近年來，我國信息產業發展面臨“卡脖子”的困境，企業發展屢遭限制，“缺芯少魂”的局面給信息產業的發展帶來了較大影響。在此過程中，國產 CPU
和國產芯片架構的推出，提振了產業信心。龍芯中科技術股份有限公司（以下簡稱龍芯中科）近 20 年來攻堅克難，勇攀芯片領域的“珠穆朗瑪峰”，推出龍芯
3A5000 和自主指令集架構 LoongArch， 給信息產業的“缺芯”困境帶來了曙光。
如何才能從根源上破解“缺芯少魂”的困局？近日，通信世界全媒體總編輯劉啟誠深度對話龍芯中科董事長、中科院計算研究所研究員胡偉武，聽他解讀中國“芯”的自強之路。
龍芯中科董事長、中科院計算研究所研究員 胡偉武
“引進”還是“自主研發”？
多年爭論終有答案
從 2018 年中興通訊被美國制裁開始，我國信息產業的發展遇到了強大的非市場壓力。隨着中美貿易摩擦的不斷升級，美國將越來越多的中國高科技企業列入實體清單。信息產業發展受限，這讓全社會日益關注行業的自主創新能力和進程。
自主研發談何容易。縱觀當前芯片市場 ，“Wintel”（Windows + Intel） 和 “AA”（ARM + Android） 體系稱霸 PC 和手機端。與微軟、英特爾 、ARM、 Google等國際知名企業相比，龍芯中科就像是襁褓中的嬰兒，在夾縫中一點點積蓄自己的實力，不斷成長。
從 2001 年在中科院計算所成立團隊以來，龍芯中科已走過 20 年艱辛路。胡偉武談道：“龍芯通過 20 年積累完成 CPU 性能補課 ，CPU 通用處理性能逼近市場主流產品水平，龍芯基礎版 OS 在試錯中趨於成熟，架構穩定，成熟度接近 Windows XP 的發展階段。”在芯片自主研發的基礎上，龍芯中科還攻下了指令集這一“高地 ”。2021 年，龍芯中科推出完全自主指令集架構 ——LoongArch， 標誌着指令集系統架構承載的軟件生態走向完全自主。龍芯 3A5000 採用最新的 LoongArch 指令集架構，與國內採用引進技術的 CPU 相比，在性能上優勢明顯。
“引進”還是“自主研發”，一直是信息產業爭論不休的話題。而隨着中美貿易摩擦的不斷升級，自主研發的觀點漸成共識 。2006 年我國定義了創新的 3 種模式——原始創新、引進消化吸收再創新以及集成創新。然而原始創新因為周期太長，幾乎得不到支持 。2020 年召開的十九屆五中全會明確提出了“把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐”，以及“以改革創新作為根本動力”，這一科學論斷終結了產業界關於創新模式的爭論；但在實踐層面，估計至少還需要 10 ～ 15 年的時間，自主創新才能初見成效。
另起爐灶
我國產業發展需建立第三套生態體系
芯片雖然“身材”小，卻像是信息產業的“心臟”，關係到我國信息產業的未來，要建立真正的國產信息產業體系還需建立自主技術生態體系。從目前產業發展的情況來看，產業發展的主導權掌握在外國企業手中。據統計，我國工業行業的利潤率普遍高於電子工業，如 2017 年我國工業利潤率是 6.5%， 但電子工業的利潤率只有 5.4%。 再比如，蘋果 2018 年的凈利潤為 595 億美元，而華為凈利潤為 593 億人民幣（約 88 億美元），差距甚大。究其原因則是核心技術沒有掌握在中國企業手中，中國企業如果要破局，就要從根本上解決問題。
對此，胡偉武直言：“在 ‘Wintel’ 和 ‘AA’ 體系佔據全球統治地位的背景下，中國要想實現信息產業的大發展就一定要打造第三套體系，實現‘三分天下有其一’。一旦建立了國產信息產業生態體系，就算用落後的工藝都能提供很好的用戶體驗。”
目前全球信息產業發展的命脈掌握在外國企業手中。硅谷的產品升級，則中國企業的產品也跟着升級。分析鴻蒙發展遇到的困境可以發現，產業發展的關鍵不在於技術，而是在於開發 APP 的人選擇支持Android生態還是鴻蒙生態，鴻蒙要想走向全球也面臨類似問題，如果Google地圖、Twitter 、Facebook 等 APP 不支持鴻蒙，鴻蒙如何走向全球？所以胡偉武強調，一定要建立國產信息產業生態體系。
未來龍芯中科如果要實現大發展，就要逐步走向開放市場，但這也會面臨較大挑戰。技術創新難，但更難的是對市場需求的理解。胡偉武講道，定義芯片比研發芯片難，要開發出滿足市場需求的產品就要不斷探索和試錯，走螺旋式上升的道路，才有可能實現自身的跨越式發展。
走向開放市場，胡偉武選擇了“以市場帶技術”的道路。在科研院所研發芯片與面向市場研發芯片是截然不同的。在走向開放市場的過程中，龍芯中科遇到了數以千計意想不到的問題，在此過程中龍芯產品的性能得到了較大提升。龍芯中科用 20 年的實踐證明：“以市場帶技術”的道路是行得通的 。2019 年龍芯中科的芯片銷量達到幾十萬片 ，2020 年龍芯中科的芯片銷量達到百萬片，預計 2022 年後龍芯中科將逐步走向開放市場。
放眼未來
把脈國產信息產業發展的三大堵點
放眼我國信息產業發展未來，胡偉武分析了行業遇到的“瓶頸”問題，而芯片及操作系統是其中的關鍵環節。黨的十九屆五中全會提出“要加快構建以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局”。國內大循環要實現暢通，就要先打通三大“堵點”環節。
·一是實現基於自主 IP 核的芯片研發。決定芯片性能、成本、功耗和安全性的是 IP 核，與國內其它芯片企業不同，龍芯中科產品中的 IP 核均為自主研發，包括龍芯中科的 CPU、GPU、 內存控制器接口等。
·二是構建基於自主指令系統的軟件生態。指令系統支撐一個生態 ，x86 指令系統支撐 Windows 生態 ，ARM 指令系統支撐Android生態，我國要建立第三套生態體系，就必須採用自主研發的指令系統。中國人可以用英語寫的論文獲得諾貝爾物理學獎，或者用英語寫的小說獲得諾貝爾文學獎，但是不可能用英文發展出中國的民族文化。與國際對接需要解決兼容性問題，未來在龍芯指令系統平台上可以不運行 Windows 系統，但是能運行 Windows 應用；可以不運行Android，但是可以運行Android應用。
“丫鬟拿一輩子鑰匙還是丫鬟。國際兼容與自主研發是可以統一的，不矛盾、不衝突。”胡偉武解釋道。
·三是實現基於自主材料和設備的生產工藝。實現更先進的製程工藝是未來產業發展的關鍵。
“只有打通行業發展的三大‘堵點’環節，才能建立真正的國產信息產業體系。”胡偉武強調。
以點帶面
龍芯產品逐步走向全國
如今，隨着自身實力和產能不斷壯大，龍芯開始建立廣泛的合作生態，將國產化的範圍逐步擴大 。2021 年 6 月 8 日，龍芯中科與中國移動攜手打造的國產化示範營業廳在浙江省金華市正式投入運營，作為首家運營商的全國產化營業廳樣板，該營業廳實現了通信業務辦理端到端設備的國產化替代，成為國產品牌在通信領域“真替真用”的重要里程碑。
“希望在金華這個地級市將國產化做深、做透，將 CPU、 內存芯片、硬盤芯片、主板等底層硬件與 PC 服務器、打印機、網絡設備、金融終端、醫療終端、電信終端等全面打通，從而實現教育、醫療、安全應用，形成產業集聚效應。如果未來能夠逐步將該地級市的營業廳、政府部門辦公硬件以及人們生活產品硬件全面實現國產化，那麼龍芯產品未來在各行各業的普及就會邁上新的台階。”胡偉武講道。
未來龍芯將走向開放市場，開啟廣泛的產業合作是龍芯發展的必經之路，在發展中解決問題，相信龍芯的市場化進程會不斷提速。
圖左：通信世界全媒體總編 劉啟誠 圖右：龍芯中科董事長鬍偉武
人物訪談
劉啟誠： 近兩年，我國芯片發展面臨“卡脖子”問題，“缺芯少魂”的現狀對信息產業的發展帶來了較大影響，國產芯片的發展正面臨怎樣的艱難局面？
胡偉武： 目前中國信息產業的發展由兩大生態體系主導，一個是 “Wintel” 體系，另一個是 “AA” 體系。硅谷的產品一升級，中國的產品必升級，比如英特爾的 CPU 升級，聯想就跟着升級；微軟的操作系統升級了，聯想也會升級；Android升級了，則華為 、OPPO、vivo 也升級。我國信息產業的利潤率不如傳統工業，究其原因在於生態體系的主導權不在中國企業手中。
所以中國信息產業要實現發展必須要打造第三套生態體系，“三分天下有其一”。一旦建立了第三套生態體系，就算用落後的工藝也能提供很好的用戶體驗。
劉啟誠： 從 2001 年創立開始，龍芯已經走過了 20 個年頭，近期推出了國內自主研製的通用型 CPU 龍芯 3A5000， 還發布了完全自主指令集架構 LoongArch。 龍芯是如何克服產品、技術、生態等多重挑戰，最終實現突破的？
胡偉武： 2001 年龍芯開始在中科院計算所做 CPU 研發 ，2010 年開始進行市場化運作 ，2011—2012 年肅清了學院派的遺留問題 ，2013 年開始根據市場要求研發 CPU，2015 年實現了盈虧平衡 ，2020 年龍芯的銷售收入達到了 2015 年的 10 倍 ，2020 年龍芯 CPU 的單核通用處理性能也達到了 2015 年的 10 倍，再過兩三年龍芯就可以走向開放市場。
在這 20 年的時間裡，龍芯遇到了來自各方的壓力。在 2006—2010 年龍芯 CPU 產品研發剛有起色時，多家外企表達了與龍芯合作的意願，同時希望龍芯放棄自主研發，選擇技術授權或者合資。坦率地說，當時國外領先企業的二流、三流產品也比龍芯的一流產品好。
這些外企與龍芯談技術合作，其意圖概括為 4 個字——“繳槍不殺”。但是一旦把“槍杆子”交出去，放棄了自主創新，那麼創新的隊伍就散了。在這 20 年的時間裡，龍芯的研發團隊也經受住了重重考驗。曾經有企業開出幾倍年薪想挖走龍芯的技術骨幹，但是龍芯的工程師們沒有動搖，他們堅持“為人民做龍芯”的根本宗旨，齊心協力攻克無數難關，創造出了龍芯今日的成就。
劉啟誠： 未來，龍芯將如何從技術、產品、生態等方面發力，不斷發展壯大國產芯片產業，助力我國信息產業發展？
胡偉武： 龍芯如果要變得強大，就需要走向開放市場，走“市場帶技術”的路線。定義芯片比研發芯片難。面向開放市場需要不斷探索和試錯，才有可能實現全面發展。
如今，龍芯的產品可與國際領先水平比肩 。2021 年，龍芯中科推出完全自主指令集架構 ——LoongArch， 龍芯 3A5000 採用最新的 LoongArch 指令集架構，單核性能提升 50%， 功耗降低 30%， 與國內採用引進技術的 CPU 相比，在性能上優勢明顯。在研究所做芯片與面向市場做芯片是截然不同的。在走向開放市場的過程中，龍芯遇到了數以千計意想不到的問題，但隨着問題的不斷解決，龍芯的產品性能得到了較大提升 。2019 年龍芯芯片的銷量達到幾十萬片 ，2020 年龍芯芯片的銷量超過百萬片，預計 2022 年龍芯的產品將走向開放市場。