幾十年來，ARM公司一直是芯片架構開發的領軍者，專注于ARM指令集架構和處理器內核設計。這家成立于1990年，總部位于英國劍橋的企業在2016年9月被日本電信巨頭軟銀(Softbank)收購。ARM的商業模式很獨特，它自身不向市場出售成品芯片，而是將其研發的指令集架構和處理器IP內核技術授權給芯片設計公司使用，并收取一次性的許可費和按芯片銷售量計算的版稅。2021年，全球范圍內使用ARM技術的芯片出貨量已高達292億顆，公司營收27億美元。

　　ARM的授權許可主要有兩種：架構許可協議（Architecture License Agreement，ALA）和技術許可協議（Technology License Agreement，TLA）。其中ALA允許客戶基于ARM的指令集架構來自行定制設計處理器IP核，比如蘋果的芯片；TLA允許客戶直接購買ARM設計好的IP核來用，并可在上面做少量修改，如高通的驍龍系列芯片。相比較，TLA收費要比ALA高。目前，已有超過100家公司與ARM簽訂了許可協議，包括高通、三星、蘋果、華為、飛騰、聯發科等。

　　ARM的這一商業模式可以幫助眾多芯片設計公司降低技術門檻，縮短研發周期,快速上市高性能CPU，并共享ARM的生態。比如2019年華為推出的麒麟990系列手機芯片就是基于ARM 在2018年發布的Cortex-A76核，前后相差僅一年左右的時間。而如果要從零自己開始迭代開發一款A76級別的CPU核，預計要8-10年時間。因此，對于國內做ARM芯片的企業而言，只要能夠買到ARM最新的IP核，再把后端設計委托給臺灣世芯這類企業，然后找臺積電等晶圓廠代工，就能在技術儲備不足的情況下，短平快地開發出一款ARM CPU。據媒體報道，臺灣世芯公司就曾為飛騰PC與服務器CPU產品提供ASIC設計服務，2020年飛騰為世芯貢獻了約39%的營業收入。

國產ARM 芯片的尷尬處境

　　目前，在國內的PC和服務器領域，國產ARM CPU主要有三類玩家：自產自用型、政策紅利型和純商業型。第一類以阿里倚天710為代表，與國外蘋果、亞馬遜、谷歌等企業的做法類似，自研ARM芯片主要是為了滿足自身業務需求，不直接對外公開銷售。第二類是政策紅利型，以華為、飛騰為代表，通過將ARM芯片包裝成自主CPU并設法拿到信創牌照，以黨政國企事業單位為主打市場。第三類是純商業型的IC設計公司，如成立于2021年的初創企業啟靈芯，試圖在商用市場上用ARM CPU來替代x86芯片。

　　對于上述后兩類國產ARM芯片而言，近兩年的發展正陷入越來越大的困境。一方面在商用市場上，過去十年來，ARM服務器CPU一直不慍不火，曾一度染指這一品類的AMD、高通等大廠都已相繼退出，凱為/美滿電子在堅持了一陣后也開始裁員，國內的華芯通更是直接關門大吉，就在今年8月，成立不到一年的初創企業啟靈芯也宣告停止運營。

　　另一方面，在政策引導性比較強的信創市場，業界對于華為、飛騰等國產ARM芯片的自主性的質疑也越來越大。特別是受美國禁令影響導致國內企業遲遲拿不到AMR最新架構授權，俄烏戰爭后英國直接制裁俄羅斯ARM芯片企業，ARM公司起訴高通侵犯其知識產權等一系列事件的發生，使得華為等國產ARM芯片能否實現自主創新，能否持續發展下去，都成了一個又一個的大問號。

ARM授權模式對中國信創產業的重大風險

　　（一）中國芯片企業至今沒拿到Armv9的最新許可

　　2021年3月，ARM公司正式宣布推出最新的Armv9架構，宣稱這是自10年前Armv8推出以來的首次重大變革，將用于未來3000億ARM芯片中，涉及手機、筆記本電腦、臺式機、云計算、高性能計算、汽車和AI等廣泛領域。然而，這樣一款如此重要的里程碑式架構技術，由于受美國禁令的影響，國內ARM芯片公司能否順利買到、何時能買到、以多大代價買到Armv9架構授權，卻仍是未知數。據業內人士透露，Armv9已發布一年多時間，至今還沒有一家中國企業拿到授權許可。

　　設想一下，如果華為等遲遲不能獲取Armv9授權，只能在Armv8這樣一個十年前的老舊版本上做芯片，勢必會影響國產ARM芯片的產品競爭力，前期的巨大投資成本也無法通過產品迭代升級來分攤。就算華為有能力Armv8上自行實現一些Armv9的新指令或功能，如果沒有事先得到ARM的同意，也勢必會造成侵權。退一萬步講，即便華為這次僥幸花費巨資買到了Armv9授權，可又如何保證在日趨復雜的國際形勢下，未來能一直買到v10、v11、v12…的授權。從這個意義上講，在信創領域，華為等ARM芯片所標榜的“自主性”已很難站住腳，“核心技術是要不來、買不來、討不來的”已經成為廣泛共識。

　　（二）英國制裁俄羅斯ARM芯片企業的警示

　　今年5月，由于俄烏戰爭，英國政府禁止俄羅斯企業獲取ARM架構授權，將俄兩大處理器開發商貝加爾電子（Baikal Electronics）和MCST列入制裁名單，除凍結其資產外，還禁止ARM公司對俄羅斯提供技術服務。其中，貝加爾電子之前是基于MIPS指令集進行芯片設計，近幾年來已全面轉向ARM架構。ARM斷供已直接導致該公司正在開發的Baikal-M2、Baikal-L、Baikal-S2系列處理器被迫中止。俄羅斯媒體評論說，該公司將不得不更換新的處理器架構或者轉向RISC-V等開源架構，而這預計需要至少兩到三年的時間，以及高達10億盧布的研發支出。

　　作為一家總部在英國的日本財團控股企業，ARM公司不得不聽令于英國政府，對俄羅斯芯片企業進行斷供，這不能不讓中國人警醒——特別是考慮到當前我國諸多關系國計民生的核心場景都已經大量安裝使用了華為鯤鵬等國產ARM芯片。

　　（三）ARM公司對許可授予和終止有非常大的自由裁量權

　　如果說英國制裁俄企是基于國際地緣政治，那么ARM起訴高通則是因為赤裸裸的商業利益。在2019年9月，ARM公司曾向芯片設計公司Nuvia授予了ALA和TLA許可。2021年1月，高通宣布以14億美元收購Nuvia，這意味著收購完成后高通將根據ALA許可為Nuvia開發的CPU向ARM支付版稅，而不是按照TLA支付較高的費用，這引起了ARM的極大不滿。2022年2月，ARM致函Nuvia和高通，宣布終止對Nuvia的授權許可。8月底，ARM以高通違約導致ARM遭受無法彌補的巨大損失為由，在美國特拉華州的地區法院提起訴訟，主張Nuvia在芯片設計中使用ARM的專利設計，這些設計在未經許可的情況下不得轉讓給高通使用。

　　為了獲得ARM的同意，高通必須：(I) 將Nuvia的許可證中高得多的專利費并入高通現有的許可證中；(ii) 限制高通員工參與高通定制 CPU 設計的能力，因此任何有權訪問ARM機密信息的個人至少要等三年才能參與高通的“任何架構 CPU 設計”；(iii)討論并決定與該 CPU 設計轉讓相關的設計轉讓費；(iv)為實施知識產權和軟件工具簽訂單獨的許可證，這將包括另一筆未披露的“設計轉讓費”。

　　根據高通公開的訴訟材料，高通從2025年起將無法繼續提供ARM架構的芯片，因為其ARM許可證協議將在2024年終止。上述例子表明，ARM對授權的授予和終止有著非常大的自由裁量權，對于NUVIA這樣的小公司，ARM可以單方面直接終止與其許可，對于高通這樣的大企業，ARM也能在授權到期后以直接斷供進行相要挾，以獲取更大的商業利益。誰敢保證，華為、飛騰等 國產ARM芯片企業在與ARM公司打交道過程中，日后不會面臨與高通類似的“陷阱”或糾紛？

　　（四）ARM的新規則將剝奪芯片企業自主發展權

　　據SemiAnalysis報道，高通最新的訴訟文件還顯示，ARM可能會改變其授權模式，更改IP條款，2024年后基于ARM公版CPU的SoC，不可以使用外部GPU、NPU或ISP。換言之，從2025年開始，如果還想使用ARM公版CPU的話，那就必須搭配使用ARM的公版GPU、NPU以及ISP。這一做法對于各大使用ARM公版CPU的設計公司來說，無疑是一個巨大打擊，它將嚴重扼殺IC公司的自主設計能力，使這些公司自主開發的GPU、NPU、ISP等模塊失去搭載平臺而被市場淘汰。消息一出，立馬引發軒然大波，其中以高通、三星、聯發科反應尤甚。

　　（五）ARM不允許芯片廠商私自擴展指令集

　　歷史上，MIPS生態的衰亡，有一個很重要的原因是生態割裂——不同的CPU、不同的主板，操作系統和軟件都可能不通用，導致每家公司要做自己的生態積累，無法形成合力。為了避免重蹈MIPS的覆轍，ARM在向其他公司授權指令集架構和IP時，不允許其它公司修改和擴展其指令集，以確保應用軟件的統一兼容性，僅有部分嵌入式CPU的IP允許通過掛載dsp等形式擴展功能。因此，這一舉措使得華為等國內ARM廠商無法主動基于ARM擴展自己的指令，并形成獨立自主的軟件生態體系。

　　（六）ARM能對整機廠商進行“長臂管轄”

　　根據高通對ARM的反訴材料，ARM還在試圖繞過高通，對采用高通芯片的OEM整機廠商進行施壓，相關舉措包括：要求OEM廠商接受ARM的新直接許可，并根據產品銷售情況支付專利費，否則從2025年開始無法獲得ARM兼容的芯片。

　　這一點對中國ARM CPU和整機企業的警示在于：ARM不僅可以終止芯片架構或IP授權，也可以改變其商業模式，即繞過芯片廠商直接施壓終端廠商，脅迫終端廠商不得使用特定品牌的ARM CPU。

　　可見，盡管華為、飛騰已經將ARM芯片包裝成自研國產芯片打入信創市場，但最近這兩年的一系列事實情況證明，基于ARM授權模式來發展國產芯片，必定會受制于人，根本無法實現自主可控。國內企業對ARM技術發展和商業模式不可能有話語權，無法掌握底層的知識產權和相關標準，只能被動地跟隨，只知道今天能做，卻不知道明天還能不能做。走ARM路線，不可能幫助中國構建起自主可控的信息技術體系，在復雜多變的國際形勢下，還會帶來巨大的產業安全隱患，包括：被隨意中止授權，被斷供新版本架構或IP，被禁止擴展自定義指令集或陷入法律訴訟，終端設備廠商被斷供打壓等等。

指令集自主是國產CPU必由之路

　　國產ARM芯片陷入的尷尬困境使得國內一些有識之士開始尋找新的出路。譬如在倪光南院士呼吁下，國內企業開始聚焦開源指令集RISC-V。在阿里、中科院計算所等機構的努力之下，我們在RISC-V架構芯片領域已取得了進展并且掌握了理事會的話語權。但是，目前RISC-V雖然概念火熱，但商業模式還尚未清晰，在PC和服務器CPU領域離真正的產業落地應用還較遠。更重要的是，無論如何，RISC-V只是一個依靠開源合約約束的指令集，在美政國政府的法令面前極度脆弱。一旦美國政府發難，很難說能否獨善其身。

　　與ARM授權模式和RISC-V開源模式都不同，龍芯選擇了一條徹底的完全自主的新路，即從自主指令集做起，逐步構建起完全獨立自主的信息技術體系。

　　其實在2021年之前，龍芯也和其他CPU一樣，兼容國外的指令集架構，即基于MIPS架構設計CPU，后來又以MIPS為基礎擴展出了LoongISA架構。但到2019年，胡偉武意識到這終究不是長久之計，在其領導下，龍芯毅然決然地拋棄了MIPS架構，開始設計完全自主的新指令集。2021年4月，龍芯正式發布自主指令系統架構LoongArch，中文稱“龍架構”。

　　在龍芯中科董事長胡偉武看來，不論是x86、ARM、RISC-V，還是龍芯此前采用的MIPS，都是外國的指令集架構，特別是在美國對華貿易戰、科技戰背景之下，都存在著不可控的風險。尤其是對于自主可控要求更高的信創產業來說，如果采用基于國外指令集架構的CPU，將難以改變核心技術受制于人的局面。他曾談到，“指令系統、基礎工業(工藝材料和設備)是信息產業的兩個最重要基石。基于國外指令系統的信息產業支撐不了中華民族偉大復興。我們中國人也可以用國外的指令系統做產品，但是我們不能指望用國外的指令系統來做自己的生態。做跟班是可以的，想超越是不行的。我們需要克服奴才心態，做自己的指令系統。”

　　就在11月16日的信息技術自主創新高峰論壇上，胡偉武發表《龍架構軟件生態建設》主題演講。他談到，今天龍芯CPU已經成為了自主性最強的國產芯片，而且經過20多年的自主研發，也已經完成CPU性能上的“補課”，龍芯3A5000在相同工藝下已經實現單核性能最高。在接下來的2-3年里，龍芯要把自主研發的優勢轉化為性價比和軟件生態優勢，在開放市場上與ARM、X86芯片展開性價比競爭，目標是在2025年基本建成LoongArch軟件生態體系。

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