龍芯：18年自主研發(fā)，從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)北斗衛(wèi)星

孫奇茹

過(guò)去一年，龍芯中科公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收1.5億元，已連續(xù)三年盈利。而放眼全國(guó)，做CPU(計(jì)算機(jī)中央處理器)盈利的極為少見(jiàn)。

2001年8月19日清晨，龍芯1號(hào)誕生，電腦屏幕上那行“godsonlogin”的顯示，終結(jié)了中國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)“無(wú)芯”的尷尬歷史。但現(xiàn)場(chǎng)歡呼雀躍的研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員并未預(yù)想到，從實(shí)驗(yàn)室通往市場(chǎng)的道路，會(huì)如此曲折艱辛。盡管曾經(jīng)先后在包括北斗衛(wèi)星在內(nèi)的十幾種國(guó)家重器以及黨政信息系統(tǒng)中得到應(yīng)用，但以龍芯為代表的自主研發(fā)芯片，想要撬開(kāi)個(gè)人電腦等大眾消費(fèi)市場(chǎng)還面臨巨大考驗(yàn)。

“狗剩”斷奶

擺脫補(bǔ)貼依賴連續(xù)三年盈利

北京西北六環(huán)附近的龍芯產(chǎn)業(yè)園，負(fù)責(zé)軟硬件開(kāi)發(fā)的工程師正在全力推進(jìn)龍芯新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和測(cè)試。

4月初，一張粉紅色的信紙被送到了這里：“龍芯的抗輻照系列芯片在組網(wǎng)衛(wèi)星中得到了成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)處理器自主可控，以過(guò)硬的產(chǎn)品提升了北斗的質(zhì)量。”這是一封來(lái)自客戶的感謝信，寥寥數(shù)行，卻重若千鈞。

能經(jīng)受零下55攝氏度至零上175攝氏度的極端溫度考驗(yàn)，能抵抗外太空宇宙射線的強(qiáng)輻照，還要有持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行15年之久的使用壽命……長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)人造衛(wèi)星所需要的宇航級(jí)芯片絕大部分依賴進(jìn)口。2015年4月，隨著搭載龍芯抗輻照芯片的第17顆北斗衛(wèi)星升空并順利開(kāi)機(jī)運(yùn)行，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在自主可控的征程上邁出了關(guān)鍵一步。

“龍芯抗輻照芯片，突破了西方國(guó)家的技術(shù)封鎖，價(jià)格只是國(guó)外同等芯片的十分之一。”龍芯中科總裁、中科院計(jì)算技術(shù)研究所總工程師胡偉武自豪地說(shuō)。

但就在五年前的春天，龍芯和胡偉武本人還在經(jīng)歷極寒時(shí)刻：“賬上的錢(qián)，眼看都不夠發(fā)工資了。”

龍芯研發(fā)之初，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)給起了一個(gè)極接地氣的中文名，“狗剩”(godson)，寓意是名字賤一點(diǎn)兒、好養(yǎng)活。后來(lái)胡偉武帶著課題組骨干毅然告別中科院體制，組建龍芯中科公司，就是想擺脫對(duì)政府補(bǔ)貼“喂奶”的持續(xù)依賴，從伸手要經(jīng)費(fèi)，變?yōu)閺氖袌?chǎng)賺經(jīng)費(fèi)。

市場(chǎng)的殘酷很快讓龍芯走到了徹底“斷奶”的關(guān)口。2013年，受同行業(yè)“漢芯造假”的負(fù)面影響波及，加上國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展遲緩，國(guó)家轉(zhuǎn)而支持幾家與國(guó)外企業(yè)合資、合作的芯片研發(fā)企業(yè)，龍芯的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)逐漸枯竭。

為了養(yǎng)活自己，龍芯緊跟特定客戶需求，開(kāi)始發(fā)力研制針對(duì)宇航、石油等行業(yè)的專用芯片，希望盡快獲得寶貴的現(xiàn)金流。“坐在桌邊，被對(duì)面的客戶指著鼻子罵，低頭聽(tīng)吧。”當(dāng)年市場(chǎng)拓展的艱辛，胡偉武記憶猶新，“有時(shí)甚至要放下尊嚴(yán)。”在不懈努力下，慢慢地，除了上天的衛(wèi)星芯片，入地的石油鉆井芯片，電動(dòng)汽車(chē)充電樁、紅綠燈、機(jī)頂盒等也開(kāi)始越來(lái)越多地搭載刻有“龍芯”字樣的芯片。

自主之痛

跳出巨頭掌控市場(chǎng)接軌難

面臨同樣困境的，不只是龍芯。因?yàn)楹Ｍ饩揞^建立的專利壁壘，已經(jīng)強(qiáng)大到很難繞開(kāi)。

“當(dāng)我們做出CPU，而且"芯"跳了。我們把它捧到手上，想獻(xiàn)給別人，中國(guó)卻沒(méi)有一家第三棒（下游）企業(yè)能接。”曾參與國(guó)產(chǎn)自主CPU方舟項(xiàng)目，又親歷永中Office產(chǎn)業(yè)化困局的業(yè)內(nèi)人士梁寧回憶，當(dāng)他們的自主芯片做出來(lái)后，因?yàn)闆](méi)有自主設(shè)計(jì)核心電路板的能力，沒(méi)有配套軟件可用，國(guó)產(chǎn)軟件遭遇格式不兼容及不盡如人意的用戶體驗(yàn)，最終“潰敗如山”。

目前，我國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)主要建立在Wintel（Intel的CPU和微軟Windows操作系統(tǒng)）和AA（基于ARM指令集的CPU和谷歌Android操作系統(tǒng)）兩大技術(shù)平臺(tái)上，接受與這兩大平臺(tái)合作，在對(duì)方的技術(shù)體系中做開(kāi)發(fā)，不僅出成果更快，在應(yīng)用層面與市面上主流操作系統(tǒng)、軟件等的兼容也會(huì)順暢許多。如華為麒麟芯片、上海兆芯X86通用CPU的研發(fā)，就屬于這種模式，與市場(chǎng)接軌相對(duì)容易。但風(fēng)險(xiǎn)也不容回避，因?yàn)锳RM和英特爾授權(quán)到期就得再購(gòu)買(mǎi)，外商每一次更新指令集還得購(gòu)買(mǎi)。

胡偉武毅然選擇了自主程度更高、風(fēng)險(xiǎn)也更高的研發(fā)模式，“每一行源代碼都要自己寫(xiě)。”在他看來(lái)，在別人掌控的技術(shù)體系中做產(chǎn)品，不可能形成安全可控的信息技術(shù)體系。這份執(zhí)著堅(jiān)持，也讓龍芯付出了沉重代價(jià)。時(shí)至今日，普通消費(fèi)者依然還用不上搭載龍芯處理器的筆記本電腦。

原因很簡(jiǎn)單，一方面龍芯電腦在價(jià)格和性能上與主流電腦相比毫無(wú)優(yōu)勢(shì)，另一方面，這些電腦不能兼容Windows操作系統(tǒng)，與之匹配的購(gòu)物、游戲、炒股等各種應(yīng)用軟件少之又少。

持續(xù)碰壁之后，龍芯團(tuán)隊(duì)終于意識(shí)到，芯片設(shè)計(jì)難度大，但與市場(chǎng)接軌的相關(guān)軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度更大。

“生態(tài)圈”起步

研發(fā)“長(zhǎng)跑”力爭(zhēng)走進(jìn)百姓家

2018年4月18日晚，在中科院計(jì)算所的會(huì)議上，當(dāng)一張羅列著2017年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的圖表出現(xiàn)在大屏幕上時(shí)，會(huì)場(chǎng)氣氛一下變得壓抑低沉。

圖表中的數(shù)據(jù)看起來(lái)令人悲觀：在中國(guó)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通用電子系統(tǒng)、通信設(shè)備、內(nèi)存設(shè)備、顯示及視頻系統(tǒng)五大系統(tǒng)中，超過(guò)一半以上的核心集成電路芯片國(guó)產(chǎn)率為“0”，即便是國(guó)產(chǎn)率最高的移動(dòng)通信終端處理器芯片，這一數(shù)字也只不過(guò)是22%。

拋開(kāi)市場(chǎng)份額不說(shuō)，潛心發(fā)展多年后，國(guó)產(chǎn)自主芯片的技術(shù)水平到底如何？

胡偉武坦言，除了在北斗衛(wèi)星等國(guó)之重器中的應(yīng)用，龍芯在行業(yè)、民用市場(chǎng)的應(yīng)用還是以低端芯片為主，性能超過(guò)了國(guó)外主流CPU低端系列產(chǎn)品。預(yù)計(jì)龍芯3A4000、3A5000研制成功后，性能會(huì)向世界中高端產(chǎn)品逼近，屆時(shí)將可以大力拓展大眾消費(fèi)市場(chǎng)。

“龍芯已經(jīng)走了18年，再干12年，這條路應(yīng)該走得通。”年過(guò)半百、頭發(fā)花白的胡偉武，為這場(chǎng)30年“長(zhǎng)跑”定下的目標(biāo)，就是圍繞龍芯建立一套完整的軟硬件體系，形成獨(dú)立自主的國(guó)產(chǎn)芯片“生態(tài)圈”。

為了改進(jìn)用戶體驗(yàn)，龍芯著力于應(yīng)用程序編程接口和軟硬件交互的大幅優(yōu)化，與金山公司、紫光股份、搜狗輸入法等合作，提升龍芯電腦的兼容適配性。龍芯還在開(kāi)源社區(qū)上公布了最新操作系統(tǒng)“Loongnix”，吸引開(kāi)發(fā)者入駐參與。

經(jīng)過(guò)多年努力，圍繞龍芯CPU進(jìn)行下游產(chǎn)品研發(fā)的單位已有500多家，技術(shù)人員達(dá)上萬(wàn)人，基于自主可控CPU的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈初步形成。

但是，要建立起與Wintel體系、AA體系相抗衡的第三大IT自主體系，即便是有中國(guó)龐大的潛在應(yīng)用規(guī)模作為支撐，依然是無(wú)比艱巨的任務(wù)。

對(duì)此，不少業(yè)界人士指出，“中國(guó)芯”的崛起，要依靠多條腿走路，在海外成熟平臺(tái)的基礎(chǔ)上研發(fā)新品和保障黨政軍信息系統(tǒng)安全的純自主模式將長(zhǎng)期并存。

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