谁主沉浮：国产CPU的三大路线之战

本文来自微信公众号：远川科技评论（ID：kechuangych），作者：杨健楷，编辑：董指导，智库支持：中泰证券计算机分析师杨亚宇，出品：远川研究所科技组，题图来自：视觉中国

2002年8月10日凌晨6点，伴随着电脑上出现“login:”字样，中科院计算所里一阵欢呼，龙芯一号CPU终于工作了，我国计算机“缺芯”的局面迎来突破。

一年多前，中科院计算机所成立了龙芯课题，并凑出了100万元研发经费，而32岁的胡伟武就此接下了这个天降大任。胡伟武可谓是为龙芯而生。高考后，他从浙北山区来到合肥的中科大，一个月20块钱的生活经费，拿出8块钱来搞“研发”。而他的导师正是被誉为“中国计算机之母”的夏培肃。

龙芯寄托了太多人的希望。为了研发成功，大家日夜扑在实验室，每天一起读毛选来提升信心；而且，还给龙芯取了另一个名字：狗剩，承载着中国农村“取个贱名好养活”的寓意。

终于，龙芯一号成功应用，而二号、三号也先后研制成功。2007年初，在中法双方领导人的牵头下，龙芯还与意法半导体在人民大会堂举行了一场发布会，双方合作开拓国际市场。然而，一场最大的危机，也随之而来。

2009年，题目为《龙芯无奈购美公司专利授权，“中国芯”光环褪尽》的文章发布，龙芯花钱买MIPS架构专利的行为被无限放大。一时间，举国哗然，以为是自己研发，没想到居然是买的。

关键时刻，胡伟武不得不站出来，为踏破门槛的媒体老师们上了一堂无奈、心酸的计算机原理课。胡伟武解释到，买芯片架构不等于买芯片；有了架构，依然需要做大量自主研发工作。然而，在几年前“磨皮汉芯”的负面阴影下，龙芯依然遭遇千夫所指。

而龙芯所遭遇的舆论困境，也正是国产CPU二十年沉浮的缩影。从自主之难到引进之忧，再到另起炉灶，国产CPU在坎坷和争议中，举步维艰却又砥砺前行。国产CPU的路，到底通往哪里？

第一轮：自主之难

第一个提出搞电脑芯片的人是倪光南。

1994年，面对国外电脑的大幅冲击，高歌猛进的联想集团危如累卵。倪光南主张向芯片纵深发展，柳传志则要建一条电脑组装线。“技工贸”还是“贸工技”？倪柳二人的路线之争以倪光南出局终结。在宣布倪光南被免职的会议上，柳传志掏出手绢抹泪，倪光南凛然危坐，不为所动。[1]

联想在一个贸易红利指数放大的时代取得了胜利，这在相当程度上影响了人们对于芯片的认知。倪光南出走后十年，联想先后出了三本书：《联想为什么》《联想风云》《联想局》。倪柳之争的广泛传播，和联想2005年收购IBMPC业务的如日中天，仿佛在反复证明一个真理：芯片造不如买，国产天方夜谭。

联想成为时代偶像之际，倪光南鼎力支持的国产CPU却暗淡收场。

当初为了支持方舟科技把国产CPU卖出去，北京市政府吃了第一口螃蟹，把微软踢了出去，此事震动太平洋两岸。微软总裁辞职，基辛格去信北京市长施压，最后是总理顶住层层压力，方舟一号终于进了政府的采购单。[2]

而开局有多高光，结局就有多惨烈：装了国产CPU的电脑没人想用，方舟科技的老板贪了经费，盖了大楼，最后还说钱不够用。[3]这更加强化了大众已有的固执偏见：国产CPU非奸即盗，不如不干，还是英特尔最香。

然而不同于消费者视角感知，中科院的计算机元老们持续向国家呼吁：“十五”期间要启动自主CPU的研发，要不然就没机会了。终于，不满于英特尔的垄断地位，以及考虑到CPU受制于人所带来的安全风险，国家出台了旨在振兴国产自主CPU的“泰山计划”。

和当时与被寄予厚望的方舟同时进行的，还有另外三大国产CPU项目：龙芯，因经费捉襟见肘，在一开始连便宜的MIPS架构都无力承受；申威，由无锡历史悠久的56所研发，采用古老的Alpha架构，服务于军队和超算；飞腾，早在1999年研发出第一款CPU，采用SPARC架构。

在“十五”“十一五”两个五年计划期间，凭借863、核高基等众多国家级经费的支持，国产CPU芯片迎来了春风：基本保持着每一两年就出一款芯片的速度，在性能的赶超上不遗余力。2004年的龙芯二号，已经可以追平1999年的奔腾三。

然而，三大国产CPU也很快遇到了三大难关：

性能难关，英特尔在进入新世纪后战斗力爆表，AMD在2006年被打残，国产CPU进展不小，但始终存在代差；生态难关，x86专利墙高耸，国产自主CPU统一采取了绕行策略，但如此一来很难适配微软系统；量产难关，使用者已经适应了微软的操作系统，一个荒芜的桌面，没有吸引力，何谈量产。

而之所以有此三大难关，是因为国产CPU都采取了精简指令集架构：MIPS、Alpha、SPARC等。这些一般人闻所未闻的架构，都是当年英特尔的手下败将。而核心要素则是英特尔和微软之间形成的同盟。

随着“十一五”计划的收尾，国家补贴幅度收紧，三大国产CPU迎来了命运的拐点：胡伟武一咬牙，决定让龙芯走市场化之路，研发人员丢掉铁饭碗下了海；申威则隐匿在体制和超算市场，没有向下出击；飞腾爆发了一场争论，两派人员在政府领导面前吵着是否要放弃原有架构，一时陷入了迷茫。

看不到国产CPU的曙光，于是，有人便提议了另一条路线：既然打不过，为什么不引进呢？

第二轮：引进之忧

在大飞机、核电站和高铁开始走向自主之际，CPU却开始了引进潮。

在引进路线上，国内派出了两支大军：上海兆芯、天津海光。业内最流行、最商业化的便是英特尔的X86架构芯片，但英特尔非常强势，难以谈判。于是，这两家公司都选择“曲线救国”：

上海兆芯收购了我国台湾地区公司威盛电子的X86授权。威盛被誉为“台湾的英特尔”，其X86专利授权则来自于其收购的两家被英特尔打得奄奄一息的美国公司Cyrix和Centaur。而威盛电子相关公司，又是上海兆芯的发起股东，随后，兆芯也以2亿多美金，收购了威盛电子的X86专利。

天津海光则选择了AMD。AMD很早获得了对英特尔X86的交叉专利授权，而且自研的Zen架构性能强悍。但迫于英特尔的激烈竞争，AMD现金流压力大，急需输血，于是，便有了和海光的合作，但AMD也留了心眼：海光需经两层公司获得授权，并经过11个流程，才能在中国大陆地区销售产品。

引进技术后的兆芯与海光，都实力大增。兆芯对威盛的交易可谓一石三鸟，获得了CPU研发团队、x86架构专利、芯片组产业链；而海光则背靠上市公司中科曙光，借鉴AMD的作业，加上国产加密算法，在商用服务器起量很快。

然而，无论是买，还是租，代价都不菲，兆芯与海光分别花了20亿元以上；但确实很快便砸出了声响。兆芯成立两年后便实现了量产，卖了一万多套。海光在今年上半年营收2.7亿，净利润6000多万。

引进路线看起来立竿见影，但当海光被列入美国实体清单，缓过气的AMD表示最新架构不再对海光授权；而上海兆芯也面临着专利瑕疵时，我们才发现，引进也不是万金油。

与此同时，中国大陆地区的x86人才极为薄弱，“拿来主义”能否进化到“吸收创新”，要打一个很大的问号。如果只能停留在对x86硬件层面的拷贝与粘贴，那么很难深入地去搞研发，并且满足高安保级别和消费者市场的需求。

自主，需要从底层开始，难度几乎不可能；引进X86架构，却也面临着被断供、无法更新的担忧。就当市场再度纠结的时候，ARM却映入了眼帘。

第三轮：另起炉灶

从2001年进入中国以来，ARM给人的印象是“中国科技公司的老朋友”：靠谱、好用、能打。更为重要的是，ARM架构授权可以在指令集层面永久买断，一方面可控程度更高，另一方面研发程度更深。因此，国产CPU开始基于ARM架构自主研发，试图做到与x86架构一样的性能，从而实现更深层次的替代。

事实证明，国产CPU做得确实不错，而且是给ARM助攻。

在经历了2011年秋天的“自主VS引进”路线大争论后，飞腾选择了ARM架构。2015年8月，一个名叫CharlesZhang（张承义）的中国人，在全球芯片界的顶会HotChips上“华山论剑”，用中式英语介绍了飞腾服务器CPU“火星”，世界上第一款基于ARM架构研发的64核CPU。

这个发布，在业界引起了不小的轰动，但随后国内的舆论，却又让飞腾经历了名利场的残酷：飞腾“媲美英特尔”的宣传“令人震惊”，大众认为这是一个语焉不详的念稿式发布会，一定隐藏着蒙骗国家补贴的惊天秘密。甚至有人在网络上号召群众发起一场针对国产CPU的监督运动。

飞腾陷入了一个薛定谔的舆论场：做不好有人喷，做好了还是有人喷。而这也几乎是众多国产CPU公司面临的处境。

要打破困境，唯有夯实实力：飞腾的商用服务器和桌面CPU制程分别达到了28nm和16nm，基本符合国内特定场景使用；而且联合了基于开源Linux研发的麒麟操作系统，在台式机上可运行200万安卓应用；同时，也通过资本加速，飞腾整体并入上市公司中国长城，方便配套整机。

近两年国产替代意识的迅速觉醒，更是让飞腾走上了快车道。2018年，飞腾卖出了20万块基于ARM架构的CPU，2019年营收增长三倍，2020上半年营收3.4亿，已超过去年全年。而其跨越式的发展，得益于多路并进、“农村包围城市”的战略，产品涵盖了嵌入式、桌面和传统服务器。

就在飞腾借助ARM架构拓展之时，华为介入了战场，而且一出手就是大军团作战，在服务器CPU市场高举高打。

2019年初，华为发布了首款ARM架构服务器CPU“鲲鹏”，并与各省市建立了鲲鹏计算产业联盟，向各地输送行业标准和人才，并与各地代表性企业建立硬件生产基地。今年5月，鲲鹏CPU进入中国电信采购名单。

华为此番凌厉攻势，一如当年在程控交换机市场的打法，绑定各地电信局，共荣共存，最终凭借技术升级和渠道，完成了对交换机的国产化。

国产CPU放弃Intel、另起ARM炉灶，烧得确实很旺。但ARM也在美国禁令下摇摆不定，因此一些观察者认为，国内基于ARM架构的CPU假国产之名，行ARM之实，为“假洋鬼子”，实际上还是不够自主可控：如果断供了，同样是遭殃，拿着一个过时的永久架构，迟早会被别人击败。

兜兜转转，问题又回到了原点：我们究竟要实现什么程度的自主？国产化应该遵循何种步骤？

尾声

从2000年到现在，国产CPU先后走了三条路线：

自主派，执着于对抗英特尔的x86架构，将MIPS、Alpha等被击败的原始架构收为己有，从最基础的指令集出发，建构出了一座中国人享有完全掌控力的CPU城堡：

市场派，延续了改革开放以来的一贯技术路线：引进、消化、吸收、再创新，碍于英特尔的专利墙，不得不采取迂回策略，或买或租被阉割的x86架构，消化之路犹未可知；

生态派，依托于自有的研发实力，在ARM与英特尔的竞赛中，试图借力打力，利用新兴起的ARM生态，逐步蚕食存量的x86市场。

看似不同的三条路线，实际上都是为了两大诉求：自主安全可控，满足市场需要。但这两个诉求，却在一定程度上是相悖的。

完全自主可控意味着指令集层面的重建、筛查和排雷，在严格意义上讲，最为封闭但占据垄断地位的X86，应该是第一个被排除出局的。但X86却又是商业化最成功的，用户已经完全习惯了微软+英特尔的组合，沿着x86路线走是迁移成本最低的。

这就是国产自主的尴尬。不同于独立封闭地制造原子弹，CPU、操作系统、芯片，都是强商业属性，产业链、开发均相当国际化的产品，这意味着：自主之路，必然是在“自力更生”和“拿来主义”之间不断平衡。

在过去，我们很容易倒向“造不如买”，但如今的外压，提醒着我们，自主虽难，但探索不能止步。

参考资料：

[1] 联想：“倪柳之争”的伤痛，创业邦，2010

[2] 一段关于国产芯片和操作系统的往事，梁宁，2018

[3] 中国第一芯神话破灭，IT时代周刊，2006

本文来自微信公众号：远川科技评论（ID：kechuangych），作者：杨健楷，编辑：董指导，智库支持：中泰证券计算机分析师杨亚宇，出品：远川研究所科技组

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