最近,媒體披露龍芯即將在科創板登陸,如果龍芯能夠順利IPO,將成為國產高性能CPU第一股。從計算所一個CPU項目課題組成長到一家可以沖擊科創板的商業公司,龍芯用了20多年時間,其過程可謂是艱辛曲折、飽嘗冷暖。目前,科創板魚龍混雜,不少公司打著芯片的旗號上市玩擦邊球炒股價,真正有深厚技術底蘊從事芯片及相關行業的企業并不多見,希望龍芯登陸能夠成為一個信號——將來會有更多“硬核”芯片公司登陸科創板。
鐵流由衷希望科創板上少一些“水貨”公司,多一些“硬核”公司,希望國內從事CPU、GPU、DSP、FPGA等芯片,以及半導體設備和原材料研發的資深廠商能夠登陸科創板。
艱難困苦中茁壯成長
龍芯課題組成立于2001年,在課題組成立之初,龍芯只有十來個人和一間不到幾十平方米的實驗室。在人員方面,中科院計算所唐志敏研究員、胡偉武研究員,和客座研究員張志敏等幾人帶著研究生在做,曾在上世紀參與“兩彈一星”的老研究院員黃令儀聽說計算機所要設計CPU,主動帶著幾個學生加入課題組。
龍芯課題組從成立之初就有有很強的學術研究性質,大家邊做邊學邊研究,積累經驗,磨礪技術,培養人才帶隊伍。由于在資金和人力上都非常匱乏,想要把CPU做出來,那就只能拿命去拼。龍芯課題組成員每周工作六天,每天加班到凌晨,以辦公室為家。不少技術骨干全年無休,甚至連春節都是守在單位做CPU。以胡偉武為例,由于常年加班加點,以至于女兒說:“你就知道做你的破CPU不要我們了”。
隨著龍芯1號芯片的成功,龍芯也獲得了越來越多的國家資金支持,龍芯進入“小步快走”階段,相繼研發了龍芯2B、龍芯2C、龍芯2E、龍芯2F等數款芯片,其中,龍芯2E在IPC方面達到了同時期美國Intel公司CPU 50%的水平,雖然和美國的CPU依然有差距,但已經能夠滿足很多應用場景了。龍芯2F則是龍芯第一款商業芯片,銷量達數十萬片。在龍芯2E和龍芯2F相繼取得成功之后,龍芯課題組啟動了龍芯3號的研發。
正當龍芯欣欣向榮之際,爆發了大家耳熟能詳的“漢芯”事件,網上更是謠傳“漢芯龍芯,芯芯造假”,這一方面使國家嚴格審核芯片項目投資和資金補助,使國家資金遲遲無法到位,另一方面使社會上的客戶對龍芯充滿懷疑,客戶總是帶著有色眼鏡看待龍芯,這使龍芯市場推廣遭遇巨大阻力。
在這種情況下,時任計算所所長的李國杰院士給龍芯設立一個上不封頂的項目,由計算所的經費來支持龍芯的研發。在龍芯3號成功流片時,已經欠了所里幾千萬元。依靠國家政策扶持,計算所的鼎力支持和龍芯團隊的“拼命三郎”精神,龍芯先后開發了3代CPU內核,十多款CPU,積累了CPU設計經驗,并且磨練出了一只能打惡戰,打硬戰的隊伍。
政策轉向逼迫龍芯在市場中求生存
2010年前后,龍芯開啟了由學術團隊向商業公司轉型的歷程。龍芯課題組過去一直是研究團隊,低估了CPU商品化、產業化的難度,導致起初的產業化道路并不順利。屋漏偏逢連夜雨,由于以龍芯、申威、飛騰為代表的本土CPU研發團隊在“十一五”期間表現不佳,特別是在產業化方面沒有達到預期要求,國內一些人借此鼓吹自主研發沒有前途,必須走技術引進道路。同時,以IBM、ARM、高通、VIA、AMD、英特爾為代表的境外CPU公司一改過去嚴密技術封鎖的策略,轉而拋出橄欖枝,到中國大陸開始合資公司,或開展技術合作扶持代理人,原本苗正根紅的飛騰則投奔了ARM陣營,宏芯、華芯通、兆芯、瀾起、華為等一批公司通過引進海外技術開發CPU,并標榜自主可控沖擊黨政國企采購。
雖然境外科技公司轉讓的都是在國際市場上缺乏競爭力的二流技術,而且境外公司基于“教會徒弟餓死師傅”的心理,技術轉讓或多或少都有一定保留,但經過精心包裝之后,具有非常強的迷惑性。特別是國內CPU公司從ARM購買技術授權的方式在大公司的包裝和炒作下,在網絡輿論上“封神”,直到美國制裁導致其“絕版”后,“皇帝的新衣”才被揭穿。
這些年,鐵流一直在抨擊各路馬甲CPU,堅定不移地支持自主技術,但依然遭遇各路牛鬼蛇神的攻擊。十年前的輿論環境比現在更加惡劣,加上國內有一批專家學者和產業界大佬對于中國做自主CPU一直持否定態度,這些因素共同導致“十二五”期間政策大轉向,國家政策從支持自主研發,變成了扶持技術引進CPU。
政策的180度轉向使龍芯告別了過去國家扶持的日子,必須完全依靠自己的能力到市場上去求生存。針對辦企業和做研究不一樣的問題,龍芯的解決之策是要求絕大多數技術骨干都從計算所辭職,像張戈18歲獲得學士學位,23歲獲得博士學位,25歲就已經是副高職稱,是學術上很有前途的苗子,毅然從計算所辭職。因為大家都意識到必須嘔心瀝血,破釜沉舟做芯片。在最艱難的日子里,龍芯技術骨干沒有選擇散伙,而是選擇把自己的家當投入到公司中去,從龍芯招股書中可以看出,一大批龍芯技術骨干拿出了幾十萬至上百萬的資金投入到公司中。正是依靠這種破釜沉舟、砸鍋賣鐵研發CPU的決心和魄力,龍芯走出了低谷,2015年,龍芯營收突破1億,基本擺脫輸血,實現自收自支,自負盈虧。
對于這段艱難困苦的日子,鐵流在“2015中國計算機大會”遠程采訪胡偉武老師時,他表示,“其實這也不是壞事,逼著龍芯只能在市場中謀生存、謀發展,逼著龍芯去服務客戶,走市場化道路,而不是去服務領導、伺候領導,這其實也是件好事。就像60年代蘇聯撤走專家,逼著中國人憑借自己的力量就把兩彈一星搞出來了。”
堅持核心技術自主研發 厚積薄發穩步發展
就CPU設計而言要實現自主可控必須是基于自主指令,自主完成CPU設計。自主指令指的是CPU必須基于自主指令集,如果是基于X86、ARM設計CPU,等于是在洋人的地基上建房子,一旦遭遇風吹草動,就有可能房倒屋塌,這方面最典型的例子就是被英特爾專利大棒暴擊的VIA。CPU自主設計指的是自主完成前端設計和后端設計,前端設計不能是從外商購買授權,后端設計也不能外包給境外廠商,必須全部本土企業自己完成。
自“十二五”開始,國內一大批技術引進CPU公司大肆從ARM、高通、IBM、英特爾、AMD、VIA購買技術授權,采用外商的IP核設計CPU/SoC;一些廠商還將后端設計外包給世芯等境外公司,然后把這種CPU包裝為自研CPU沖擊黨政國企采購;在軟件生態上則完全依附于X86、ARM的成熟生態......這等于是給英特爾、ARM等外商當“皇協軍”,這種現象給本土CPU產業發展和技術進步帶來很大混亂。
相比于技術引進CPU公司在技術上高度依賴外商,龍芯則研發了自主指令集LoongArch,
龍芯已經委托了國內知名知識產權評估機構,將LoongArch與國際上主要指令系統有關資料和上萬件專利進行了深入對比分析。2021年6月3日,龍芯公布了LoongArch的基礎架構,有興趣的網友可以從龍芯官網下載,自行比對LoongArch的基礎架構與現有其他指令集的差別。
在CPU前端設計和后端設計方面,龍芯都實現了高度自主化,做到了核心IP自主掌握。特別是在CPU IPC方面,龍芯通過優化設計,使2020年的龍芯3A5000的IPC相對于2012年龍芯1000 增長了3倍。龍芯3A5000的SPEC06測試定點26分(base @2.5Ghz)。在采用12/14nm工藝的條件下,單核性能已經達到甚至超過技術引進的7nm ARM處理器水平,成為單核性能最強的國產CPU。
結語
中國CPU已經形成了涇渭分明的兩條發展道路,一條是引進X86、ARM、Power等CPU的技術引進道路,其代表為華為、飛騰、兆芯、瀾起、宏芯、華芯通。一條是以龍芯和申威為代表的自主研發道路。由于技術引進可以買到國外二流水平的CPU技術,且可以由X86、ARM成熟生態做支撐,因而在過去幾年里受到專家和大公司熱捧,相比之下,龍芯、申威這種自主技術路線的公司反而被嘲諷蚍蜉撼大樹,不自量力。
在交流中鐵流發現,即便是名校博士,在格局和眼光上也存在不足,只看到X86、ARM生態好、性能好,自主CPU性能和生態均存在不足,因而認為另起爐灶沒生態,自主技術路線前途未卜,因此成為技術引進路線的堅定支持者。
對此,鐵流曾反駁,“路線錯了,知識越多越反動”,一些業內人士只看到了自主CPU和X86、ARM的差距,但看不到國際政治風云變幻,無視西方國家對我國的打壓和仇視,看不到中國崛起的歷史必然性,甚至主觀上不相信中國能在高科技方面超越美國,因此在思想上成為侏儒,喪失斗志,信奉“融入國際主流”,主張“跟著ARM身后吃土”,在這種指導思想下,投入再多的人力物力財力,最終也只能是南轅北轍做無用功,融入國際主流所建立的海市蜃樓面對制裁轉瞬化為泡影。
相比之下,龍芯則選擇了一條更為踏實,更為艱難的道路,相對于那些“跟著洋人身后吃土”的技術引進CPU公司,龍芯的長遠目標則是奔著“讓洋人去吃土”去的,一旦龍芯做起來則直接和英特爾、ARM等國外寡頭競爭,這是最為艱難的,然而一旦成功,對國家和人民的貢獻是最大的。
近年來,龍芯營收穩步增長,在研發投入上,僅2020年就投入了2億元,比前兩年高出了近三倍。2億元的研發投入對于BAT這樣大公司而言可能是九牛一毛,但對于龍芯這樣一家營收為10億多元的小公司而言,確實是下了血本。目前,龍芯的研發項目早已不局限于CPU,研發GPU,開發Loongnix和LoongOS,打造龍芯生態都需要大筆資金投入。也許正是如此高額的研發投入,使習慣于坐冷板凳,二十年磨一劍的龍芯有了IPO的念頭。鐵流由衷希望,“跟在洋人身后吃土”的企業被人民所摒棄,獨立自主另起爐灶有希望“讓洋人去吃土”的企業能夠做大做強。
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