近年來,，在核心電子零件項(xiàng)目補(bǔ)貼和國家級(jí)集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的扶持下,，中國從事高性能 CPU 設(shè)計(jì)的單位或公司數(shù)量也不斷壯大,，這當(dāng)中有像龍芯,、飛騰,、申威這樣擁有深厚技術(shù)底蘊(yùn)的老牌 IC 設(shè)計(jì)單位,，也有像巨集芯、兆芯這樣的新秀,；既有展訊這樣的國有控股公司,，也有海思這樣的非國有制企業(yè)。
有人評(píng)價(jià)這是“百家爭(zhēng)鳴,、百花齊放”,，也有人評(píng)價(jià)這是“重復(fù)建設(shè)、互相傾軋”,。
事實(shí)上,，在眼花繚亂的設(shè)計(jì)單位和公司中，根據(jù)自主可控程度高低和市場(chǎng)化經(jīng)營的難易,，可以分為 3 種難度模式：
一種走獨(dú)立自主路線,，構(gòu)建自己技術(shù)體系的 Hard 模式，其代表是龍芯,、申威,；
另一種是自己設(shè)計(jì)微結(jié)構(gòu)，保障芯片安全可控,，但依附于 Wintel 或 AA 體系,，相容其軟件生態(tài)的 Normal 模式,，其代表是飛騰、君正,、眾志,；
最后一種是和中國外廠商合作、合資,，或者在軟件和硬件方面完全依附于 AA 體系的 Simple 模式,，前者的代表是兆芯、宏芯,，后者的代表是海思,、展訊。
下面,，我們就從 3 種難度模式的發(fā)展路線盤點(diǎn)中國 CPU 的技術(shù)路線和市場(chǎng)前景,。
一、Hard 模式發(fā)展路線
獨(dú)立自主發(fā)展路線顧名思義在智能財(cái)產(chǎn)權(quán),、發(fā)展路線選擇權(quán)方面是完全由自己說了算,，走自主路線有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
一是擁有自主發(fā)展權(quán)。
擁有自己的指令集,，可以自主擴(kuò)展指令集,，在發(fā)展方向上可以自主選擇。例如龍芯就在獲得 Mips 永久授權(quán)的同時(shí),，自行擴(kuò)展了 148 條 loongEXT,、5 條 loongVM 指令、213 條 loongBT,、1,014 條 loongSIMD,，將 Mips 原本的 527 條指令，擴(kuò)展為 1,907 條,，發(fā)展成為龍芯自己的 loongISA,，申威對(duì) Alpha 的指令集也進(jìn)行了很大程度的擴(kuò)展。
二是安全可控,。
自主構(gòu)建技術(shù)體系,，可以實(shí)現(xiàn)從軟件和硬件上同時(shí)實(shí)現(xiàn)安全可控。例如,，龍芯正在以 “l(fā)oongISA+LCC+GS464E 等自主研發(fā)的微結(jié)構(gòu) + 社區(qū)操作系統(tǒng) loongnix + 軟件生態(tài) + 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”為基礎(chǔ),，力爭(zhēng)打造自己的體系，由于軟件和硬件皆自己搭建,，因而安全性較高,。申威也在積極構(gòu)建自己的軟硬件體系，開發(fā)了自己的神威睿智編譯器，研 發(fā)了基于 Linux 的神威睿思操作系統(tǒng),，加上超算領(lǐng)域不像 PC 領(lǐng)域那樣存在軟件生態(tài)的掣肘,，申威構(gòu)建自主技術(shù)體系的道路可說是一片坦途——于 2012 年 9 月投入使用的神威藍(lán)光超算使用了 8,704 片申威 1600，搭載神威睿思操作系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)了軟件和硬件全部國產(chǎn)化,。
▲ 龍芯 GS464E 處理器示意圖。
三是利潤全部在中國,。
舉例來說,，龍芯構(gòu)建了一個(gè)涵蓋 2 、300
家企業(yè),，上萬名技術(shù)人員的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,。因?yàn)閾碛凶灾髦悄茇?cái)產(chǎn)權(quán)，可以實(shí)現(xiàn)所有利潤都留在龍芯構(gòu)建的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟內(nèi),，中國外廠商除非加入龍芯的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，給龍芯當(dāng)
馬仔,，否則無法分走一分一毫利潤,。申威因?qū)Ｗ⒊泐I(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟比較封閉,，目前除神威超算的液冷系統(tǒng)從國外采購?fù)?，其余大多?shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
Hard 模式之下也有兩個(gè)不利因素：
一是技術(shù)門檻高,，產(chǎn)業(yè)化難度大,。
設(shè)計(jì)單位要獨(dú)立完成指令集擴(kuò)展、微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、編譯器研發(fā),、軟件生態(tài)搭建等工作，還要吸引足夠多,、足夠強(qiáng)的合作伙伴加盟,，建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
二是不利于市場(chǎng)化經(jīng)營,。
目前,，PC 領(lǐng)域是 Wintel 體系的天下，而移動(dòng)芯片是 AA 體系的天下,，服務(wù)器方面中低端市場(chǎng)基本被 X86 芯片占領(lǐng),，而高端服務(wù)器則是 IBM 的傳統(tǒng)市場(chǎng)。構(gòu)建自己的體系必然無法相容國外 Wintel 體系和 AA 體系,，不利于市場(chǎng)化經(jīng)營,。
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二、Normal 模式發(fā)展路線
Normal 模式發(fā)展路線是指設(shè)計(jì)單位購買國外指令集授權(quán)，自主設(shè)計(jì)微結(jié)構(gòu),，但依附于 Wintel 或 AA 體系,，相容其軟件生態(tài)的發(fā)展路線。典型代表：飛騰（ARM）,、君正,、眾志。
Normal 模式有以下兩個(gè)特點(diǎn)：
一是購買國外指令集授權(quán),。
舉例來說,，飛騰購買了 ARM V8 指令集授權(quán)，君正購買了 MIPS 授權(quán),，北大眾志則獲得了 X86 授權(quán)（龍芯課題組成立后,，AMD 主動(dòng)找上門給的。至于其中的原因,，你懂的）,。
▲ 國防科大設(shè)計(jì)的相容 ARM V8 指令的“小米”。
二是自主設(shè)計(jì)微結(jié)構(gòu)和 CPU,，從硬件上來保障硬件安全可控,。
舉例來說，飛騰設(shè)計(jì)了“小米”,，并有“火星”和“地球”兩款產(chǎn)品,；君正設(shè)計(jì)了 XBurst0、XBurst1 ,、XBurst2,，并有 Z 系列、X 系列,、M 系列三條產(chǎn)品線,；北大眾志自主設(shè)計(jì)了 UniCore-1、UniCore-2,，以及眾志-805,、PKUnity-3-130 、PKUnity-3（65）,、 PKUnity86-2,、PKUnity86-3 等 CPU 或 SOC，其中 PKUnity86-3 具有非常高的集成度,，實(shí)現(xiàn)將 CPU,、GPU、DSP,，北橋與南橋芯片組集成為單一芯片,，最大程度地規(guī)避了大批量整機(jī)生產(chǎn)中的國外配套芯片斷貨和停產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn),。
三是能相容國外 Wintel 體系、AA 體系的軟件生態(tài),。
舉例來說,，“火星”和“地球”能流暢運(yùn)行 Android 及其應(yīng)用程序；君正則是因?yàn)榇罅繎?yīng)用軟件都是針對(duì) ARM 寫的,，導(dǎo)致君正無法運(yùn)行這些應(yīng)用軟件,，針對(duì)這個(gè)問題，君正正在開發(fā)的 MC 轉(zhuǎn)碼,，能在部份程度上改善相容性的問題,。另外，君正的智能手表 inWatch T 搭載了 TencentOS,；北大眾志則是能完全相容 Window98,、WindowXP、Window 7 等操作系統(tǒng),。
▲ 君正用于智能手表 inWatch T 的 Ingenic Newton2──可穿戴設(shè)備開源開發(fā)平臺(tái),。
雖然 Normal 模式下，設(shè)計(jì)單位無法自主擴(kuò)展指令集,，技術(shù)發(fā)展只能按照外商劃定的路線圖亦步亦趨,，無法自主選擇發(fā)展方向。而且無論是授權(quán)到期還是指令集更新,，都要再次購買指令集授權(quán)，始終是受制于人,，淪為高級(jí)打工仔,。
但在沒有自己的體系可以依托或沒有資本和技術(shù)自建體系的情況下，依附于國外體系,，是獨(dú)立自主發(fā)展向市場(chǎng)化運(yùn)營妥協(xié)的無奈選擇,。
利弊相伴、禍福相依,。Normal 模式也能帶來以下優(yōu)勢(shì)：
一是研發(fā)的技術(shù)門檻,、時(shí)間成本和資金成本大幅降低。
例如飛騰和君正就不需要自己擴(kuò)展指令集,，不需要開發(fā)自己的編譯器,，更不需要構(gòu)建軟件生態(tài)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，只需要設(shè)計(jì)“小米”,、XBurst 和 UniCore-2 等微結(jié)構(gòu)以及“火星”,、M150、M200,、X1000,、PKUnity86-3 即可。
▲ 君正用于物聯(lián)網(wǎng)的 M150。
二是有利于市場(chǎng)化經(jīng)營,。
在依附于國外體系后,，可以相容其已經(jīng)發(fā)展得很成熟且豐富的軟件生態(tài)，不會(huì)遭遇 Hard 模式下的軟件生態(tài)瓶頸,。這對(duì)于飛騰,、君正和眾志市場(chǎng)化經(jīng)營來說是一大利多。
三,、Simple 模式發(fā)展路線
Simple 模式有兩種情況：
一種是和中國外廠商合作,、合資；
另一種是軟件和硬件方面完全依附于 AA 體系,。
前者的代表是兆芯,、宏芯，后者的代表是海思,、展訊,。
對(duì)于像兆芯、宏芯這樣和國外廠商合資或者合作的企業(yè)來說,，優(yōu)勢(shì)是顯而易見的,，大樹底下好乘涼——兆芯可以得到 Wintel
體系的庇護(hù)，而宏芯能夠得到 IBM 的技術(shù)支持,。當(dāng)然,，代價(jià)同樣巨大。從此往后,，兆芯淪為 Wintel 體系的馬仔,，宏芯也被 IBM 綁在了
OPENPOWER 的戰(zhàn)車上，永遠(yuǎn)的失去了像龍芯,、申威那樣自主發(fā)展的可能性,。
而且，在引進(jìn)技術(shù)中,，往往有這樣一個(gè)過程,，先貼牌，后仿制,，再修改原始設(shè)計(jì),，最后在將引進(jìn)的技術(shù)融會(huì)貫通后自主創(chuàng)新。因此,，宏芯今年發(fā)布的 CP1,，其實(shí)就是 IBM 的 Power 8 的馬甲，兆芯目前唯一一款桌面芯片 ZX-A 就是 VIA Nano 的馬甲,。
按照兆芯和宏芯公布的 PPT,，要走完貼牌,、仿制、修改,、自主創(chuàng)新這個(gè)過程基本要到 2018 年左右的 ZX-E 和 CP3,。在此之前的產(chǎn)品，基本上談不上自主智能財(cái)產(chǎn)權(quán),，就更談不上安全可控,。
另外，對(duì)兆芯和宏芯來說,，還存在另一些風(fēng)險(xiǎn)：
對(duì)于巨集芯而言,，IBM 對(duì)宏芯的技術(shù)扶持是受限制的！POWER 8 最有價(jià)值的浮點(diǎn)運(yùn)算方面的技術(shù)是不對(duì)宏芯開放的,。另外,，IBM 將技術(shù)轉(zhuǎn)讓給宏芯的意圖是扶持一個(gè)打工仔，做四核或八核處理器去和 Intel 搶市場(chǎng),。
如果宏芯想用 IBM 的技術(shù)自己設(shè)計(jì)微結(jié)構(gòu),，做高端服務(wù)器的 CPU 和 IBM 競(jìng)爭(zhēng)，那么宏芯將無法得到 IBM 的技術(shù)支持,。
對(duì)于兆芯而言,，風(fēng)險(xiǎn)就更大。
臺(tái)灣 VIA 的 x86 專利來自收購的 Cyrix 公司,，雖然獲得了部份 x86 專利的使用權(quán),，但 VIA 在技術(shù)積累方面缺乏底蘊(yùn)，在遭受 Intel 專利大棒的襲擊下,，VIA 的 x86 芯片銷聲匿跡,。
雖然在英特爾與美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)（FTC）達(dá)成協(xié)議后，英特爾需向威盛提供 x86 授權(quán)協(xié)議延長(zhǎng)至 2018 年 4 月——在 2018 年 4
月前,，VIA 與 Intel 將可相互使用對(duì)方的專利，但 2018 年 4 月之后,，VIA 就不能再使用 Intel
的新專利（舊專利能繼續(xù)使用）,。
那么，到了 2018 年后,，兆芯若不用 Intel 的新專利技術(shù),，那么很有可能在性能方面被 Intel 越拉越遠(yuǎn)，若是使用 Intel 的新專利,，那么就很有可能被 Intel 專利大棒打的半身不遂,，重蹈 VIA 當(dāng)年的悲劇。
另外,，兆芯技術(shù)起點(diǎn)很低,。Cyrix 公司早在 2000 年就有大批技術(shù)骨干人才流失,，VIA 的 x86 芯片在 2009 年左右技術(shù)發(fā)展就基本停滯了，VIA 官網(wǎng)上更是萬年不更新,，目前最好的產(chǎn)品是 VIA Nano,，但其性能實(shí)在是慘目忍睹，不要說和 Intel 的 haswel 比較,，就是和龍芯 GS464E 相比都有很大的差距,。
▲ 圖為 1G 主頻下 SPEC2000 測(cè)試分?jǐn)?shù)，各款 CPU 的編譯環(huán)境未說明,，僅供參考,。
不過 VIA 最新的 QuadCore E C4650 有一定進(jìn)步，在制程和主頻方面比 Nano 有一定提升,，但根據(jù)官網(wǎng)資料,，微結(jié)構(gòu)依舊是以賽亞的小改版本，單執(zhí)行緒能力還是相對(duì)較弱,。
另外,，不知道 VIA 是否將 QuadCore E C4650 轉(zhuǎn)移給兆芯， QuadCore E C4650 是否就是兆芯的 ZX-C,。
對(duì)于像海思,、展訊這樣的公司來說
依附于 AA 體系下，有利于商業(yè)營運(yùn),，能賺快錢,，但在購買 ARM 微結(jié)構(gòu)，集成自己的 SoC 的過程中,，ARM 微結(jié)構(gòu)授權(quán)費(fèi)和每生產(chǎn)一枚芯片的專利費(fèi)猶如 ARM 稅在吸血,，榨取了 IC 設(shè)計(jì)公司的利潤。
海思和展訊的日子過得蠻滋潤,，原因在于海思是華為子公司,，麒麟芯片自產(chǎn)自銷不愁賣，定價(jià)上不受市場(chǎng)影響,，華為內(nèi)部說了算,，而且華為產(chǎn)品的高溢價(jià)可以為海思留出充足的利潤空間。
展訊在被紫光收購后,，Intel 又以 15 億美元入股展訊獲得 2 成股權(quán),，另外，國家集成電路大基金給予紫光 400 億資金,。在紫光和
Intel 的輸血下,，展訊自然是能夠縱橫捭闔。而那些不能“拼爹”,，或者雖然有個(gè)爹,，但爹不是李剛的 ARM
陣營廠商,，比如聯(lián)芯、炬力,、新岸線,、全志、瑞芯微等就沒這么幸運(yùn)了,。
另外,，因?yàn)榇蠹叶际琴徺I ARM 的微結(jié)構(gòu)，帶來了產(chǎn)品高度同質(zhì)化,、缺乏核心技術(shù),、利潤普遍偏低、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,、生存壓力大,、產(chǎn)品存在安全風(fēng)險(xiǎn)等問題。
四,、選擇一個(gè)發(fā)展方向,，集中攻堅(jiān)是否可行？
目前,，如果算上被飛騰終止開發(fā)的 SPARC,，在中國可謂集齊了 x86、ARM,、MIPS,、Alhpa、POWER,、SPARC 六大陣營,，而且還各搞一套軟件生態(tài)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，說是重復(fù)建設(shè),、互相傾軋也不無道理,。
那么，國家是否能夠出面協(xié)調(diào),，選擇 1-2 個(gè)主攻方向,，實(shí)現(xiàn)集中力量，重點(diǎn)攻堅(jiān)嗎,？
難,！
除了部門利益難以調(diào)和外,，彼此之間發(fā)展路線的不認(rèn)同也是重要因素——在龍芯,、申威看來，選擇 Normal 模式,、Simple 模式,，永遠(yuǎn)受制于人,，無法形成自己的軟件生態(tài)，也無法
自主選擇發(fā)展方向,，永遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主,。
對(duì)于龍芯和申威來說，一個(gè)擁有中國最強(qiáng)微結(jié)構(gòu),，另一個(gè)擁有中國最好的高性能眾核 CPU,，經(jīng)過十多年的技術(shù)積累，龍芯和申威已經(jīng)有了自己的指令集,、編譯器,，和頗具雛形的軟件生態(tài)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，要他們放棄現(xiàn)有的技術(shù)積累,，轉(zhuǎn)投 x86,、ARM 陣營顯然是不可能的。
而在兆芯,、海思等看來,，選擇 Hard 模式不僅技術(shù)門檻高，市場(chǎng)化經(jīng)營更是難上青天,。在可以依附于 Wintel 體系和 AA 體系的大樹下乘涼之時(shí),，根本不可能選擇 Hard 模式。
另外,，Hard 模式成功了固然好,，無論是資訊安全方面還是商業(yè)利益上都是無與倫比的，但風(fēng)險(xiǎn)異常巨大,，失敗了就是血本無歸,。而 Normal
模式、Simple 模式雖然在資訊安全還是商業(yè)利益方面的收益不能和 Hard
模式比,，但風(fēng)險(xiǎn)較低,，是在中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)總體落后西方的情況下，向現(xiàn)實(shí)妥協(xié)后的無奈選擇,。
因此,，國家決策層想必也是難以抉擇，于是來個(gè)“八仙過海各顯神通”,，把能走的路都走一遍,，總有個(gè)把能成。但以中國在 IC 設(shè)計(jì)方面的人才積累和資金投入,，真的有這個(gè)資本和時(shí)間去揮霍嗎,？
五、為什么國家對(duì)各家 IC 設(shè)計(jì)公司扶持差異巨大
盤點(diǎn)各家公司獲得國家資金扶持情況：
2014 年紫光（控股展訊）獲得國家集成電路大基金 400 億元人民幣,。
宏芯成立時(shí)獲 6 億注冊(cè)資本,，從 2014 年成立至今,，獲得補(bǔ)助不少于 20 億元人民幣。
兆芯成立時(shí)上海市政府出資 12 億元,，從 2013 年成立至今,，獲得補(bǔ)助不少于 70 億元人民幣。
龍芯自 2001 年成立以來,，從國家 863 計(jì)劃,、核心電子零件專項(xiàng)中累計(jì)獲得項(xiàng)目經(jīng)費(fèi) 5 億人民幣。龍芯中科公司成立后,，獲得北京市政府 2 億人民幣的股權(quán)投資,。2010 年后未獲得國家專案資金扶持。
飛騰,、申威因是軍方專案,，并沒有資料。
在中國的國情下,，獲得國家補(bǔ)助并不依靠各家的技術(shù)水準(zhǔn),、技術(shù)成果、技術(shù)路線（技術(shù)水準(zhǔn)最好,，也是技術(shù)成果最豐富的龍芯,、申威、飛騰,，顯然不如兆芯,、展訊受國家重視），而是取決于各家單位的公關(guān)能力和國際巨頭的在華影響力,。
六,、結(jié)語
五大陣營互相傾軋，一方面是重復(fù)建設(shè),、資源浪費(fèi),，同時(shí)也帶來了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。