu)美公司專(zhuān)利授權(quán)，“中國(guó)芯”光環(huán)褪盡》的文章發(fā)布，龍芯花錢(qián)買(mǎi)MIPS架構(gòu)專(zhuān)利的行為被無(wú)限放大。一時(shí)間，舉國(guó)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、心酸又帶著紅色語(yǔ)言風(fēng)格的計(jì)算機(jī)原理課。胡偉武解釋到，買(mǎi)芯片架構(gòu)不等于買(mǎi)芯片；有了架構(gòu)，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(fù)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(guó)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(guó)產(chǎn)CPU在坎坷和爭(zhēng)議中，舉步維艱卻又砥礪前行。國(guó)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(duì)國(guó)外電腦的大幅沖擊，高歌猛進(jìn)的聯(lián)想集團(tuán)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�！凹脊べQ(mào)”還是“貿(mào)工技”？倪柳二人的路線之爭(zhēng)以倪光南出局終結(jié)。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(mào)易紅利指數(shù)放大的時(shí)代取得了勝利，這在相當(dāng)程度上影響了人們對(duì)于芯片的認(rèn)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(zhēng)的廣泛傳播，和聯(lián)想2005年收購(gòu)IBMPC業(yè)務(wù)的如日中天，仿佛在反復(fù)證明一個(gè)真理：芯片造不如買(mǎi)，國(guó)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(guó)產(chǎn)CPU卻暗淡收?qǐng)觥?/P>
當(dāng)初為了支持方舟科技把國(guó)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(zhǎng)施壓，最后是總理頂住層層壓力，方舟一號(hào)終于進(jìn)了政府的采購(gòu)單。
而開(kāi)局有多高光，結(jié)局就有多慘烈：裝了國(guó)產(chǎn)CPU的電腦沒(méi)人想用，方舟科技的老板貪了經(jīng)費(fèi)，蓋了大樓，最后還說(shuō)錢(qián)不夠用。[3]這更加強(qiáng)化了大眾已有的固執(zhí)偏見(jiàn)：國(guó)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(fèi)者視角感知，中科院的計(jì)算機(jī)元老們持續(xù)向國(guó)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(jī)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(xiǎn)，國(guó)家出臺(tái)了旨在振興國(guó)產(chǎn)自主CPU的“泰山計(jì)劃”。
和當(dāng)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(guó)產(chǎn)CPU項(xiàng)目：
龍芯，因經(jīng)費(fèi)捉襟見(jiàn)肘，在一開(kāi)始連便宜的MIPS架構(gòu)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(gòu)，服務(wù)于軍隊(duì)和超算；飛騰，早在1999年研發(fā)出第一款CPU，采用SPARC架構(gòu)。
在“十五”、“十一五”兩個(gè)五年計(jì)劃期間，憑借863、核高基等眾多國(guó)家級(jí)經(jīng)費(fèi)的支持，國(guó)產(chǎn)CPU芯片迎來(lái)了春風(fēng)：基本保持著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(hào)，已經(jīng)可以追平1999年的奔騰三。
然而，三大國(guó)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(jì)后戰(zhàn)斗力爆表，AMD在2006年被打殘，國(guó)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(guó)產(chǎn)自主CPU統(tǒng)一采取了繞行策略，但如此一來(lái)很難適配微軟系統(tǒng)；量產(chǎn)難關(guān)，使用者已經(jīng)適應(yīng)了微軟的操作系統(tǒng)，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?yàn)閲?guó)產(chǎn)CPU都采取了精簡(jiǎn)指令集架構(gòu)：MIPS、Alpha、SPARC等。這些一般人聞所未聞的架構(gòu)，都是當(dāng)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“十一五”計(jì)劃的收尾，國(guó)家補(bǔ)貼幅度收緊，三大國(guó)產(chǎn)CPU迎來(lái)了命運(yùn)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(zhēng)論，兩派人員在政府領(lǐng)導(dǎo)面前吵著是否要放棄原有架構(gòu)，一時(shí)陷入了迷茫。
看不到國(guó)產(chǎn)CPU的曙光，于是，有人便提議了另一條路線：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(jī)、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)路線上，國(guó)內(nèi)派出了兩支大軍：上海兆芯、天津海光。業(yè)內(nèi)最流行、最商業(yè)化的便是英特爾的X86架構(gòu)芯片，但英特爾非常強(qiáng)勢(shì)，難以談判。于是，這兩家公司都選擇“曲線救國(guó)”：
上海兆芯收購(gòu)了我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)公司威盛電子的X86授權(quán)。威盛被譽(yù)為“臺(tái)灣的英特爾”，其X86專(zhuān)利授權(quán)則來(lái)自于其收購(gòu)的兩家被英特爾打得奄奄一息的美國(guó)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(gòu)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(duì)英特爾X86的交叉專(zhuān)利授權(quán)，而且自研的Zen架構(gòu)性能強(qiáng)悍。但迫于英特爾的激烈競(jìng)爭(zhēng)，AMD現(xiàn)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(quán)，并經(jīng)過(guò)11個(gè)流程，才能在中國(guó)大陸地區(qū)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(duì)威盛的交易可謂一石三鳥(niǎo)，獲得了CPU研發(fā)團(tuán)隊(duì)、x86架構(gòu)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(guó)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(xiàn)了量產(chǎn)，賣(mài)了一萬(wàn)多套。海光在今年上半年?duì)I收2.7億，凈利潤(rùn)6000多萬(wàn)。
引進(jìn)路線看起來(lái)立竿見(jiàn)影，但當(dāng)海光被列入美國(guó)實(shí)體清單，緩過(guò)氣的AMD表示最新架構(gòu)不再對(duì)海光授權(quán)；而上海兆芯也面臨著專(zhuān)利瑕疵時(shí)，我們才發(fā)現(xiàn)，引進(jìn)也不是萬(wàn)金油。
與此同時(shí)，中國(guó)大陸地區(qū)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(hào)。如果只能停留在對(duì)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(jí)別和消費(fèi)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(gòu)，卻也面臨著被斷供、無(wú)法更新的擔(dān)憂(yōu)。就當(dāng)市場(chǎng)再度糾結(jié)的時(shí)候，ARM卻映入了眼簾。
3、另起爐灶
從2001年進(jìn)入中國(guó)以來(lái)，ARM給人的印象是“中國(guó)科技公司的老朋友”：靠譜、好用、能打。更為重要的是，ARM架構(gòu)授權(quán)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(guó)產(chǎn)CPU開(kāi)始基于ARM架構(gòu)自主研發(fā)，試圖做到與x86架構(gòu)一樣的性能，從而實(shí)現(xiàn)更深層次的替代。
事實(shí)證明，國(guó)產(chǎn)CPU做的確實(shí)不錯(cuò)，而且是給ARM助攻。
在經(jīng)歷了2011年秋天的“自主VS引進(jìn)”路線大爭(zhēng)論后，飛騰選擇了ARM架構(gòu)。2015年8月，一個(gè)名叫CharlesZhang（張承義）的中國(guó)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ARM架構(gòu)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(guó)內(nèi)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(rèn)為一個(gè)語(yǔ)焉不詳?shù)哪罡迨桨l(fā)布會(huì)，一定隱藏著蒙騙國(guó)家補(bǔ)貼的驚天秘密。甚至有人在網(wǎng)絡(luò)上號(hào)召群眾發(fā)起一場(chǎng)針對(duì)國(guó)產(chǎn)CPU的監(jiān)督運(yùn)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(guó)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(dá)到了28nm和16nm，基本符合國(guó)內(nèi)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(tǒng)，在臺(tái)式機(jī)上可運(yùn)行200萬(wàn)安卓應(yīng)用；同時(shí)，也通過(guò)資本加速，飛騰整體并入上市公司中國(guó)長(zhǎng)城，方便配套整機(jī)。
近兩年國(guó)產(chǎn)替代意識(shí)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ARM架構(gòu)的CPU，2019年?duì)I收增長(zhǎng)三倍，2020上半年?duì)I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(nóng)村包圍城市”的戰(zhàn)略，產(chǎn)品涵蓋了嵌入式、桌面和傳統(tǒng)服務(wù)器。
就在飛騰借助ARM架構(gòu)拓展之時(shí)，華為介入了戰(zhàn)場(chǎng)，而且一出手就是大軍團(tuán)作戰(zhàn)，在服務(wù)器CPU市場(chǎng)高舉高打。
2019年初，華為發(fā)布了首款A(yù)RM架構(gòu)服務(wù)器CPU“鯤鵬”，并與各省市建立了鯤鵬計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，向各地輸送行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(guó)電信采購(gòu)名單。
華為此番凌厲攻勢(shì)，一如當(dāng)年在程控交換機(jī)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(jí)和渠道，完成了對(duì)交換機(jī)的國(guó)產(chǎn)化。
國(guó)產(chǎn)CPU放棄Intel、另起ARM爐灶，燒得確實(shí)很旺。但ARM也在美國(guó)禁令下?lián)u擺不定，甚至有被出售的風(fēng)險(xiǎn)，因此，一些觀察者認(rèn)為，國(guó)內(nèi)基于ARM架構(gòu)的CPU假?lài)?guó)產(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，拿著一個(gè)過(guò)時(shí)的永久架構(gòu)，遲早會(huì)被別人擊敗。
兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，問(wèn)題又回到了原點(diǎn)：我們究竟要實(shí)現(xiàn)什么程度的自主？國(guó)產(chǎn)化應(yīng)該遵循何種步驟？
4、尾聲
從2000年到現(xiàn)在，國(guó)產(chǎn)CPU先后走了三條路線：
自主派，執(zhí)著于對(duì)抗英特爾的x86架構(gòu)，將MIPS、Alpha等被擊敗的原始架構(gòu)收為己有，從最基礎(chǔ)的指令集出發(fā)，建構(gòu)出了一座中國(guó)人享有完全掌控力的CPU城堡：
市場(chǎng)派，延續(xù)了改革開(kāi)放以來(lái)的一貫技術(shù)路線：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(gòu)，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ARM與英特爾的競(jìng)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，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指令集層面的重建、篩查和排雷，在嚴(yán)格意義上講，最為封閉但占據(jù)壟斷地位的X86，應(yīng)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(xí)慣了微軟+英特爾的組合，沿著x86路線走是遷移成本最低的。
這就是國(guó)產(chǎn)自主的尷尬。不同于獨(dú)立封閉地制造原子彈，CPU、操作系統(tǒng)、芯片，都是強(qiáng)商業(yè)屬性，產(chǎn)業(yè)鏈、開(kāi)發(fā)均相當(dāng)國(guó)際化的產(chǎn)品，這意味著：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，提醒著我們，自主雖難，但探索卻不能停步。
