誰主沉浮：國產CPU的三大路線之戰

原創 楊健楷 遠川科技評論 收錄於話題#遠川科技組14個

作者：楊健楷

編輯：董指導

智庫支持：中泰證券計算機分析師楊亞宇

出品：遠川研究所科技組

2002年8月10日凌晨6點，伴隨著電腦上出現「login:」字樣，中科院計算所裡一陣歡呼，龍芯一號CPU終於工作了，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，並湊出了100萬元研發經費，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。高考後，他從浙北山區來到合肥的中科大，一個月20塊錢的生活經費，拿出8塊錢來搞「研發」。而他的導師正是被譽為「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，承載著中國農村「取個賤命好養活」的寓意。

終於，龍芯一號成功應用，而二號、三號也先後研制成功。2007年初，在中法雙方領導人的牽頭下，龍芯還與意法半導體在人民大會堂舉行了一場發布會，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，「中國芯」光環褪盡》的文章發布，龍芯花錢買MIPS架構專利的行為被無限放大。一時間，舉國嘩然，以為是自己研發，沒想到居然是買的。

關鍵時刻，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格的計算機原理課。胡偉武解釋到，買晶片架構不等於買晶片；有了架構，依然需要做大量自主研發工作。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CPU在坎坷和爭議中，舉步維艱卻又砥礪前行。國產CPU的路，到底通往哪裡？

第一個提出搞電腦晶片的人是倪光南。

1994年，面對國外電腦的大幅沖擊，高歌猛進的聯想集團危如累卵。倪光南主張向晶片縱深發展，柳傳志則要建一條電腦組裝線。「技工貿」還是「貿工技」？倪柳二人的路線之爭以倪光南出局終結。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。[1]

聯想在一個貿易紅利指數放大的時代取得了勝利，這在相當程度上影響了人們對於晶片的認知。倪光南出走後十年，聯想先後出了三本書：《聯想為什麼》、《聯想風雲》、《聯想局》。倪柳之爭的廣泛傳播，和聯想2005年收購IBMPC業務的如日中天，仿佛在反覆證明一個真理：晶片造不如買，國產天方夜譚。

聯想成為時代偶像之際，倪光南鼎力支持的國產CPU卻暗淡收場。

當初為了支持方舟科技把國產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，最後是總理頂住層層壓力，方舟一號終於進了政府的採購單。[2]

而開局有多高光，結局就有多慘烈：裝了國產CPU的電腦沒人想用，方舟科技的老板貪了經費，蓋了大樓，最後還說錢不夠用。[3]這更加強化了大眾已有的固執偏見：國產CPU非奸即盜，不如不幹，還是英特爾最香。

然而不同於消費者視角感知，中科院的計算機元老們持續向國家呼籲：「十五」期間要啟動自主CPU的研發，要不然就沒機會了。終於，不滿於英特爾的壟斷地位，以及考慮到CPU受制於人所帶來的安全風險，國家出臺了旨在振興國產自主CPU的「泰山計劃」。

和當時與被寄予厚望的方舟同時進行的，還有另外三大國產CPU項目：

龍芯，因經費左支右絀，在一開始連便宜的MIPS架構都無力承受；申威，由無錫歷史悠久的56所研發，採用古老的Alpha架構，服務於軍隊和超算；飛騰，早在1999年研發出第一款CPU，採用SPARC架構。

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費的支持，國產CPU晶片迎來了春風：基本保持著每一兩年就出一款晶片的速度，在性能的趕超上不遺餘力。2004年的龍芯二號，已經可以追平1999年的奔騰三。

然而，三大國產CPU也很快遇到了三大難關：

性能難關，英特爾在進入新世紀後戰鬥力爆表，AMD在2006年被打殘，國產CPU進展不小，但始終存在代差；生態難關，x86專利牆高聳，國產自主CPU統一採取了繞行策略，但如此一來很難適配微軟系統；量產難關，使用者已經適應了微軟的操作系統，一個荒涼的桌面，沒有吸引力，何談量產。

而之所以有此三大難關，是因為國產CPU都採取了精簡指令集架構：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「十一五」計劃的收尾，國家補貼幅度收緊，三大國產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；飛騰爆發了一場爭論，兩派人員在政府領導面前吵著是否要放棄原有架構，一時陷入了迷茫。

看不到國產CPU的曙光，於是，有人便提議了另一條路線：既然打不過，為什麼不引進呢？

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，國內派出了兩支大軍：上海兆芯、天津海光。業內最流行、最商業化的便是英特爾的X86架構晶片，但英特爾非常強勢，難以談判。於是，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公司威盛電子的X86授權。威盛被譽為「臺灣的英特爾」，其X86專利授權則來自於其收購的兩家被英特爾打得奄奄一息的美國公司Cyrix和Centaur。而威盛電子相幹公司，又是上海兆芯的發起股東，隨後，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，而且自研的Zen架構性能強悍。但迫於英特爾的激烈競爭，AMD現金流壓力大，急需輸血，於是，便有了和海光的合作，但AMD也留了心眼：海光需經兩層公司獲得授權，並經過11個流程，才能在中國大陸地區銷售產品。

引進技術後的兆芯與海光，都實力大增。兆芯對威盛的交易可謂一石三鳥，獲得了CPU研發團隊、x86架構專利、晶片組產業鏈；而海光則背靠上市公司中科曙光，借鏡AMD的作業，加上國產加密算法，在商用服務器起量很快。

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。兆芯成立兩年後便實現了量產，賣了一萬多套。海光在今年上半年營收2.7億，淨利潤6000多萬。

引進路線看起來立竿見影，但當海光被列入美國實體清單，緩過氣的AMD表示最新架構不再對海光授權；而上海兆芯也面臨著專利瑕疵時，我們才發現，引進也不是萬金油。

與此同時，中國大陸地區的x86人才極為薄弱，「拿來主義」能否進化到「吸收創新」，要打一個很大的問號。如果只能停留在對x86硬件層面的複製與黏貼，那麼很難深入地去搞研發，並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，卻也面臨著被斷供、無法更新的擔憂。就當市場再度糾結的時候，ARM卻映入了眼簾。

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架構授權可以在指令集層面永久買斷，一方面可控程度更高，另一方面研發程度更深。因此，國產CPU開始基於ARM架構自主研發，試圖做到與x86架構一樣的性能，從而實現更深層次的替代。

事實證明，國產CPU做的確實不錯，而且是給ARM助攻。

在經歷了2011年秋天的「自主VS引進」路線大爭論後，飛騰選擇了ARM架構。2015年8月，一個名叫CharlesZhang（張承義）的中國人，在全球晶片界的頂會HotChips上「華山論劍」，用中式英語介紹了飛騰服務器CPU「火星」，世界上第一款基於ARM架構研發的64核CPU。

這個發布，在業界引起了不小的轟動，但隨後國內的輿論，卻又讓飛騰經歷了名利場的殘酷：飛騰「媲美英特爾」體的宣傳「令人震動」，大眾認為一個語焉不詳的念稿式發布會，一定隱藏著蒙騙國家補貼的驚天秘密。甚至有人在網路上號召大眾發起一場針對國產CPU的監督運動。

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：

飛騰的商用服務器和桌面CPU制程分別達到了28nm和16nm，基本符合國內特定場景使用；而且聯合了基於開源Linux研發的麒麟操作系統，在臺式機上可運行200萬安卓應用；同時，也通過資本加速，飛騰整體並入上市公司中國長城，方便配套整機。

近兩年國產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20萬塊基於ARM架構的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。而其跨越式的發展，得益於多路並進、「農村包圍城市」的戰略，產品涵蓋了嵌入式、桌面和傳統服務器。

就在飛騰借助ARM架構拓展之時，華為介入了戰場，而且一出手就是大軍團作戰，在服務器CPU市場高舉高打。

2019年初，華為發布了首款ARM架構服務器CPU「鯤鵬」，並與各省市建立了鯤鵬計算產業聯盟，向各地輸送行業標準和人才，並與各地代表性企業建立硬件生產基地。今年5月，鯤鵬CPU進入中國電信採購名單。

華為此番凌厲攻勢，一如當年在程控交換機市場的打法，綁定各地電信局，共榮共存，最終憑借技術升級和渠道，完成了對交換機的國產化。

國產CPU放棄Intel、另起ARM爐灶，燒得確實很旺。但ARM也在美國禁令下搖擺不定，甚至有被出售的風險，因此，一些觀察者認為，國內基於ARM架構的CPU假國產之名，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，遲早會被別人擊敗。

兜兜轉轉，問題又回到了原點：我們究竟要實現什麼程度的自主？國產化應該遵循何種步驟？

從2000年到現在，國產CPU先後走了三條路線：

自主派，執著於對抗英特爾的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，建構出了一座中國人享有完全掌控力的CPU城堡：

市場派，延續了改革開放以來的一貫技術路線：引進、消化、吸收、再創新，礙於英特爾的專利牆，不得不採取迂回策略，或買或租被閹割的x86架構，消化之路猶未可知；

生態派，依托於自有的研發實力，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，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，在嚴格意義上講，最為封閉但占據壟斷地位的X86，應該是第一個被排除出局的。但X86卻又是商業化最成功的，用戶已經完全習慣了微軟+英特爾的組合，沿著x86路線走是遷移成本最低的。

這就是國產自主的尷尬。不同於獨立封閉地制造原子彈，CPU、操作系統、晶片，都是強商業屬性，產業鏈、開發均相當國際化的產品，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。

參考資料：

[1] 聯想：「倪柳之爭」的傷痛，創業邦，2010

[2] 一段關於國產晶片和操作系統的往事，梁寧，2018

[3] 中國第一芯神話破滅，IT時代周刊，2006

原標題：《誰主沉浮：國產CPU的三大路線之戰》

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