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文/楊健楷 編輯/李墨天 董指導(dǎo)
出品：遠(yuǎn)川研究所科技組
支持：華泰計(jì)算機(jī)行業(yè)首席謝春生
2006年1月10日，蘋(píng)果一年一度的Macworld大會(huì)召開(kāi)，但當(dāng)年大會(huì)上最搶鏡的不是喬布斯，而是穿著一身實(shí)驗(yàn)室外套的英特爾CEO保羅·歐德寧。在彌漫的干冰煙霧中，歐德寧緩緩走向喬布斯，莊嚴(yán)的將一張硅片交給后者，大聲說(shuō)道：“報(bào)告史蒂夫，英特爾準(zhǔn)備好了！”
整個(gè)演講大約持續(xù)了2個(gè)小時(shí)，喬布斯宣布了首次采用Intel Core(酷睿)系列處理器的iMac和MacBook Pro，蘋(píng)果與英特爾長(zhǎng)達(dá)14年的蜜月期隨之拉開(kāi)了序幕。
發(fā)布會(huì)上的喬布斯與歐德寧，2006年
盡管蘋(píng)果電腦當(dāng)時(shí)市占率僅有3%，但在喬布斯的規(guī)劃中，與英特爾的合作依然只是暫時(shí)，芯片終究得自己設(shè)計(jì)。又過(guò)了4年，蘋(píng)果發(fā)布第一代iPad。喬布斯興奮地介紹到：iPad搭載了我們有史以來(lái)最強(qiáng)大的芯片，強(qiáng)大到“讓人尖叫”。這就是Apple A4Chip。
盡管首次被冠以蘋(píng)果之名的芯片并不出彩，華爾街分析師也大潑冷水，但蘋(píng)果造芯的計(jì)劃卻沒(méi)有停止。又過(guò)了十年，接過(guò)喬幫主衣缽的庫(kù)克在2020年雙十一凌晨，公布了蘋(píng)果的“One More Thing”：首款搭載于Mac電腦的自研M1芯片。
這款芯片封裝了近160億個(gè)晶體管，并將CPU、GPU、NPU等等組件，集成到了一起，每秒可以完成11萬(wàn)億次運(yùn)算，與十年前市場(chǎng)對(duì)A4Chip的冷漠態(tài)度不同，M1讓業(yè)內(nèi)大為震驚，也讓蘋(píng)果有足夠底氣和Intel說(shuō)分手。
無(wú)論是從破產(chǎn)邊緣到真香的AMD，還是成為中國(guó)商業(yè)史佳話(huà)的“倪柳之爭(zhēng)”，中美兩國(guó)在過(guò)去三十年里從來(lái)不乏覬覦英特爾霸主地位的挑戰(zhàn)者。從1994年起，中國(guó)IT界就向CPU發(fā)起了進(jìn)攻，從方舟、申威、龍芯，到兆芯、海光、飛騰，再到華為的突破，中國(guó)公司對(duì)國(guó)產(chǎn)CPU的執(zhí)念從未褪色。
然而，經(jīng)歷了“自主派”和“引進(jìn)派”的輪番上陣，行業(yè)周期幾度起落，這些公司和產(chǎn)品全部加起來(lái)，依然難以撼動(dòng)CPU產(chǎn)業(yè)的格局。在超級(jí)工程拔地而起的背后，以CPU為代表的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，已然成了一個(gè)制造業(yè)大國(guó)隱秘的痛楚。
十年時(shí)間，蘋(píng)果CPU完成了從A4到M1的跳躍，闊步甩開(kāi)了Intel；而中國(guó)已經(jīng)奮戰(zhàn)了20多年的CPU之路，歷經(jīng)跌宕曲折，又該如何走出泥潭？
天選之子
2002年8月10日清晨6點(diǎn)，伴隨電腦上閃現(xiàn)的“l(fā)ogin:”字樣，中科院計(jì)算所里爆發(fā)出一陣歡呼——龍芯1號(hào)CPU終于工作了。原本一夜沒(méi)合眼的工程師反而更加興奮，結(jié)伴打車(chē)到天安門(mén)，在領(lǐng)袖紀(jì)念堂前排了一個(gè)多小時(shí)的隊(duì)，向領(lǐng)袖做了龍芯的工作報(bào)告[2]。
這款CPU被命名為“夏50”，取名的是32歲的胡偉武，名字則是為了紀(jì)念他的博士生導(dǎo)師，“中國(guó)計(jì)算機(jī)之母”夏培肅從事計(jì)算機(jī)事業(yè)50周年。龍芯問(wèn)世一年多前，力主上馬通用國(guó)產(chǎn)CPU的計(jì)算所領(lǐng)導(dǎo)李國(guó)杰，從緊張的科研經(jīng)費(fèi)里摳出了100萬(wàn)元，豎起了CPU的大旗。面對(duì)這個(gè)燙手山芋，胡偉武立下軍令狀：搞不成，提頭來(lái)見(jiàn)。
龍芯總設(shè)計(jì)師胡偉武
龍芯的成功不僅意味著國(guó)產(chǎn)CPU設(shè)計(jì)的突破，也是芯片制造的戰(zhàn)果，當(dāng)年給龍芯流片的正是大名鼎鼎的中芯國(guó)際。除了參與草創(chuàng)的工程師連夜鏖戰(zhàn)，龍芯短時(shí)間內(nèi)的成功，也得益于當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)CPU的“有限自主”原則。
顧名思義，所謂“有限自主”指的是基于海外精簡(jiǎn)指令集進(jìn)行自研。當(dāng)時(shí)CPU領(lǐng)域存在兩個(gè)指令集（類(lèi)似于命令方式），一個(gè)是精簡(jiǎn)指令集，可以理解為一個(gè)命令只干一件事兒；另一個(gè)則是以Intel為代表的復(fù)雜指令集，成本高昂、技術(shù)復(fù)雜、功能強(qiáng)大。
在當(dāng)時(shí)的條件下，所有指令從0自研的“完全自主”，將會(huì)面對(duì)沒(méi)有編譯器、沒(méi)有操作系統(tǒng)、沒(méi)有軟件可用的局面，既不現(xiàn)實(shí)也不效率，更枉論對(duì)標(biāo)Intel的復(fù)雜指令集。因此，國(guó)內(nèi)企業(yè)都把目光聚焦到了海外的精簡(jiǎn)指令集，在此基礎(chǔ)上做自主研發(fā)。
除了龍芯，飛騰早在1999年研發(fā)出第一款CPU，采用SPARC架構(gòu)。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)。而中科院的龍芯，則基于開(kāi)源的MIPS架構(gòu)。雖然MIPS如今岌岌無(wú)名，但作為90年代微架構(gòu)大混戰(zhàn)的產(chǎn)物，MIPS64不僅是最早商業(yè)化的64位架構(gòu)，還有完善的微架構(gòu)設(shè)計(jì)與較為完整的軟件鏈支持。
同一時(shí)期，憑借863、核高基等眾多國(guó)家級(jí)經(jīng)費(fèi)的支持下，國(guó)產(chǎn)CPU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。但看似一片大好的形勢(shì)下，國(guó)產(chǎn)CPU也面臨著三個(gè)難題：#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
性能難題：雖然國(guó)產(chǎn)CPU進(jìn)展不小，但對(duì)手也在進(jìn)步，尤其是英特爾進(jìn)入新世紀(jì)戰(zhàn)斗力爆表，讓國(guó)產(chǎn)CPU始終存在代差；生態(tài)難題：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)難題：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)。
國(guó)產(chǎn)CPU起步之初，龍芯、飛騰、申威這一個(gè)個(gè)課題組，原本是國(guó)立研究機(jī)構(gòu)中的一個(gè)個(gè)科研小作坊，屬于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制遺留下來(lái)的一種產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放二十年的沖擊，一是預(yù)算極其有限，二是早已失去了配套的工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。在兩大約束下，國(guó)產(chǎn)CPU只能在預(yù)算的緊財(cái)政框架內(nèi)，力爭(zhēng)完成上級(jí)下達(dá)的研發(fā)任務(wù)。
在這種情況下，精簡(jiǎn)指令集架構(gòu)成為了一種權(quán)宜之計(jì)：由于市場(chǎng)狹窄，它們的授權(quán)價(jià)格往往便宜到讓人不敢相信，飛騰當(dāng)初購(gòu)買(mǎi)SPARC的授權(quán)，僅花費(fèi)了99美元。SPARC、Alpha這樣的架構(gòu)，多由與英特爾死磕的眾多大廠閉門(mén)造車(chē)，他們兵精糧足，更愿意以低成本拉來(lái)同盟與英特爾抗衡。
龍芯采用的MIPS架構(gòu)還有一個(gè)特殊的優(yōu)勢(shì)：作為一個(gè)不依托于任何大廠的獨(dú)立架構(gòu)，MIPS更鐘情于游戲機(jī)、光碟、機(jī)頂盒等嵌入式設(shè)備，這些場(chǎng)景起量快，來(lái)錢(qián)也快。時(shí)值臺(tái)灣地區(qū)設(shè)計(jì)業(yè)風(fēng)起云涌，MIPS在島內(nèi)的生意做的很好，授權(quán)費(fèi)收到手軟，但是，就像大多數(shù)外資科技公司一樣，MIPS在大陸地區(qū)面臨棘手的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。
此前，龍芯一直在未經(jīng)授權(quán)的情況下自己搞MIPS架構(gòu)的電腦CPU，但由于沒(méi)有商業(yè)化，雙方也相安無(wú)事。但在2005年，龍芯與微軟合作開(kāi)發(fā)Windows CE，龍芯板卡快要送到美國(guó)時(shí)，MIPS給微軟發(fā)了一封致命的郵件：只要龍芯踏上美利堅(jiān)的土地，便違反了MIPS的專(zhuān)利權(quán)。龍芯眼看唾手可得的微軟加持buff，雞飛蛋打。
MIPS的警告信揭開(kāi)了中國(guó)科技界一個(gè)幾乎默認(rèn)的鍋蓋：改革開(kāi)放之初，外資公司對(duì)中國(guó)市場(chǎng)多不重視，申請(qǐng)專(zhuān)利也未同步申請(qǐng)，而當(dāng)時(shí)的中國(guó)的專(zhuān)利法規(guī)定，若未在一年內(nèi)申請(qǐng)專(zhuān)利，則之后不可申請(qǐng)，由此造就了一個(gè)空前的機(jī)遇——不過(guò)美中不足的是，這個(gè)基于只在中國(guó)境內(nèi)管用。
沒(méi)了大陸專(zhuān)利鍋蓋的保護(hù)，龍芯遭遇了一系列專(zhuān)利狙擊：2005年7月，半導(dǎo)體調(diào)研機(jī)構(gòu)In-Stat發(fā)布獨(dú)立分析報(bào)告稱(chēng)，龍芯處理器架構(gòu)與MIPS近似度達(dá)95%，由于未獲授權(quán)，一旦龍芯開(kāi)始市場(chǎng)化，可能引發(fā)知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛。
作為國(guó)家863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目，中科院計(jì)算機(jī)研究所緊急辟謠，身為研究組組長(zhǎng)的胡偉武也出面澄清，龍芯是中國(guó)人自主研發(fā)而成，指令系統(tǒng)有意避開(kāi)了國(guó)外已有專(zhuān)利。
但MIPS顯然無(wú)法滿(mǎn)足于這個(gè)說(shuō)法，幾番談判之后，MIPS開(kāi)出了100萬(wàn)美元的天價(jià)。2006年，芯片界爆發(fā)了臭名昭著的漢芯事件，加之中芯國(guó)際在臺(tái)積電的官司上認(rèn)輸賠款，整個(gè)輿論對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)開(kāi)展了無(wú)差別的口誅筆伐，負(fù)面評(píng)價(jià)鋪天蓋地。
手拿“漢芯1號(hào)”展示芯片的陳進(jìn)，2003年
眼看火燒眉毛，危機(jī)不得不解。正值中法兩國(guó)2007年交流逢春，利用這個(gè)政治契機(jī)，中科院通過(guò)借道合作伙伴意法半導(dǎo)體的方式，讓龍芯間接獲取了MIPS架構(gòu)全部專(zhuān)利。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)，合作宣布當(dāng)天，《人民日?qǐng)?bào)》的大號(hào)標(biāo)題上書(shū)：
中國(guó)龍芯面向全球市場(chǎng)。
然而，這個(gè)應(yīng)急之策有著天然的缺陷：借道意法半導(dǎo)體買(mǎi)專(zhuān)利、流片、賣(mài)芯片，那最后的芯片產(chǎn)權(quán)到底歸誰(shuí)？龍芯豈不是成了意法半導(dǎo)體的一個(gè)外包設(shè)計(jì)工作室？?jī)赡曛螅瑸橐粍谟酪莸慕鉀Q問(wèn)題，中科院剪斷彎彎繞，直接與MIPS簽了約。
但意想不到的是，就在簽約完成不久后，某媒體發(fā)表了一篇《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》，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，“龍芯造假”、“龍芯騙補(bǔ)”、“龍芯不是自主設(shè)計(jì)”等聲音此起彼伏。加上此前漢芯事件的惡劣影響，輿論對(duì)國(guó)內(nèi)芯片自主研發(fā)能力的質(zhì)疑達(dá)到了頂點(diǎn)。
進(jìn)退失據(jù)
國(guó)產(chǎn)CPU與國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)一樣，由于核心技術(shù)受制于人，都有一種對(duì)“卡脖子”的天然恐懼。關(guān)于自主CPU芯片，彼時(shí)產(chǎn)業(yè)內(nèi)一直有三派意見(jiàn)：
一派認(rèn)為國(guó)產(chǎn)CPU應(yīng)當(dāng)從頭搞起，完完全全的“自主化”，放棄民用市場(chǎng)只服務(wù)于軍隊(duì)和政府；一派認(rèn)為技術(shù)追趕無(wú)望，不如把經(jīng)費(fèi)省下來(lái)攻堅(jiān)其他領(lǐng)域，“全球不就一個(gè)英特爾么，難道全世界除了美國(guó)都不安全了？”
胡偉武和龍芯代表的則是第三派：完全自主產(chǎn)權(quán)短期難度太大，自主創(chuàng)新也未必一定要從頭搞起。面對(duì)購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)利引發(fā)的爭(zhēng)議，胡偉武不得不向媒體做了一堂無(wú)奈又心酸的計(jì)算機(jī)原理課：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，作為出頭鳥(niǎo)的龍芯依然遭遇千夫所指。
在國(guó)產(chǎn)CPU萬(wàn)馬齊喑的那段時(shí)間，產(chǎn)業(yè)界也對(duì)未來(lái)的發(fā)展方向逐漸達(dá)成了共識(shí)：技術(shù)上，完全自主短期內(nèi)不現(xiàn)實(shí)，只能基于海外專(zhuān)利做自主創(chuàng)新；生態(tài)上，外設(shè)、應(yīng)用支撐用戶(hù)體驗(yàn)，市場(chǎng)上，民用市場(chǎng)有難度，暫時(shí)以政府采購(gòu)牽頭，主攻自主信息化市場(chǎng)。在這些問(wèn)題中，市場(chǎng)路線是最難回答的。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
在政府采購(gòu)領(lǐng)域，往往會(huì)遇到一個(gè)“雞生蛋蛋生雞”式的悖論——政府的要求是好用能用，即在其他市場(chǎng)被驗(yàn)證的產(chǎn)品。但國(guó)產(chǎn)CPU一開(kāi)始就沒(méi)人用，還指望著從政府先支持一把，繼而轉(zhuǎn)向民用市場(chǎng)。另一方面，國(guó)產(chǎn)CPU想打開(kāi)市場(chǎng)，前提是自身先市場(chǎng)化，把角色從“課題組”轉(zhuǎn)向“公司”。
2010年，“十一五”計(jì)劃行將收尾，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)：申威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編制。胡偉武一咬牙，決定讓龍芯走市場(chǎng)化之路，主攻軍政市場(chǎng)和中低端的桌面系統(tǒng)市場(chǎng)。
隨后，龍芯課題組從中科院集體辭職，放棄體制內(nèi)身份，組建了龍芯中科公司，試圖通過(guò)市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化自我造血。
龍芯3號(hào)芯片系列之一
2008年開(kāi)始研發(fā)的龍芯3B1000，是龍芯在中科院的最后一款芯片。龍芯3B1000基于65nm工藝，目標(biāo)主頻800MHz-1GHz，八核結(jié)構(gòu)，在當(dāng)時(shí)屬于世界領(lǐng)先水平。2010年6月流片，11月底第一批芯片交付完成。
以龍芯3B1000為代表的龍芯三號(hào)研發(fā)期間，恰好趕上863課題結(jié)束，“核高基”尚未啟動(dòng)。為了保障龍芯的開(kāi)發(fā)，科學(xué)院專(zhuān)門(mén)劃撥了500萬(wàn)元經(jīng)費(fèi)，科技部也在863計(jì)劃內(nèi)緊急安排了2000萬(wàn)元。
在計(jì)算所中層干部會(huì)上，原所長(zhǎng)李國(guó)杰專(zhuān)門(mén)為龍芯設(shè)了個(gè)沒(méi)有經(jīng)費(fèi)上限的課題，告訴他說(shuō)：“胡偉武，計(jì)算所就是砸鍋賣(mài)鐵也要支持龍芯的研發(fā)。”
等到龍芯第一筆“核高基”課題經(jīng)費(fèi)到賬時(shí)，龍芯課題組已經(jīng)預(yù)支了計(jì)算所近八千萬(wàn)元經(jīng)費(fèi)。但誰(shuí)都沒(méi)想到，被寄予厚望的龍芯3B1000，最后連操作系統(tǒng)都啟動(dòng)不了。
龍芯采用多核研發(fā)戰(zhàn)略，本想畢其功于一役，但龍芯3B1000剛好趕上了龍芯從課題組轉(zhuǎn)向市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)。原先，胡偉武作為課題組組長(zhǎng)總攬研發(fā)，每顆芯片從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能驗(yàn)證一直到物理設(shè)計(jì)，從頭盯到尾。但公司化運(yùn)作后，胡偉武的精力被公司運(yùn)營(yíng)牽扯，研發(fā)團(tuán)隊(duì)群龍無(wú)首，技術(shù)問(wèn)題大面積暴露。
直到2013年，龍芯的技術(shù)問(wèn)題才逐步解決，結(jié)果又遇到了代工廠工藝滑鐵盧。一些主管部門(mén)和應(yīng)用單位，早已不堪如此漫長(zhǎng)的“出題-解題-再出題”的煎熬循環(huán)。同一時(shí)期，彼岸的對(duì)手迎來(lái)高速發(fā)展期。
從2006年到2013年，龍芯CPU的單核性能只提高了50%，同期的x86 CPU則提高了5倍，兩者的差距，從一兩倍一下拉到了十倍。
國(guó)產(chǎn)CPU的歧路，本質(zhì)在于市場(chǎng)化轉(zhuǎn)型階段，學(xué)院派與工業(yè)界的脫鉤。在“課題組”的架構(gòu)慣性下，國(guó)內(nèi)公司在“十一五”期間基本都放松了單核性能的提高，而是轉(zhuǎn)做多核，核心數(shù)大多吊打英特爾和AMD，但單核性能的孱弱，讓國(guó)產(chǎn)CPU在當(dāng)時(shí)如火如荼的自主信息化市場(chǎng)中幾乎找不到任何生存空間。
胡偉武后來(lái)總結(jié)說(shuō)：“在芯片研發(fā)方面，我們過(guò)分強(qiáng)調(diào)多核和SOC的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)單核本身性能提高關(guān)注不夠。在績(jī)效管理方面，我們照搬成熟大企業(yè)的績(jī)效考核方式，不僅沒(méi)有提高、反而挫傷了銷(xiāo)售人員的積極性?！?/p>
2013年5月，龍芯暫停了已經(jīng)完成主要設(shè)計(jì)的16核龍芯3C處理器的流片，徹底停止16核處理器研制，開(kāi)始四核3A2000處理器的研發(fā)。但在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，無(wú)論是政策還是市場(chǎng)，都對(duì)“國(guó)產(chǎn)自主”失去了耐心。
2013年起，“核高基”基本上放棄了CPU自主研發(fā)路線，轉(zhuǎn)而支持引進(jìn)國(guó)外CPU技術(shù)的路線。市場(chǎng)上“引進(jìn)派”的聲浪也蓋過(guò)了“自主派”，以IBM、AMD、威盛、ARM為代表的境外CPU全方位涌入。
對(duì)于剛剛脫離體制市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)的龍芯來(lái)說(shuō)，這是他們最不愿意看到的情況。
引進(jìn)之憂(yōu)
“引進(jìn)派”在2010年后成為業(yè)界主流，繼而影響決策方向，有國(guó)產(chǎn)CPU自身拉胯的因素，但更多是全球產(chǎn)業(yè)格局的變動(dòng)。
2006年后，英特爾的宿敵AMD接連犯錯(cuò)，先是收購(gòu)ATI的GPU業(yè)務(wù)兩線作戰(zhàn)，難以同時(shí)應(yīng)付牙膏廠和皮衣男黃仁勛；后是自家的晶圓代工廠格羅方德陰溝翻船，業(yè)務(wù)生存空間逼仄，疊加制程升級(jí)受阻，股價(jià)從從最高峰時(shí)的40多美元，一路跌到只有一塊多。
2012年，AMD虧損超過(guò)10億美元，大幅裁員15%，華爾街順手給AMD宣判了死刑：“沒(méi)有任何投資價(jià)值”。風(fēng)雨飄搖之際，黃仁勛的遠(yuǎn)房親戚蘇姿豐接過(guò)了AMD的帥位。而與AMD一樣失意的，還有臺(tái)塑之父王永慶的虎女王雪紅創(chuàng)辦的威盛電子。
AMD新掌門(mén)人蘇姿豐
上世紀(jì)80年代，威盛從CPU周邊開(kāi)始一路蠶食英特爾地盤(pán)，到了90年代，王雪紅更是收購(gòu)了兩家研發(fā)CPU的美商，擁有不少x86架構(gòu)專(zhuān)利，一度被臺(tái)灣地區(qū)視為產(chǎn)業(yè)升級(jí)的希望。但新世紀(jì)后，英特爾開(kāi)始自研芯片組。加上王雪紅的主要精力放在了HTC手機(jī)上，威盛慢慢成了一個(gè)雞肋。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
x86陣營(yíng)的兩個(gè)大玩家失意，讓國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界看到了希望。在新一輪國(guó)產(chǎn)CPU的路線轉(zhuǎn)換中，地方政府成為新興勢(shì)力背后不可忽視的支持力量。
2013年，上海市國(guó)資與威盛電子合作成立了兆芯——王家與上海結(jié)緣甚深，王雪紅的哥哥幾乎和張汝京在同一時(shí)間來(lái)滬創(chuàng)辦晶圓代工廠，威盛則早在世紀(jì)初就在上海設(shè)點(diǎn)，大陸設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)發(fā)展有十余年時(shí)間，兆芯站在威盛的肩膀上，省了不少力氣。
與龍芯一樣出于中科院門(mén)下的中科曙光，則在2016年選擇與AMD成立了海光。海光的背后，是成都市國(guó)資的大力支持。當(dāng)年“砸鍋賣(mài)鐵支持龍芯研發(fā)”的李國(guó)杰，在90年代一手領(lǐng)導(dǎo)了曙光服務(wù)器的研發(fā)，在后來(lái)的二十多年，曙光成為與聯(lián)想匹敵的國(guó)內(nèi)服務(wù)器廠商。
對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，AMD的Zen架構(gòu)性能強(qiáng)悍，是一個(gè)很有吸引力的選項(xiàng)。在支付了約3億美元的合作費(fèi)用后，透過(guò)兩層公司的11個(gè)流程授權(quán)，海光最終得以在中國(guó)大陸地區(qū)銷(xiāo)售產(chǎn)品。雖然引進(jìn)的芯片經(jīng)聯(lián)合研發(fā)后，被AMD做了大幅閹割，但性能表現(xiàn)依然遠(yuǎn)超眾多國(guó)產(chǎn)CPU，海光繼承的五年前的架構(gòu)，放到今天，依然是第一梯隊(duì)選手。
AMD和海光的合作，為蘇姿豐提供了一筆豐厚的啟動(dòng)資金，消息公布當(dāng)日，公司的股價(jià)就非理性上漲了50%。兆芯對(duì)威盛的交易也是一石三鳥(niǎo)，CPU研發(fā)團(tuán)隊(duì)、x86架構(gòu)專(zhuān)利、芯片組產(chǎn)業(yè)鏈；海光背靠上市公司中科曙光，借鑒AMD的作業(yè)，加上國(guó)密算法，在商用服務(wù)器起量很快。
更重要的是，兩者的起步經(jīng)費(fèi)動(dòng)輒20億，相比于十五年花了不過(guò)8億的龍芯，引進(jìn)派彈藥充足。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2020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，卻有一個(gè)致命的風(fēng)險(xiǎn)——國(guó)際局勢(shì)的變化。
2019年中美貿(mào)易摩擦，一直在潛水《華爾街日?qǐng)?bào)》突然給海光扣上了一頂“軍方背景”的帽子。同年，海光被美國(guó)列入實(shí)體清單，AMD隨之宣布不再授權(quán)新一代Zen架構(gòu)。從威盛那里買(mǎi)到專(zhuān)利的兆芯，也早收到了英特爾的警告：不要越過(guò)雷區(qū)。
正所謂此一時(shí)彼一時(shí)，相比當(dāng)初的風(fēng)雨飄搖，此時(shí)的AMD已經(jīng)走過(guò)了漫長(zhǎng)的死亡之谷，不再需要外援輸血。況且，在灣區(qū)的勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，AMD的芯片被用來(lái)為美國(guó)的核威懾提供動(dòng)力。孰輕孰重，AMD自知。
“拿來(lái)主義”的路線，最終還是被證明存在根本缺陷。一直以來(lái)，大陸的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。
這種對(duì)于x86架構(gòu)吸收的吃力，可以從兆芯管窺一二。2010年，威盛把x86帶到了上海，技術(shù)負(fù)責(zé)人帶著幾百號(hào)人悶在小黑屋里，光是CPU核的源代碼就看了兩年，最終才弄懂。兆芯開(kāi)始搞CPU后，四五百人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，傾力攻堅(jiān)三四年，也只是維持了一個(gè)半CPU項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，x86繁重的歷史包袱，是“吸收創(chuàng)新”的巨大拖累。
全自主，需要從底層開(kāi)始，幾無(wú)可能；引進(jìn)x86架構(gòu)，卻也面臨被斷供、無(wú)法更新的擔(dān)憂(yōu)。國(guó)產(chǎn)CPU的下一步，不得不回到最本源的問(wèn)題：生態(tài)。
生態(tài)摸索
對(duì)于國(guó)產(chǎn)CPU來(lái)說(shuō)，最好的老師始終是英特爾。不同之處在于，引進(jìn)派采取“進(jìn)口”拿來(lái)的思路，要在中國(guó)復(fù)制一個(gè)英特爾的國(guó)產(chǎn)化鏡像，保證產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)安全。而自主派需要做的，是學(xué)習(xí)英特爾在歷史上的打法，最終形成一個(gè)在技術(shù)上不依賴(lài)外部供應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈。
簡(jiǎn)而言之，引進(jìn)派學(xué)形，自主派學(xué)神。
另一方面，學(xué)英特爾不是問(wèn)題，但學(xué)哪一年的英特爾是個(gè)大問(wèn)題——所有采購(gòu)單位遇到龍芯，都會(huì)提出一個(gè)直擊靈魂深處的問(wèn)題：你們離英特爾有多遠(yuǎn)？
在帶領(lǐng)龍芯經(jīng)歷了“大煉多核”的慘敗后，胡偉武逐漸想明白：國(guó)產(chǎn)CPU應(yīng)該學(xué)習(xí)的不是現(xiàn)在的英特爾，而是上個(gè)世紀(jì)八九十年代的英特爾：?jiǎn)慰副姸喔?jìng)爭(zhēng)對(duì)手，利用“人民戰(zhàn)爭(zhēng)”打贏市場(chǎng)之戰(zhàn)的革命者。
1985年，英特爾在DRAM市場(chǎng)被日本廠商群毆，CEO格魯夫力排眾議，集中轉(zhuǎn)向彼時(shí)的“非主流市場(chǎng)”：應(yīng)用于個(gè)人電腦的CPU。起初，英特爾在技術(shù)上處于劣勢(shì)，但采取了三個(gè)策略：
?。?）從低端市場(chǎng)做起，造出好用的CPU，建立穩(wěn)固的“革命根據(jù)地”；（2）保持向前兼容，雖然背上了歷史包袱，但能夠籠絡(luò)一大批忠誠(chéng)客戶(hù)；（3）開(kāi)放x86架構(gòu)，制定外圍標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)業(yè)鏈上團(tuán)結(jié)一切可以團(tuán)結(jié)的力量，發(fā)動(dòng)群眾斗地主。
這三大策略，即是英特爾完成從電腦到服務(wù)器CPU統(tǒng)一戰(zhàn)爭(zhēng)的屠龍術(shù)。領(lǐng)悟到英特爾的致勝秘訣，從2012年開(kāi)始，龍芯采取了三步走戰(zhàn)略：
首先從嵌入式CPU著手，把龍芯應(yīng)用到門(mén)鎖、學(xué)習(xí)機(jī)和衛(wèi)星上面。這些場(chǎng)景本來(lái)就是MIPS架構(gòu)的天然場(chǎng)景，保證了現(xiàn)金流；然后中止多核研發(fā)，專(zhuān)注把單核性能做上去，這對(duì)普通用戶(hù)的日常使用非常關(guān)鍵，也保證龍芯測(cè)試的時(shí)候不會(huì)拉胯；最后主動(dòng)團(tuán)結(jié)一切能團(tuán)結(jié)的系統(tǒng)商、軟件商和ODM工廠，像服務(wù)員一樣服務(wù)好他們。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
三步走逐漸取得成效，龍芯在2015年?duì)I收破億，初步盈虧平衡。度過(guò)了鬼門(mén)關(guān)后，胡偉武發(fā)現(xiàn)，對(duì)于幾乎沒(méi)有獨(dú)自建立過(guò)現(xiàn)代信息生態(tài)的中國(guó)人來(lái)說(shuō)，國(guó)產(chǎn)CPU的生態(tài)工作千頭萬(wàn)緒，只能參照另外一個(gè)學(xué)習(xí)對(duì)象，蘋(píng)果。
在英特爾的世紀(jì)商戰(zhàn)后，蘋(píng)果實(shí)際上繼承了其衣缽，但蘋(píng)果的自研芯片之路其實(shí)也面臨著兩個(gè)特殊的難題：其一，從最上層的應(yīng)用到最底層的芯片，其中層巒疊嶂，哪些是四兩撥千斤的抓手？其二，蘋(píng)果自研ARM芯片，一開(kāi)始跑分極其難看，如果芯片拖了后腿，怎么保證終端產(chǎn)品的體驗(yàn)？
隨著政府應(yīng)用測(cè)試逐批次深入，胡偉武意識(shí)到，國(guó)產(chǎn)CPU構(gòu)建生態(tài)所面臨的具體問(wèn)題，就是蘋(píng)果式的問(wèn)題，放在中國(guó)的環(huán)境下，可以總結(jié)為兩個(gè)問(wèn)題：
一是產(chǎn)業(yè)離散，拼圖殘缺。長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)的ICT產(chǎn)業(yè)鏈基于外國(guó)的架構(gòu)根基，做應(yīng)用的人多，造輪子的人少。幾百萬(wàn)精于java的程序員拿得出手，但一說(shuō)到j(luò)ava虛擬機(jī)，則寥寥無(wú)幾。同樣的尷尬，也存在于API接口、QT庫(kù)、甚至底層一點(diǎn)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。
二是系統(tǒng)多冗余，少系統(tǒng)優(yōu)化。x86和微軟體系帶著幾十年的歷史包袱，越來(lái)越繁重冗余，照葫蘆畫(huà)瓢地引進(jìn)和使用，讓信息系統(tǒng)不堪重負(fù)。但實(shí)際上，在新建的國(guó)產(chǎn)CPU+操作系統(tǒng)里，完全可以大幅優(yōu)化，提升體驗(yàn)。
按照這兩個(gè)邏輯，龍芯兩面出擊。一面，龍芯干脆自建java虛擬機(jī)、API接口等中間層，用這些關(guān)鍵的輪子承上啟下。另一面，對(duì)于黨政軍的關(guān)鍵應(yīng)用，龍芯消除冗余、提高效率。某指揮系統(tǒng)應(yīng)用在經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，龍芯的運(yùn)行時(shí)間從每秒3幀提升到了30幀，比同時(shí)期的英特爾產(chǎn)品還要高50%。
隨著生態(tài)的建立和使用體驗(yàn)的提升，龍芯應(yīng)對(duì)住了挑戰(zhàn)，國(guó)產(chǎn)CPU產(chǎn)業(yè)鏈也逐漸確立了兩個(gè)原則：一個(gè)是自主可控政策劃定下的“籬笆墻”內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)；一個(gè)是“市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的舉國(guó)體制”。前者瞄準(zhǔn)國(guó)產(chǎn)CPU的研發(fā)強(qiáng)度，后者則指向公平競(jìng)爭(zhēng)下的全產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)。
隨著時(shí)間推移，這兩條原則成為極具指導(dǎo)意義的國(guó)產(chǎn)CPU發(fā)展框架。在這個(gè)框架內(nèi)，半開(kāi)放的ARM架構(gòu)給出了充足的自主研發(fā)空間，且有海量移動(dòng)端應(yīng)用可以方便移植，憑借這兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，ARM派路線飛速崛起，最終迎來(lái)了一位重磅級(jí)選手，華為。
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，2020年5月，鯤鵬CPU進(jìn)入中國(guó)電信采購(gòu)名單。華為一如當(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。
一方面，“鯤鵬”給國(guó)產(chǎn)CPU帶來(lái)了新的突破；但另一方面，“鯤鵬”也讓“能打的只有華為”這句席卷若干行業(yè)的話(huà)，又涵蓋了一個(gè)新的領(lǐng)域。這里面有自豪，也有尷尬。
尾聲
2018年，中興事件爆發(fā)，國(guó)產(chǎn)CPU市場(chǎng)開(kāi)始放量崛起。
在離開(kāi)聯(lián)想的二十多年間，倪光南始終在為國(guó)產(chǎn)CPU奔走。當(dāng)初的倪柳之爭(zhēng)成為了中國(guó)科技史上的一段佳話(huà)，“貿(mào)工技”與“技工貿(mào)”的紛爭(zhēng)直到今天都是社交媒體上的話(huà)題。
倪光南當(dāng)年的年輕助手梁寧，在中興事件后把倪光南描述成了一個(gè)崇高的理想主義者，在當(dāng)時(shí)引發(fā)了熱議，國(guó)人無(wú)不唏噓[6]。
1994年，隨著貿(mào)易壁壘拆除，英特爾、微軟等海外公司大舉入華，倪光南奔波于北京上海兩地，策劃成立電腦CPU設(shè)計(jì)中心，嘗試失敗。隨后，倪光南又搞了一個(gè)“方舟CPU”，類(lèi)似于今天谷歌上網(wǎng)本的極端超前的想法，結(jié)果公務(wù)員被攤派下去都不想用，第二次嘗試告敗。
中國(guó)的很多高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大多都尊循這么幾個(gè)步驟：領(lǐng)導(dǎo)殷切關(guān)懷-部委高度重視-財(cái)政天量投入-企業(yè)集中攻關(guān)-技術(shù)取得突破。大多數(shù)領(lǐng)域都依賴(lài)于這套中國(guó)特色的產(chǎn)學(xué)研模式，然而這套模式有兩個(gè)關(guān)鍵的前提——不考慮成本，不考慮良率。
時(shí)至今日，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)很多“達(dá)到國(guó)際水平”的成果，要么只能服務(wù)于個(gè)別的小眾市場(chǎng)，要么評(píng)審驗(yàn)收之后就生銹落灰。
上世紀(jì)90年代，國(guó)際局勢(shì)變化引發(fā)了社會(huì)輿論對(duì)技術(shù)自主的擔(dān)憂(yōu)，“自主研發(fā)”的口號(hào)響徹云霄。但胡偉武在課題組領(lǐng)導(dǎo)龍芯研發(fā)時(shí)，深處的環(huán)境是捉襟見(jiàn)肘的科研經(jīng)費(fèi)，幾無(wú)根基的消費(fèi)市場(chǎng)和陳舊落后的制造體系。更要命的是，半導(dǎo)體天生是一個(gè)“一步領(lǐng)先，步步領(lǐng)先”的行業(yè)。
換句話(huà)說(shuō)，直到新世紀(jì)的第二個(gè)十年，國(guó)產(chǎn)CPU配套的基礎(chǔ)設(shè)施都難言齊整。作為工業(yè)與科技的皇冠，CPU需要的不只是滿(mǎn)腔熱血和埋頭苦干，而是產(chǎn)業(yè)配套、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)乃至綜合國(guó)力的比拼。非不為也，實(shí)不能也。
有一個(gè)很有意思的問(wèn)題：英特爾、蘋(píng)果和華為，誰(shuí)的研發(fā)費(fèi)用最多？誰(shuí)的最少？
答案可能會(huì)出乎很多人的意料：從華為開(kāi)始公布年報(bào)的2006年算起，蘋(píng)果的研發(fā)開(kāi)支沒(méi)有一個(gè)年份比華為高。而到了2018年，華為的研發(fā)投入才第一次歷史性的超過(guò)英特爾。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
但強(qiáng)如華為，其推出自研服務(wù)器CPU也就是近兩年的事情，甚至還要早于蘋(píng)果的M1芯片。在英特爾盤(pán)踞的電腦和服務(wù)器CPU大本營(yíng)，除了拉胯幾年真香幾年的AMD，一直缺乏有力的競(jìng)爭(zhēng)者。
前段時(shí)間，胡偉武的一段“14nm芯片已經(jīng)夠用的言論”再度引發(fā)爭(zhēng)議，很多人只注意到“不要美國(guó)做5納米，我們就要做5納米”的言論，而忽視了后半句：“90.9%的應(yīng)用都能用14nm，只要做好系統(tǒng)優(yōu)化，就能夠在市場(chǎng)中有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力?！?/p>
與篳路藍(lán)縷的30年前相比，如今的中國(guó)有市場(chǎng)、有政策、有緊迫、有口號(hào)。但對(duì)于國(guó)產(chǎn)CPU來(lái)說(shuō)，需要理想主義的熱忱，也需要對(duì)市場(chǎng)規(guī)則的敬畏，更需要對(duì)科研人員的慷慨、包容和耐心。
中國(guó)的很多產(chǎn)業(yè)，并不害怕屢戰(zhàn)屢敗，害怕的是“今天大手一揮，明天造不如買(mǎi)”的左右搖擺。
參考資料：
[1].史蒂夫·喬布斯傳，沃爾特·艾薩克森
[2].龍芯的足跡，胡偉武
[3].尷尬中國(guó)芯：龍芯CPU的艱澀之旅，財(cái)經(jīng)文摘
[4].漢芯造假案系列，21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道
[5].龍芯首席設(shè)計(jì)師：用領(lǐng)袖思想武裝龍芯課題組，財(cái)經(jīng)文摘
[6].一段關(guān)于國(guó)產(chǎn)芯片和操作系統(tǒng)的往事，梁寧
[7].龍芯中科官方公眾號(hào)