眾所周知，集成電路是我國信息產業發展的核心領域，而CPU（中央處理器）則是集成電路中的核心元器件。目前國家對信息安全有著迫切的形勢要求，如果沒有CPU的國產化與自主化，國家安全將無從談起。最近一年多來，國產CPU發展亂象叢生，中國芯目前究竟發展如何，本文將為大家揭開國產CPU的面紗，探討國產CPU的自主可控之路。
國貨當自強，國產CPU的發展之路
一說起國產CPU,大家自然會想到“龍芯”。“龍芯”是中國科學院計算所自主研發的通用CPU,是我國第一款高性能通用CPU,目前龍芯已經發展到第三代產品“龍芯3號”,采用MIPS64位指令集，具備八個處理器核心，主頻1.2GHz,龍芯系列CPU在處理器設計上具備核心自主知識產權。
除“龍芯”外，國產“飛騰”“申威”系列處理器等也是國產CPU的代表，其中“飛騰”是國防科技大學計算機學院開發的銀河飛騰系列高性能通用CPU,“申威”處理器由國家高性能集成電路（上海）設計中心自主研發，具體由江南計算所研制實施。上述處理器都在國產高性能超級計算機中有過亮相，并得到了國家科技重大專項“核高基”項目的專項資金支持。
但國家和民眾對于國產CPU應用的期望遠不止于幾臺“超算”那么簡單。目前，國產CPU給大家的感覺也似乎只是在某些“特定”領域得到了應用，而市場上主流的各類服務器、臺式機、筆記本、交換機等量大面廣的產品，大家還是很少看到國產CPU在上述領域有真正成熟的商業化應用。而目前國內的安全形勢和IT國產化進程，也顯然對于上述產品的國產化市場替代有著更加迫切和實質的需求。
在產業化方面，“龍芯”作為上述CPU的代表，2010年，龍芯中科技術有限公司正式負責龍芯CPU的產業化運作，其負責人胡偉武總裁曾表示，三年產業化轉型之后，龍芯發現，落后的軟硬件生態系統已經成為制約其發展的主要瓶頸。以產品種類論，龍芯過去三年產業化確實發展快速。2010年，龍芯只有2款可以賣的芯片產品，2011年有4款，到2012年，這個數字已經達到10多款。目前龍芯在安全領域和嵌入式市場已經有所成績，但胡偉武曾在公開報告中指出，軟硬件生態系統的滯后已經開始制約龍芯發展。“雖然龍芯已經在完善軟硬件生態上做了很多，但還遠遠不夠，而且已經成為制約龍芯發展的首要瓶頸。”
國產市場迎來實質性利好，CPU巨頭一擁而上
最近兩年，各類信息安全事件的愈演愈烈使得國家意識到必須要在國產化上加快步伐，尤其是核心器件的國產化，工信部在《2015年工業強基專項行動實施方案》指出，通過10年左右的努力，力爭實現70%的核心基礎零部件（元器件）、關鍵基礎材料自主保障，部分達到國際領先水平。
與此同時，國產CPU似乎也迎來了發展的良機，各個國際CPU巨頭廠商也開始對中國表示出了前所未有的開放態度，愿意與國內資本方合作，成立國內CPU企業，共謀集成電路產業發展。
2013年4月，上海兆芯集成電路有限公司成立，上海兆芯由上海市國資委下屬上海聯和投資有限公司和威盛電子股份有限公司合資成立，注冊資本2.5億美元，研發中國自主知識產權的X86架構核心處理器芯片，號召推動中國信息產業的整體發展。
2014年10月，江蘇省經信委與IBM公司簽署了共同推動中國OpenPOWER芯片生態系統和產業鏈建設的合作備忘錄，蘇州中晟宏芯信息科技有限公司與IBM公司簽署了芯片知識產權授權方面的進一步合作協議，蘇州中晟宏芯計劃通過獲得IBM POWER架構、POWER8相關知識產權以及芯片設計工具的許可，在中國市場開發和推廣POWER服務器的處理器產品。
同樣是2014年10月，中國電子信息產業集團有限公司（以下簡稱“中國電子”）旗下中國振華電子集團有限公司“飛騰CPU”項目簽約儀式在天津濱海新區隆重舉行，標志著中國電子正式邁入信息安全高端芯片領域。2015年3月26日，中國電子在京召開“CPU與網絡交換芯片新品發布暨成果推廣會”,發布了采用ARM指令集的FT-1500A系列處理器，并宣布可實現對Intel中高端“至強”服務器芯片的替代，
一時之間風云突變，各大國際CPU廠商都在國內找到了合作伙伴，并表現出了前所未有的開放，是真心合作，還是尋求“代言”?不管出于何種考慮，國際CPU廠商顯然已經感受到了中國市場的國產化力度，并希望與中國一起分享國產化市場的紅利。
但事實證明CPU芯片的國產化之路還有很長要走。自成立以來一直保持神秘背景的上海兆芯公司，2014年已經推出了其采用X86架構的國產兆芯處理器，但從用戶拿到的實際樣品來看，芯片封裝上竟然還赫然印著威盛“Nano”的商標字樣，而據稱這款國產兆芯芯片與威盛公司在2008年推出的“Nano”芯片似乎并無二致，知識產權也還在對方公司手里。而關于IBM Power處理器在國內的合作，據參與項目的相關專家透露，IBM雖然在開放POWER架構的處理器授權方面表現出了足夠的誠意，但由于IBM的POWER處理器設計流程與工藝相當復雜，是一個龐大的系統實施工程，并不是通過給IBM公司支付一筆不菲的授權費就可以簡單解決，后續如何讓國內公司完整地承接POWER處理器設計并不受約束的發展，以及如何實現產業化盈利，也還是懸而未決的問題。
“國產”與“自主”的命題之爭
“國產”一詞，一直以來是個爭議很大的用語，目前我國對于“國產”還沒有統一的界定標準。某些觀點顯然是不合適的。例如：有人說，只要公司在中國注冊、交稅，就是“中國公司”,它的產品和服務就是“國產”.也有人說，“本國產品是指在中國境內生產，且國內生產成本比例超過50%的最終產品”,甚至還給出了按材料成本計算的公式。顯然，這樣的“標準”只適合粗放型產品，完全不適用于高技術領域。
而更深層次的問題，則是在國家對網絡與信息安全日益重視的情況下，是否國產就意味著自主安全？中國工程院院士倪光南在近期接受的采訪中指出，自主可控是增強網絡與信息安全的前提。而對自主可控的理解，主要包括以下幾個方面：一是知識產權自主可控。在當前的國際競爭格局下，知識產權自主可控十分重要，做不到這一點就一定會受制于人。第二、技術能力自主可控。技術能力自主可控，意味著要有足夠規模的、能真正掌握該技術的科技隊伍。技術能力可以分為一般技術能力、產業化能力、構建產業鏈能力和構建產業生態系統能力等層次。三是發展自主可控。我們不但要看到現在，還要著眼于今后相當長的時期，對相關技術和產業而言，都能不受制約地發展。
倪院士還在撰文中列舉了中國電視產業的例子以說明長期發展的重要性。眾所周知，前些年我國通過投資、收購等等，曾經擁有了CRT電視機產業完整的知識產權和構建整個生態系統的技術能力。但是，外國跨國公司一旦將CRT的技術都賣給中國后，它們立即轉向了LCD平板電視，使中國的CRT電視機產業變成淘汰產業。信息領域技術和市場變化迅速，要防止出現類似事件。因此，如果某項技術在短期內效益較好，但從長期看做不到自主可控，一般說來是不可取的。只顧眼前利益，有可能會在以后造成更大的被動。
從CPU自主化角度來看，目前國內的CPU企業分為兩種，一種是采用國際上成熟的CPU核，如華為海思、瑞芯微、全志等企業，采用基于ARM的CPU核心來做自己的SoC（單芯片系統方案）芯片，這種方式雖能夠快速推出系統級芯片方案并占領市場，但還談不上CPU核心的國產與自主。目前，“飛騰”CPU的產業化企業----天津飛騰公司也放棄了自主研發處理器核，而是直接采用ARM提供的64位V8系列處理器核，與海思的“麒麟”系列手機芯片所采用的ARM處理器核屬于同一個系列。但這樣做出來的所謂國產芯片問題也很明顯，芯片中的處理器核心仍然依賴于國外CPU廠商，就像我們之前拿現成的CPU、主板、內存去“攢電腦”一樣，只是現在變成了“攢芯片”.
另一種則是真正意義上進行自主研發處理器核心的企業，目前國內在這方面的單位卻日益變得鳳毛麟角。目前能夠看到的似乎只有“龍芯”和“申威”兩家老牌單位還在堅持，這兩家單位一直基于自主設計的CPU核心架構進行研發并不斷更新換代。2014年11月，中科曙光面向服務器市場推出國產龍芯3B服務器，開始在商用服務器市場加快產業推廣，與此同時，龍芯架構的性能不足等問題也在被不斷的詬病和質疑，最近，《中國科學：信息科學》期刊刊登了下一代龍芯架構的相關論文，介紹了新產品的具體改進與多項性能測試數據，從數據上看，龍芯處理器的跑分并不輸于國際主流中檔處理器，其同頻性能已接近Intel Ivy Bridge架構水平。龍芯自己對此的判斷是，“性能的問題將在一兩年內真正得到解決”.慢進則退，近兩年來龍芯顯然開始加快自己產業化的進程，并希望以實際成績來回應質疑，避免國產CPU的“運十”悲劇重演。
國產CPU陷入產業迷局，自主化之路何去何從？
隨著近幾年國產CPU 的持續發展，以及國產化自主浪潮的到來，一時間內國產CPU產業發展頭緒萬象。一方面國內傳統CPU企業如龍芯等堅持自力更生并積極探索市場化，并開始在行業應用取得突破，另一方面國外主要CPU 廠家都在國內找到了合作伙伴，并希望與國產廠商共同謀求國產化市場紅利。不同CPU架構與產業實體的多頭發展，中國面臨在CPU重大產業路徑上的選擇難題。
與CPU產品發展配套的另一個重要層面是基礎軟件。目前國家已經在一些涉及經濟命脈的重要行業推廣操作系統的國產化，企業層面也涌入了一批做國產Linux軟件系統的大軍。軟硬一體化協同發展已經成為業界共識，國產基礎軟硬件面臨著共同實現產業替代的歷史性機遇。但同時我們也可以看到，國內不管是CPU企業還是操作系統企業，其面臨的能力差距與產業生態差距也是明顯的。國產基礎軟硬件廠商目前要取得產業突破，缺的并不僅僅是資金和政策，而更多地是自主創新的能力。CPU作為一個涉及芯片設計、工藝、封裝與軟件的大系統工程，目前國家層面似乎缺少相關實質性規劃。
不久前媒體報道美國禁止Intel向中國出口高性能CPU用于中國超級計算機，再一次警醒了國人，缺少自主可控的“芯”,一切信息化設備就都是無本之末，就會永遠在信息產業上受制于人。目前，我國信息產業迎來了前所未有的發展機遇，如果國家相關部門能夠加強頂層設計，明確CPU產業發展路徑，對于壯大自主軟硬件產業生態，抓住時間窗口實現跨越發展將會大大有益。而對于國產CPU廠商而言，要想取得突破，仍然需要牢牢把握核心技術，不能急功近利，在核心技術方面不能抱任何幻想，否則發展會失去動力。未來兩年國產CPU能否抓住機遇在市場上真正實現跨越發展，還讓我們拭目以待。
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