國產(chǎn)CPU第一股終于要來了。

近日，中國證監(jiān)會北京監(jiān)管局官網(wǎng)披露，龍芯中科技術(shù)股份有限公司（下稱“龍芯中科”）擬于科創(chuàng)板上市。

CPU，相當(dāng)于計算機(jī)的大腦，因為研發(fā)門檻高、生態(tài)構(gòu)建難，被視作是芯片界的“珠穆朗瑪峰”。20年前，龍芯中科是國內(nèi)最早研發(fā)國產(chǎn)CPU的公司之一，也是目前國產(chǎn)六大通用CPU廠商中首家搶灘科創(chuàng)板的公司，其他五家分別為天津飛騰、華為鯤鵬、海光信息、上海申威和上海兆芯。

相比英特爾、AMD這幾家全球CPU公司，很多人對“龍芯”這個名字可能感到比較陌生，因為龍芯中科CPU主要用在政府辦公以及國之重器之中，比如北斗衛(wèi)星上的核心芯片用的就是龍芯中科CPU。這家公司的雛形是2001年中科院下屬的一個課題組

龍芯中科為何在此時上市？

“為什么龍芯中科要在這時候上市？”產(chǎn)業(yè)鏈人士賈北對此感到不解。在他看來，龍芯中科目前在政府PC市場擁有最大的市場份額，完全可以再等兩三年把盤子做得更大些再上市。畢竟投資者都是以賺錢為目標(biāo)，上市之后，企業(yè)在盈利、業(yè)績上都會受到牽制，放手砸錢投入研發(fā)需要顧忌的東西會更多。

圖/視覺中國

雖然龍芯中科尚未披露招股說明書，但一位產(chǎn)業(yè)鏈人士說，大約從2012年開始，龍芯中科就沒有再拿政府撥款。根據(jù)龍芯中科董事長胡偉武的講述，做了20年的CPU，前10年龍芯中科一直是靠著國家給的4億元經(jīng)費，直到2010年才成立公司走市場化路線。2015年，龍芯中科開始實現(xiàn)盈虧平衡，2019年凈利潤首破1億元。

另一位接近胡偉武的人士對AI財經(jīng)社回憶，2020年春天，胡偉武見到他的第一句話就是“我們贏利了”。

“但龍芯中科確實需要錢。”多位人士對AI財經(jīng)社說，“一定要有錢做研發(fā)、做生態(tài)，國家不可能直接撥錢。”以研發(fā)為例，根據(jù)公開數(shù)據(jù)，英特爾2017年到2019年的總研發(fā)投入在260億元左右，同期AMD的研發(fā)投入為46億元，“龍芯中科肯定也要投入很多經(jīng)費去升級CPU，特別是這個市場的競爭在持續(xù)加劇”。

在英特爾、AMD等國際大廠幾乎壟斷CPU消費級和企業(yè)市場的情況下，像龍芯中科這類國產(chǎn)通用CPU先從政府辦公等市場撕開了一道口。

服務(wù)器行業(yè)資深人士卓明對AI財經(jīng)社說，2019年前，國家信創(chuàng)項目（信息化應(yīng)用創(chuàng)新）做了兩批試點，總共四五百家單位做了國產(chǎn)替代。根據(jù)他的了解，由于龍芯和飛騰做得比較早，又分別是中科大和國防科大的背景，獲得先發(fā)優(yōu)勢。其中桌面CPU市場絕大部分是龍芯中科獲得，服務(wù)器CPU市場80%也是龍芯，剩下的20%才是飛騰和兆芯。經(jīng)過近些年的政策推動，龍芯中科已經(jīng)形成了一定的生態(tài)，現(xiàn)在支持常規(guī)辦公沒問題。

但在2019年后，隨著其他國產(chǎn)CPU，如天津海光、華為入局，整個市場競爭變得更為激烈。中國電信公布的2020年采購項目中，華為鯤鵬和海光就首次中標(biāo)。

“龍芯的勢頭未來還能不能保持？”卓明說，特別是華為進(jìn)來之后，對整個市場殺傷力很大。“它的風(fēng)格是不惜成本做事。”卓明還記得，華為當(dāng)年做x86服務(wù)器時，任正非對團(tuán)隊講，你們要不虧3個億，根本就不要做。

要穩(wěn)住自己的地位進(jìn)一步發(fā)展，龍芯中科勢必要進(jìn)行巨額投入。以生態(tài)為例，“華為投了10億美元做鯤鵬生態(tài)。”鯤鵬生態(tài)鏈人士蘇清說。華為這次廣泛發(fā)動力量，不僅通過第三方組建了一支數(shù)千人的銷售團(tuán)隊，還在20多個城市創(chuàng)立鯤鵬生態(tài)創(chuàng)新中心，政府出一部分錢，華為出一部分，由生態(tài)鏈上的大企業(yè)運營。“龍芯這塊我沒看到類似動作，他們可能還靠著自己的銷售團(tuán)隊打市場，如果銷售人員不多，后續(xù)的差距會很大。”行業(yè)人士龍宇觀察說。

這些都需要真金白銀，哪怕是推動生態(tài)合作伙伴做適配。蘇清稱，華為會為每家企業(yè)補(bǔ)貼幾萬塊，激勵上下游合作伙一起做軟件適配。

除了需要大量資金，上市也講究順勢而為。一位人士推測，無芯之痛的大背景里，頂著“國產(chǎn)CPU”的光環(huán)，龍芯中科大概率會復(fù)刻2020年7月中芯國際上市首日暴漲的盛況。“人人都上市，為什么不呢？”在兩位投資人看來，在當(dāng)下的芯片上市潮中，龍芯中科的選擇并不意外。

“做生意，還是要看大勢的。龍芯中科上市，圍繞它的上下游，也會獲得部分紅利。”龍宇說。

龍芯的起伏

和眾多芯片企業(yè)一樣，走到上市這一步，過去20年龍芯中科也經(jīng)歷了諸多坎坷。

2002年8月10日早上6點，當(dāng)大多數(shù)人還在睡夢之中，中科院計算所北樓309房間爆發(fā)出一陣歡呼。經(jīng)過一年半的研發(fā)，龍芯中科CPU首席科學(xué)家胡偉武和團(tuán)隊，終于做成了中國首款通用CPU“龍芯一號”。

看著計算機(jī)屏幕上出現(xiàn)的“l(fā)ogin:”字樣，胡偉武編輯了“龍芯-1”產(chǎn)生的第一個文件。其中一句是：“The day in which we make computer with only foreign CPUs is gone with the wind of the morning of 2002.8.10。（我們只能用國外CPU制造電腦的日子，隨著2002年8月10日的這個早晨一去不復(fù)返了）。他們還給龍芯取了一個頗有中國特色的小名“狗剩”，希望名字賤一點容易養(yǎng)大，音譯成英文，就是“Godson”。

圖/龍芯官網(wǎng)

除了龍芯中科，當(dāng)時全國涌現(xiàn)出了多支向英特爾發(fā)起挑戰(zhàn)的“中國”力量，這些企業(yè)受到極大關(guān)注。不過很快，“中國芯”就遭遇了風(fēng)暴。

2006年1月，清華BBS上發(fā)布了一篇《漢芯黑幕》的帖子，舉報當(dāng)時上海一家號稱自主知識產(chǎn)權(quán)的“漢芯CPU”是一場騙局。這個所謂的國產(chǎn)CPU，是負(fù)責(zé)人陳進(jìn)從美國購買了飛思卡爾芯片后，委托一家家裝公司將表面Logo用細(xì)砂紙磨去，再打上漢芯標(biāo)志，騙取了國家上億元的科研經(jīng)費。“漢芯”造假一事被證實后，不僅傷了很多國人的心，也株連了當(dāng)時包括龍芯在內(nèi)的一系列國產(chǎn)CPU。

一篇報道指出，龍芯指令集與美國MIPS的指令集有95%的相似度，MIPS是斯坦福大學(xué)教授 John Hennessy開發(fā)出的一套指令集。一時間，“漢芯第二”、“偽自主”等質(zhì)疑籠罩在龍芯中科頭頂。那么龍芯和MIPS到底是什么關(guān)系？

卓明告訴AI財經(jīng)社，開發(fā)CPU包含了指令集（一套編程的規(guī)范）和設(shè)計兩部分，當(dāng)年CPU的指令集授權(quán)方有英國Arm，美國MIPS、SPARC和Alpha等。指令集的授權(quán)一般同時賣兩套東西，一是允許你用指令集，另一是把實現(xiàn)指令集的一套公共代碼給你，方便產(chǎn)品快速上市。一些國產(chǎn)CPU企業(yè)，是在授權(quán)拿到的這套公共代碼上進(jìn)行優(yōu)化后，就把產(chǎn)品包裝上市的。這種操作實際上不能證明企業(yè)有自主CPU的設(shè)計能力。

但龍芯中科的做法遵循了MIPS的指令集，并沒有拿MIPS的這套公開代碼，而是自己設(shè)計的CPU，“它有自己的CPU設(shè)計能力。”包括龍芯中科的友商在內(nèi)，多位業(yè)內(nèi)人士對此表示認(rèn)可。

但當(dāng)年中科院計算所的做法似有不妥之處，它喊出了“自主知識產(chǎn)權(quán)的CPU”，這是不恰當(dāng)?shù)模吘过埿镜幕A(chǔ)指令集是美國MIPS的。

后來爭議實在太激烈，胡偉武不得不出來解釋：2003年龍芯中科考慮購買授權(quán)，MIPS開出了500萬美元（按當(dāng)時匯率約3500-4000萬元）的天價，但項目組當(dāng)時只有1000萬元的啟動資金，國家在龍芯項目上平均年投入也只有2000萬元，“不是不想買，確實是買不起。”

因此，龍芯中科早期產(chǎn)品主要使用一些MIPS的公開技術(shù)，但由于一些受專利保護(hù)的關(guān)鍵指令無法使用，導(dǎo)致龍芯無法兼容一些軟件應(yīng)用。

圖/視覺中國（龍芯3號）

其后，金融危機(jī)給了龍芯“撿漏”的機(jī)會，公司在2009年買斷了MIPS32位與MIPS64位的永久專利授權(quán)，可以在任何時候隨時使用，不受限制。

2010年，在推出兩款商用芯片后，中國科學(xué)院和北京市政府共同牽頭出資，龍芯中科技術(shù)有限公司正式成立，胡偉武的身份也從課題組長變?yōu)辇埿局锌瓶偛谩Ｇ?年公司一直處于虧損狀態(tài)，用胡偉武自己的話來說，脫離市場太久，“企業(yè)辦得糊里糊涂”。

2015年是龍芯中科的轉(zhuǎn)折點，公司實現(xiàn)了盈虧平衡，同時鼎暉資本入局。隨著2016年3A3000研制成功，龍芯CPU的性能開始能應(yīng)對政府辦公市場；2017年，龍芯開始應(yīng)用于北斗衛(wèi)星在內(nèi)的國家重器中。

目前龍芯和英特爾在性能上差距如何？多位行業(yè)人士對AI財經(jīng)社提出，由于MIPS架構(gòu)的原因，龍芯CPU的核數(shù)目前最高為8核，而英特處理器已經(jīng)能做到64核，“處理器通過堆加最佳核數(shù)來提升性能，這是龍芯的瓶頸。”行業(yè)人士龍宇稱。

多位產(chǎn)業(yè)鏈人士認(rèn)為，過去20年間龍芯中科一直埋頭在做一些基礎(chǔ)性工作，“可用”完全沒問題，但是要做到“好用”，在商用世界廝殺，性能和生態(tài)仍需全面提升。

實現(xiàn)完全自主，應(yīng)該一直是龍芯中科的目標(biāo)。“用什么指令集去編寫，就像寫文章前考慮漢語寫作還是英語寫作一樣，你用自己造的文字寫一篇文章，人家認(rèn)識嗎？”胡偉武曾這樣解釋為何當(dāng)時龍芯中科沒有自行研發(fā)一套新的指令集。但在2020年一場學(xué)術(shù)年會上，胡偉武提到，龍芯中科正在研發(fā)一套完全自主設(shè)計的指令集 LoongArch。

如果成功，這意味著最基礎(chǔ)的指令集也是龍芯自主設(shè)計的，它才實現(xiàn)了真正意義上的完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)CPU。

國產(chǎn)CPU六大家族三大陣營

十年前，當(dāng)龍芯中科決定走市場化道路時，同屆的”兄弟們“都因為各種原因銷聲匿跡。彼時，隨著“十一五”計劃的收尾，國家津貼收緊，而發(fā)展了10年的“中國芯”們也發(fā)展緩慢，面對各種問題和質(zhì)疑。那是“中國芯”的低谷，這些企業(yè)都站在了十字路口上。除了龍芯中科，當(dāng)時僅留下了飛騰、申威兩家國字號隊伍。

飛騰是一家起步于1999年、背靠國防科大的學(xué)院派CPU企業(yè)，2006年飛騰團(tuán)隊研制成功了兩代國產(chǎn)CPU，在關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用。但相比龍芯，飛騰在技術(shù)路線上曾半路換道。飛騰最早采用美國SPARC架構(gòu)。聞名的日本超級計算機(jī)“京”也曾使用SPARC處理器，還拿了兩屆全球最快計算機(jī)的冠軍。

圖/視覺中國

但是基于SPARC架構(gòu)的軟硬件生態(tài)非常孱弱。就算芯片性能再好，如果軟件不行，也跟廢鐵無異。2011年秋天，飛騰團(tuán)隊開了一場“遵義會議”，最后決定由SPARC轉(zhuǎn)投Arm。

另一個國產(chǎn)CPU申威，團(tuán)隊背景是無錫江南計算所，而令申威聲名遠(yuǎn)揚的是超算中心。2010年，濟(jì)南國家超算中心采用了申威CPU；2016年，申威的CPU又用在了無錫“神威·太湖之光”超算里，而神威·太湖之光已經(jīng)連續(xù)三次登上世界超級計算機(jī)TOP500第一名，使用了多達(dá)40960顆申威26010處理器。

申威CPU是在美國DEC發(fā)明的Alpha指令集基礎(chǔ)上進(jìn)行的擴(kuò)展，2006年設(shè)計出自主微架構(gòu)，現(xiàn)在的申威處理器和以前的Alpha處理器已經(jīng)不可同日而語，而DEC則在幾輪的并購再轉(zhuǎn)手后銷聲匿跡。

雖然龍芯和申威最早均采用美國的指令集，但一位國產(chǎn)CPU人士對AI財經(jīng)社說，這兩家的CPU可算作自主可控，即如今已不受任何外國指令集授權(quán)的制約。原因是MIPS和Alpha在授權(quán)上比較開放，可以擴(kuò)展修改其指令集；此外，這兩個指令集的擁有方如今已不復(fù)存在，龍芯和申威也都走上自己的技術(shù)發(fā)展路徑。

這與Arm不同。Arm為了掌握控制權(quán)，維護(hù)它的是商業(yè)模式，是不允許其他企業(yè)修改指令集的，大家只能跟著Arm升級走，否則會存在不兼容問題。這讓采用Arm的飛騰和華為，即便是自己設(shè)計，也只能叫做“半自主路線”。

2013年之后，在相關(guān)政策的支持下，兆芯、海光等一批國產(chǎn)CPU企業(yè)迅速成立，他們選擇了x86架構(gòu)。作為英特爾的根本，x86指令集并不對外授權(quán)，僅有美國AMD和中國臺灣威盛（VIA）通過多年前的反壟斷、知識產(chǎn)權(quán)交叉授權(quán)等獲得了x86。海光和兆芯則通過與上述兩家公司分別成立合資公司的辦法，間接獲得了x86，這為“合資路線”。

作為最晚的入局者，華為在2019年推出基于Arm架構(gòu)的通用CPU芯片鯤鵬。至此形成了目前的國產(chǎn)六大CPU家族，而它們也分化出了三大技術(shù)陣營：以龍芯、申威為代表可控路線，以飛騰、華為鯤鵬為主的Arm路線，以及以海光、兆芯為代表的X86路線。

與威盛合資后兩年，兆芯便實現(xiàn)了量產(chǎn)。而與AMD合資后，天津海光背靠中科曙光這個大客戶，2019年營收3.9億元，凈利潤0.6億元，成立三年就已經(jīng)趕上龍芯中科10年奮戰(zhàn)的業(yè)績。但時過境遷，天津海光目前已被美國列入實體清單，無法獲得AMD的新一代架構(gòu)。不過AI財經(jīng)社獲悉，海光已經(jīng)發(fā)展了第二代產(chǎn)品，達(dá)到可以出貨的水平。威盛則在2020年10月，宣布將以2.57億美元出售x86等技術(shù)給兆芯，這樁交易目前還未披露新進(jìn)展。

在新的形勢變化下，國內(nèi)信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)如火如荼。公開資料顯示，國家已調(diào)整2021年和2022年的國產(chǎn)替換比例，力爭在2022年6月前完成工程實施。這也意味著絕大多數(shù)省部級政府單位，2021年底前將完成三年采購任務(wù)，這對于國產(chǎn)CPU是一大利好。

卓明感受到，2020年國產(chǎn)CPU變得非常搶手，“大家都在搶貨”。以前整個市場不夠成熟，國產(chǎn)CPU不能像英特爾那樣預(yù)測市場，也沒有英特爾的財力進(jìn)行大批量備貨，加上市場需求旺盛，芯片制造周期又比較長，“有時候剛做出一批CPU，啪地一下就全給賣光了”。

對比國產(chǎn)CPU六大家族，多位行業(yè)人士評述，龍芯、申威因為參與國家關(guān)鍵性項目，已經(jīng)成為“不可或缺”；華為鯤鵬的大投入、系統(tǒng)性打法，將給市場格局和生態(tài)帶來較大影響，今年在華為鯤鵬的出貨中，有將近一半是來自非信創(chuàng)的訂單；海光和兆芯則被認(rèn)為在商業(yè)和資本運作上更有意義。

國產(chǎn)CPU生態(tài)還需要10年？

經(jīng)過20年，國產(chǎn)CPU已經(jīng)立起來了。而下一步，生態(tài)決定了它們的未來。

“上世紀(jì)80年代，我看到有人買了PC卻不知道干什么，因為上面沒什么應(yīng)用程序。”卓明回憶說，“到了90年代，英特爾PC上各種各樣的應(yīng)用都開始有了，2000年以后就很豐富了。算下來，英特爾的生態(tài)是通過近20年時間慢慢積累的。”

圖/視覺中國

原來，在CPU之上需要跑各種軟件，這些軟件90%以上都是基于x86架構(gòu)開發(fā)的，不能直接跑在其他CPU上。這意味著，除了采用x86的海光和兆芯之外，國產(chǎn)CPU其他四大家族，都需要把軟件搬過去，重新編譯，跑到自己的CPU平臺之上。這個過程叫適配。這也是建生態(tài)非常難的一步。

卓明堅信，國產(chǎn)CPU的生態(tài)積累也需要20年。“這就跟10月懷胎，一天都不能少一樣。”他認(rèn)為，如果按照國產(chǎn)CPU從2010年開始做生態(tài)算起，這個生態(tài)大約到2030年能建好。

行業(yè)人士龍宇稱，這個建生態(tài)的過程有可能提速，但“需要天時地利人和”。天時是國家政策，地利是企業(yè)技術(shù)能力儲備，人和是大家接受國產(chǎn)替代的意愿到底有多強(qiáng)烈，甚至說有多反感。“畢竟國產(chǎn)化過程帶來了困難，可能會出現(xiàn)一些短期的退步和落后，大家如果對這個缺少包容心，這個事就會很難。”

AI財經(jīng)社了解到，目前，一些基礎(chǔ)軟件，比如國產(chǎn)操作系統(tǒng)、國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、國產(chǎn)中間件、通用應(yīng)用軟件已經(jīng)基本沒有問題了。但還有大量軟件需要適配，比如，電力應(yīng)用、金融應(yīng)用、工業(yè)應(yīng)用。不過，并不是所有企業(yè)都愿意去做這件事。“特別有些行業(yè)里很成功的應(yīng)用，今天能賺很多錢，給你做適配，如果從底層代碼開始，對于這些應(yīng)用企業(yè)而言，要考慮代碼會不會竊取，還費時間，沒有什么好處。”生態(tài)鏈人士蘇清說。

除了安全性，遇到大型應(yīng)用，適配需要花費很多人力和時間，復(fù)雜的可能得花上好幾個月。“有時候企業(yè)到年底或者是忙一些項目，沒有那么多技術(shù)人員來配合我們做這件事。”華為的做法是全國撒網(wǎng)，和各地的政府共建生態(tài)創(chuàng)新中心，推動適配。張章說，華為會用補(bǔ)貼幾萬塊的方式激勵公司參加，并稱2020年將投入2億美元推動鯤鵬生態(tài)發(fā)展，3年內(nèi)讓90%的國產(chǎn)化軟件在鯤鵬軟件上跑起來。

“現(xiàn)在還只是個開始。”張章認(rèn)為，本質(zhì)的是，適配之后是人才的培養(yǎng)。“我們就是要讓企業(yè)先把這個東西移過來，用完之后，最后在這個平臺上生出來的應(yīng)用才是最好的應(yīng)用。現(xiàn)在還沒有到真的生出來應(yīng)用的階段。”畢竟從英特爾生態(tài)移植過來的東西，不是原生的，性能不會是最優(yōu)的。

“我覺得肯定是不需要10年的。”蘇清稱，去年他所在的某省鯤鵬創(chuàng)新中心，已經(jīng)適配了數(shù)百個應(yīng)用。“其實真正去接觸企業(yè)的時間，也就不到一年，這個速度還是非常可觀的，而越到后面越會呈現(xiàn)疊加效應(yīng)。”