巨頭入局 國產晶片機遇與挑戰並存

前段時間，高通與貴州省政府簽訂戰略合作協議宣布成立合資公司，專注於設計、開發並銷售供中國境內使用的先進伺服器晶片組技術；不久後，英特爾也宣布與清華大學、瀾起科技聯手研發融合可重構計算和英特爾x86架構技術的新型通用處理器；早些時候，IBM在中國成立「中國Power技術產業生態聯盟」向中國相關企業開放其Power晶片授權，中國晶片產業和中國相關企業似乎正在受到國外晶片大佬的垂青。

藉助這些大佬的力量，中國晶片產業會迎來春天還是冬日呢？

綜合整理 宋偉

國內晶片產業的發展模式

在如今的資訊時代，各行業、企業、政府的大量數據直接關係國家信息安全，一旦發生信息泄露事件，將造成難以估計的損失。

特別是2013年發生「稜鏡門」事件後，網絡和信息安全上升到國家戰略層面，晶片、作業系統等核心軟硬體的自主可控呼聲再次高漲，但談到國內的晶片產業，大眾對其普遍沒有多少信心。

自2000年國務院發布「18號文」《鼓勵軟體產業和集成電路產業發展的若干政策》開啟國產晶片的歷程開始，國內的晶片企業如雨後春筍般出現，不過在眼花繚亂的設計單位和公司中，國內晶片產業的發展模式可根據自主可控程度的高低大致分為三種。

第一種是完全獨立自主構建自己的技術體系，其代表是龍芯、申威；第二種是自己設計微結構保障晶片安全可控，但依附於英特爾或ARM體系，兼容其軟體生態，其代表是飛騰、君正、眾志；最後一種是和其他廠商合作的模式，其代表是兆芯、宏芯、海思、展訊等企業。

對於完全獨立自主發展的模式而言，其最大的優勢在於擁有自己的指令集並可自主擴展，在發展方向上還可以自主選擇。

如龍芯就在獲得MIPS永久專利授權的同時，自行擴展了148條loongEXT、5條loongVM指令、213條loongBT、1014條loongSIMD，將MIPS原本的527條指令擴展為1907條並發展成為龍芯自己的loongISA。

而完全獨立自主發展的道路帶來的另一大優勢就是安全可控，在廠商自主構建的技術體系里可在軟體和硬體上同時實現安全可控。

走這一路線的申威就在積極構建自己的軟硬體體系，不僅開發了自己的神威睿智編譯器，還研發了基於Linux的神威睿思作業系統。

對於晶片廠商自己設計微結構的模式而言，這種模式的特點在於國內的晶片廠商購買國外指令集授權以後再自主設計微結構和CPU，從硬體上保證安全可控。

它的優點在於既保證了晶片的安全可控，又降低了研發的技術門檻和成本，還利於市場化運營。

比如飛騰和君正就不需要自己擴展指令集，不需要開發自己的編譯器，更不需要構建軟體生態和產業聯盟，只需要設計XBurst、UniCore-2等微結構即可。

不過這種模式的不足是設計單位無法自主擴展指令集，技術發展只能按照外商劃定的路線圖亦步亦趨，無法自主選擇發展方向。

對於和其他廠商合作的發展模式，與國外廠商合資或者合作的優勢是顯而易見的，但這樣的局限性在於缺失了自主發展的可能性。

另外，因為大家幾乎都是購買的ARM微結構，這也帶來了產品高度同質化、缺乏核心技術、利潤普遍偏低、市場競爭激烈、生存壓力大等問題。

國內晶片產業的現狀

2013年以來，在政策資金的支持下，天津飛騰、中晟宏芯、上海兆芯、北大眾志等國產晶片企業迅速成立，明確定位於「自主可控國產晶片」研發，以中國龐大的數據中心、伺服器、PC市場為終極目標，這其中華為海思、龍芯的伺服器晶片產品已經問世。

一直以來，國產晶片廠商都在國家層面得到了巨大的政策、資金支持，但在經歷了2006年的「漢芯」造假風波以及後來的「中科紅旗倒閉」事件後，現在只要有晶片或者作業系統與「國產」二字相關聯，就很容易成為網絡上一些評論人士的吐槽對象，甚至被認為是「又在騙取國家經費」。

不過經過不斷地發展，如今眾多國產晶片取得了很大的進步。

之前有報導稱，中國電子旗下的飛騰FT-1500A系列處理器採用國際先進的28nm工藝流片，具有高性能、低功耗等特點，關鍵技術國內領先，可實現對Intel中高端「至強」伺服器晶片的替代，並廣泛應用於政府辦公和金融、稅務等各行業信息化系統之中。

不僅如此，曾經被推上風口浪尖的龍芯還實現了盈利。

1月15日龍芯宣布，2015年公司銷售收入增長率繼續保持50％以上的水平，總收入首次突破1億元大關，並實現了盈利，完成了歷史性的跨越。

龍芯透露，在安全應用領域，其銷售收入已經連續兩年保持50％的高速增長。

在通用應用領域，2015年的銷售收入更是翻了一番還多。

在嵌入式應用領域，銷售收入連續兩年保持成倍增長。

「龍芯公司目前約有400名員工，而基於龍芯CPU進行下游解決方案開發的合作夥伴已有數百家，基於龍芯CPU的研發人員已經達到上萬人規模。

」龍芯總裁胡偉武透露，「經過多年的市場培育，圍繞龍芯的自主可控的信息產業生態圈已初步形成。

」

在國內晶片廠商的不斷努力下，我國在異構計算方面也取得了不錯的進展，上海高性能集成電路設計中心設計的國產眾核晶片就是比較成功的例子。

該晶片有數個主核心和兩百餘個從核心，主核心主要負責邏輯運算，兩百餘個從核心可以使晶片擁有非常高的理論雙精浮點性能和良好的性能功耗比，其峰值雙精度浮點運算速度超過每秒3萬億次（3TFlops），完全追平了英特爾第二代Xeon Phi。

而2016年初，華夏芯(北京)通用處理器技術有限公司在北京亦莊召開的「高性能異構計算及網絡安全研討會」上也宣布即將推出全球首款完全支持異構系統架構（HSA）的處理器。

此外，國內晶片企業在資本收購上的步伐邁得也非常快。

從清華大學分離出來的紫光集團近幾年已經成為行業的重中之重，甚至對英特爾發起了挑戰。

該公司在2013年漸漸嶄露頭角，那時紫光集團斥資26億美元收購了展訊和銳迪科；去年5月，紫光集團斥資23億美元收購華三51%的股份，這家惠普的香港子公司主要生產數據網絡設備；去年11月，紫光集團又宣布130億美元定增計劃，希望建設一座大型存儲晶片工廠；去年12月，紫光集團收購了台灣晶片封裝和測試公司矽品科技25%的股份。

除此之外，其他中國企業也在大舉收購。

長電科技2014年斥資18億美元獲得了同行企業新加坡STATS ChipPac的控股權。

2015年，由華潤集團領導的財團也向美國仙童半導體發出25億美元的收購要約。

貴州省人民政府與美國高通公司雙方簽署戰略合作協議並為合資企業貴州華芯通半導體技術有限公司揭牌，這個事件再度讓高通進軍伺服器晶片市場成為人們關注的焦點。

不缺席，兩個大佬紛紛入局

如今，中國已經成為全球增長最快的伺服器晶片市場。

據市場研究機構IDC的測算，作為數據中心的核心產品，2015年中國數據中心伺服器CPU晶片的市場規模為370萬片，到2020年，這一規模將達到860萬片，年增長率為18%，市場發展前景十分看好。

對此，國外晶片廠商英特爾和高通自然不會輕易放棄中國市場，而基於政府對信息安全的考慮，它們選擇與國內企業或機關單位合作的方式進入中國市場最為恰當。

1月17日，中國貴州省人民政府與高通公司在京簽署戰略合作協議並為合資公司貴州華芯通半導體技術有限公司揭牌。

據悉，此次雙方投建的合資公司將專注於設計、開發並銷售供中國境內使用的先進伺服器晶片，首期註冊資本18.5億人民幣（約2.8億美元），貴州方面占股55%，美國高通公司方面占股45%。

根據協議，高通公司將向合資企業許可其伺服器晶片（ARM架構伺服器晶片）專有技術。

據介紹，合資公司將通過建立團隊消化核心技術，發展自主設計能力，確保設計出來的晶片透明可控，在晶片層級設計自主的安全管控機制，並建立可信計算的基礎，滿足「自主可控、安全可信、高效可用」的要求。

對於此次合作，高通公司總裁德里克·阿博利介紹說，合作內容是高通在中國深入合作並繼續擴大在中國投資非常重要的一步。

「我們不僅將提供投資資金，還將向合資公司許可我們的伺服器技術，並提供研發流程和實施經驗的支持。

」

另一方面，英特爾也與清華大學、瀾起科技(上海)有限公司在北京正式簽署協議，宣布聯手研發基於融合可重構計算模塊和英特爾x86架構技術的新型通用CPU（主要是伺服器領域），以滿足市場和用戶需求。

據了解，清華大學微電子所長期從事可重構計算技術的研究，產生了一批國際公認的領先成果並在產業中得到了應用，其核心技術曾獲2015年國家技術發明二等獎、國家知識產權局和世界智慧財產權組織頒發的2015年中國專利金獎。

而本次聯合三家各有分工，英特爾提供資金與Xeon至強處理器相關資源；清華大學負責開發新的可重構計算處理器(RCP)模塊（主要是可編程晶片）與相配套的系統軟體配合標準的英特爾Xeon，封裝在同一個模塊中。

兩者結合能增加處理特定本地計算任務的能力，滿足國內企業和政府數據中心等對高性能計算晶片的需求；瀾起科技則負責產品的商業化、產業化推動以及2017年在中國市場上市。

此外，早些時候，IBM也在中國成立了「中國Power技術產業生態聯盟」向中國相關企業開放其Power晶片授權。

國產晶片機遇與挑戰並存

平心而論，儘管國內晶片產業的發展取得了不錯的成績，但與國外晶片巨頭相比，仍舊有著不小的差距。

如今英特爾、高通、IBM等晶片巨頭的到來對國內晶片產業來說既有機遇，也有挑戰。

先從英特爾的入局說起。

據了解，英特爾與清華大學、瀾起科技的合作是各自拿出各自的核心技術進行聯合研發一款針對中國特定市場、特定應用的處理器。

依託英特爾在架構設計和製造等方面的綜合實力，以及國內在可重構計算技術方面的領先性，這將加速中國晶片產業的步伐，而可重構計算與x86技術的融合更會促進中國伺服器市場的發展。

因為可重構計算重要的實現方式之一就是FPGA，即現場可編程門陣列。

它的優點在於硬體設計的實現基於軟體的靈活性，並且保持了傳統的基於硬體方法的執行速度。

既然此次合作重點在可重構計算方面，那麼英特爾、清華大學以及瀾起科技三方有可能根據中國不同行業和領域的特定應用需求展開更多研發和合作，從而促進中國伺服器晶片產業發展。

另外，無論是英特爾還是高通，它們與國內企業或機構的合作都將給國內晶片行業發展帶來極大促進。

合作方能接觸到一定的技術層面並加以學習，對下游產業如雲計算、物聯網平台也提供了高品質、高性能的硬體基礎，同時本國晶片廠商還可以收穫關注和產業熱度及一系列的專利積累。

當然，國內晶片廠商與巨頭合作也將面臨不小的挑戰。

懷著「陰謀論」來說就是與國外巨頭合作，中國企業是否會充當「墊腳石」？有觀點認為，晶片大佬與中國企業合作其核心目的在於藉助中國企業的「馬甲」穩固、開拓新的市場，而實質性核心技術以不開放或融合取代等方式使中國的合作廠商的實力得不到根本上的提升，這將對中國的晶片自主廠商形成絞殺之勢。

雖然「絞殺」不至於，但與國外巨頭合作會加劇國內晶片市場的競爭倒是有可能的。

從高通與貴州的合作案例來看，其將合作開發ARM伺服器晶片。

其實高通早在2014年就宣布要進軍伺服器晶片市場，並在去年11月份宣布已經開始開發基於ARM的伺服器晶片，且已經向潛在客戶交付伺服器晶片樣品。

而高通此舉對於同屬於ARM架構，同樣定位在伺服器晶片市場的中國「飛騰」晶片帶來了挑戰。

如前文所述，「飛騰」系列處理器兼容ARM V8指令集，採用28nm工藝流片，具有高性能、低功耗等特點，關鍵技術國內領先，可實現對英特爾中高端「至強」伺服器晶片的替代，天河2超級計算上已經使用了國產的飛騰FT-1500處理器。

憑藉高通的實力，勢必會在ARM伺服器晶片上對「飛騰」處理器造成麻煩。

國產晶片應該如何發展？

談到國產晶片應該如何發展，龍芯總裁胡偉武的觀點曾引發了一系列的討論。

他說到：「政府應該在黑暗森林裡圍個籬笆牆，構建一個小森林，把國外晶片擋一擋。

進入小森林的CPU公司必須嚴格界定，什麼是自主的，什麼是可控的，必須有統一的標準，把真正自主可控的放進小森林，小森林裡玩的是市場競爭的叢林法則。

讓國內各家CPU公司在小森林裡適者生存的競爭——誰的產品好，誰的服務好，就選誰的產品，政府不要去干涉。

在市場競爭中練出自己的體格，最後的勝出者踏著失敗者的屍體成長壯大後，再打破藩籬，和黑暗森林裡的國外產品競爭。

」對此，甚至有人指責他說「國產晶片又在要政策了」，而實際上他的完整意思是當下國產晶片魚龍混雜，希望國家能界定何為自主可控的晶片，以免魚目混珠。

胡偉武的「黑暗森林」法則對於當前的國內晶片企業來說是較為有效的，當前國內晶片企業的確存在「窩裡斗」和「燒錢」等怪象，這樣一群「瘋孩子」是長不大的。

其實無論外界對國產晶片持什麼樣的態度，其中體現的都是國人對國產晶片恨鐵不成鋼的殷切希望，如今國外伺服器晶片巨頭一致看好中國市場，無論是x86架構，還是POWER架構以及ARM架構，巨頭們都在各自的生態圈中力拓新的市場。

對中國企業來說，除了投入研發外，還需要吸引更多經驗豐富的科學家和工程師為國產晶片的發展而努力。

不過更重要的也許是它們必須為長期而艱苦的鬥爭做好準備，畢竟這條獨立、安全、可控的路還很長。

宋偉同學：《微型計算機》雜誌記者/編輯；IT評論人；專注TMT、網際網路、硬體、手機數碼等領域報導。

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