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，伴隨著電腦上出現(xiàn)“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100萬元研發(fā)經(jīng)費，而32歲的胡偉武就此接下了這個天降大任。胡偉武可謂是為龍芯而生。高考后，他從浙北山區(qū)來到合肥的中科大，一個月20塊錢的生活經(jīng)費，拿出8塊錢來搞“研發(fā)”。而他的導(dǎo)師正是被譽為“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，大家日夜撲在實驗室，每天一起讀毛選來提升信心；而且，還給龍芯取了另一個名字：狗剩，承載著中國農(nóng)村“取個賤命好養(yǎng)活”的寓意。
終于，龍芯一號成功應(yīng)用，而二號、三號也先后研制成功。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)體在人民大會堂舉行了一場發(fā)布會，雙方合作開拓國際市場。然而，一場最大的危機，也隨之而來。
2009年，題目為《龍芯無奈購美公司專利授權(quán)，“中國芯”光環(huán)褪盡》的文章發(fā)布，龍芯花錢買MIPS架構(gòu)專利的行為被無限放大。一時間，舉國嘩然，以為是自己研發(fā)，沒想到居然是買的。
關(guān)鍵時刻，胡偉武不得不站出來，為踏破門檻的媒體老師們上了一堂無奈、心酸又帶著紅色語言風(fēng)格的計算機原理課。胡偉武解釋到，買芯片架構(gòu)不等于買芯片；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，也正是國產(chǎn)CPU二十年沉浮的縮影。從自主之難、到引進之憂，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。“技工貿(mào)”還是“貿(mào)工技”？倪柳二人的路線之爭以倪光南出局終結(jié)。在宣布倪光南被免職的會議上，柳傳志掏出手絹抹淚，倪光南凜然危坐，不為所動。
聯(lián)想在一個貿(mào)易紅利指數(shù)放大的時代取得了勝利，這在相當(dāng)程度上影響了人們對于芯片的認(rèn)知。倪光南出走后十年，聯(lián)想先后出了三本書：《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(fù)證明一個真理：芯片造不如買，國產(chǎn)天方夜譚。
聯(lián)想成為時代偶像之際，倪光南鼎力支持的國產(chǎn)CPU卻暗淡收場。
當(dāng)初為了支持方舟科技把國產(chǎn)CPU賣出去，北京市政府吃了第一口螃蟹，把微軟踢了出去，此事震動太平洋兩岸。微軟總裁辭職，基辛格去信北京市長施壓，最后是總理頂住層層壓力，方舟一號終于進了政府的采購單。
而開局有多高光，結(jié)局就有多慘烈：裝了國產(chǎn)CPU的電腦沒人想用，方舟科技的老板貪了經(jīng)費，蓋了大樓，最后還說錢不夠用。[3]這更加強化了大眾已有的固執(zhí)偏見：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(xù)向國家呼吁：“十五”期間要啟動自主CPU的研發(fā)，要不然就沒機會了。終于，不滿于英特爾的壟斷地位，以及考慮到CPU受制于人所帶來的安全風(fēng)險，國家出臺了旨在振興國產(chǎn)自主CPU的“泰山計劃”。
和當(dāng)時與被寄予厚望的方舟同時進行的，還有另外三大國產(chǎn)CPU項目：
龍芯，因經(jīng)費捉襟見肘，在一開始連便宜的MIPS架構(gòu)都無力承受；申威，由無錫歷史悠久的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，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)，英特爾在進入新世紀(jì)后戰(zhàn)斗力爆表，AMD在2006年被打殘，國產(chǎn)CPU進展不小，但始終存在代差；生態(tài)難關(guān)，x86專利墻高聳，國產(chǎn)自主CPU統(tǒng)一采取了繞行策略，但如此一來很難適配微軟系統(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)，一個荒蕪的桌面，沒有吸引力，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”計劃的收尾，國家補貼幅度收緊，三大國產(chǎn)CPU迎來了命運的拐點：胡偉武一咬牙，決定讓龍芯走市場化之路，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，沒有向下出擊；飛騰爆發(fā)了一場爭論，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：既然打不過，為什么不引進呢？
2、引進之憂
在大飛機、核電站和高鐵開始走向自主之際，CPU卻開始了引進潮。
在引進路線上，國內(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，但英特爾非常強勢，難以談判。于是，這兩家公司都選擇“曲線救國”：
上海兆芯收購了我國臺灣地區(qū)公司威盛電子的X86授權(quán)。威盛被譽為“臺灣的英特爾”，其X86專利授權(quán)則來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的交叉專利授權(quán)，而且自研的Zen架構(gòu)性能強悍。但迫于英特爾的激烈競爭，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11個流程，才能在中國大陸地區(qū)銷售產(chǎn)品。
引進技術(shù)后的兆芯與海光，都實力大增。兆芯對威盛的交易可謂一石三鳥，獲得了CPU研發(fā)團隊、x86架構(gòu)專利、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，無論是買，還是租，代價都不菲，兆芯與海光分別花了20億元以上；但確實很快便砸出了聲響。兆芯成立兩年后便實現(xiàn)了量產(chǎn)，賣了一萬多套。海光在今年上半年營收2.7億，凈利潤6000多萬。
引進路線看起來立竿見影，但當(dāng)海光被列入美國實體清單，緩過氣的AMD表示最新架構(gòu)不再對海光授權(quán)；而上海兆芯也面臨著專利瑕疵時，我們才發(fā)現(xiàn)，引進也不是萬金油。
與此同時，中國大陸地區(qū)的x86人才極為薄弱，“拿來主義”能否進化到“吸收創(chuàng)新”，要打一個很大的問號。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)，并且滿足高安保級別和消費者市場的需求。
自主，需要從底層開始，難度幾乎不可能；引進X86架構(gòu)，卻也面臨著被斷供、無法更新的擔(dān)憂。就當(dāng)市場再度糾結(jié)的時候，ARM卻映入了眼簾。
3、另起爐灶
從2001年進入中國以來，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(gòu)授權(quán)可以在指令集層面永久買斷，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，從而實現(xiàn)更深層次的替代。
事實證明，國產(chǎn)CPU做的確實不錯，而且是給ARM助攻。
在經(jīng)歷了2011年秋天的“自主VS引進”路線大爭論后，飛騰選擇了ARM架構(gòu)。2015年8月，一個名叫CharlesZhang（張承義）的中國人，在全球芯片界的頂會HotChips上“華山論劍”，用中式英語介紹了飛騰服務(wù)器CPU“火星”，世界上第一款基于ARM架構(gòu)研發(fā)的64核CPU。
這個發(fā)布，在業(yè)界引起了不小的轟動，但隨后國內(nèi)的輿論，卻又讓飛騰經(jīng)歷了名利場的殘酷：飛騰“媲美英特爾”體的宣傳“令人震驚”，大眾認(rèn)為一個語焉不詳?shù)哪罡迨桨l(fā)布會，一定隱藏著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)起一場針對國產(chǎn)CPU的監(jiān)督運動。
飛騰陷入了一個薛定諤的輿論場：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，唯有夯實實力：
飛騰的商用服務(wù)器和桌面CPU制程分別達(dá)到了28nm和16nm，基本符合國內(nèi)特定場景使用；而且聯(lián)合了基于開源Linux研發(fā)的麒麟操作系統(tǒng)，在臺式機上可運行200萬安卓應(yīng)用；同時，也通過資本加速，飛騰整體并入上市公司中國長城，方便配套整機。
近兩年國產(chǎn)替代意識的迅速覺醒，更是讓飛騰走上了快車道。2018年，飛騰賣出了20萬塊基于ARM架構(gòu)的CPU，2019年營收增長三倍，2020上半年營收3.4億，已超過去年全年。而其跨越式的發(fā)展，得益于多路并進、“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，華為介入了戰(zhàn)場，而且一出手就是大軍團作戰(zhàn)，在服務(wù)器CPU市場高舉高打。
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進入中國電信采購名單。
華為此番凌厲攻勢，一如當(dāng)年在程控交換機市場的打法，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，一些觀察者認(rèn)為，國內(nèi)基于ARM架構(gòu)的CPU假國產(chǎn)之名，行ARM之實，為“假洋鬼子”，實際上還是不夠自主可控：如果斷供了，同樣是遭殃，拿著一個過時的永久架構(gòu)，遲早會被別人擊敗。
兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，問題又回到了原點：我們究竟要實現(xiàn)什么程度的自主？國產(chǎn)化應(yīng)該遵循何種步驟？
4、尾聲
從2000年到現(xiàn)在，國產(chǎn)CPU先后走了三條路線：
自主派，執(zhí)著于對抗英特爾的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)出了一座中國人享有完全掌控力的CPU城堡：
市場派，延續(xù)了改革開放以來的一貫技術(shù)路線：引進、消化、吸收、再創(chuàng)新，礙于英特爾的專利墻，不得不采取迂回策略，或買或租被閹割的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)實力，在ARM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。
看似不同的三條路線，實際上都是為了兩大訴求：自主安全可控，滿足市場需要。但這兩個訴求，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)該是第一個被排除出局的。但X86卻又是商業(yè)化最成功的，用戶已經(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(tǒng)、芯片，都是強商業(yè)屬性，產(chǎn)業(yè)鏈、開發(fā)均相當(dāng)國際化的產(chǎn)品，這意味著：自主之路，必然是在“自力更生”和“拿來主義”之間不斷平衡。
在過去，我們很容易倒向“造不如買”，但如今的外壓，提醒著我們，自主雖難，但探索卻不能停步。
