圖片來源 @視覺中國
文｜腦極體
2018 年以來，伴随着全球芯片産業鍊的不确定性增強，緊張局勢加劇，CPU 國産化成為了牽動中國社會的議題。
經過艱辛探索，國産 CPU 逐漸形成了三種不同思路，側重點各異的發展模式。有趣的是，高鐵、北鬥、5G，是這個時代中國科技最廣為人知的創新突破。而國産 CPU 的三種模式，似乎也與這三者背後的發展思路一一對應。
持續突圍的國産 CPU，2023 年依舊走在 " 飽和式救援 " 的路上，走在科技自立自強的晨曦裡。
二十年，做自己的破壁人
最近，《三體》的動畫和劇集正在火熱上映，我們又迎來了熟悉的那句 " 做自己的破壁人 "。中國 CPU 的發展曆程其實也是如此，在不同階段，面對不同問題，國産 CPU 一次次地選擇做當時困境的破壁人。
2014 年，《國家集成電路産業發展推進綱要》發布，同年工信部方面宣布國家集成電路産業投資基金正式設立。這一階段，國家大力推動半導體創新與創業，大批具有國際視野、先進技術的企業得到了發展機遇。
2020 年 8 月 4 日，國務院印發了《新時期促進集成電路産業和軟件産業高質量發展的若幹政策》。《若幹政策》強調，集成電路産業和軟件産業是信息産業的核心，是引領新一輪科技革命和産業變革的關鍵力量。《若幹政策》中明确提出，中國芯片自給率要在 2025 年達到 70% 左右，而這一數字在 2019 年隻有 30%。
就此，巨大的曆史機遇和社會責任，擺在了中國芯片，尤其是國産 CPU 面前。時代大潮下，究竟如何發展國産 CPU，有過無數争論。逐漸形成了三條常态化、被驗證可持續的發展道路。
高鐵模式：先引進，再創新
到 2035 年，中國高鐵運營裡程預計将要達到 7 萬公裡，堪稱不折不扣的 " 中國奇迹 "。高鐵的發展模式，首先引進先進的鐵路與機車技術，再結合中國自身需求與産業實踐進行創新。高鐵雖非中國首創，卻在中國得到了良好發展與廣泛應用，攻克了衆多環境與運營難關，繼而再将成果反向輸送到世界。
國産 CPU 發展的第一條路，就是類似高鐵模式的 " 先引進，再創新 "，通過獲得先進的 IP 内核授權，指令集架構授權，進行自主的芯片設計、研發與制造。這種模式，主要以海光、華為、飛騰、兆芯等企業為代表，其中 X86 架構有兆芯、海光等企業，ARM 架構則有華為、飛騰等。
這一模式的優點顯而易見，相關産品可以兼容 X86/ARM 的主流生态，具有更高的市場競争力，更加容易規模化量産，也更容易被業界所接受。對于相關客戶來說，使用類似産品既可以在相當程度上确保自主可控，同時遷移成本較低，對此前的 IT 投資兼容度更高。更為重要的是，用戶可以獲得廣泛的軟硬件生态支持，獲得較為開放的選擇權。在科研、金融、軟件開發等産業中，兼容國際主流生态依舊是現階段不可規避的價值需求。
對于硬件企業來說，這種 " 引進—吸收—再創新 " 的方式可以确保高起點、低成本與較快形成規模化市場。華為、飛騰基于 ARM V8 架構，兆芯、海光基于 X86 架構為基礎開發的 CPU 産品，推出後均獲得了良好市場。高速增長的市場背後，可以看出信創市場對 " 高鐵模式 " 的認可與支持，其中華為、飛騰基于 ARM 開放架構，生态夥伴衆多。
大衆對 " 高鐵模式 " 的擔憂，是怕企業止步于 " 引進 "，忽視了消化吸收和再創新的必要性，如果停留在 " 引進 "，一旦國外指令集更新，很容易造成優勢難以為繼，在知識産權方面處于被動。逐步在發展中形成自己的技術創新能力與産業發展思路，才是 CPU 國産化的正道。
北鬥模式：牙縫裡擠出的自主可控
2020 年 6 月 23 日，随着西昌衛星發射中心将一枚 " 長三乙 " 運載火箭發射升空，北鬥衛星導航系統的第 55 顆衛星成功進入軌道，這标志着北鬥三号最後一顆全球組網衛星就位，北鬥三号部署比原計劃提前半年順利完成。
北鬥的發展模式，是以中國技術、中國工程為底色。國産 CPU 中，這一模式目前以申威、龍芯等企業為代表，基于申威芯片的 " 太湖之光 "，屢次在國際大賽上拔得頭籌。龍芯，也在政、軍市場上獲得了不錯的業績。
" 北鬥模式 " 的優點顯而易見的，完全獨立自主的技術體系，以及打造獨立的産業生态，适合對自主程度有着高要求、對信息安全更為敏感的行業與領域。比如在軍工、航天等領域，" 北鬥模式 " 的自主 CPU 可以帶來不可替代的價值。
但這一發展模式的問題也相對明顯。一方面供應鍊上需要從基礎技術到最終商業化都自己來實現，從而産生巨大的發展成本。另一方面，由于生态比較小衆、封閉，因此最終帶給用戶的軟硬件選擇空間也很狹窄，很難獲得市場化程度較高。
倪光南院士就曾經提出依托本國架構 " 單打獨鬥 " 模式發展出來的國産 CPU，與主流 CPU 生态的巨大差距，不可能憑主觀願望在短時期内改變的觀點。
同時，究竟能否完全實現指令集自研，也是一個問題。2021 年 6 月芯聯芯發布官方聲明書，稱對龍芯中科啟動法律仲裁程序。事件的起因在于龍芯對 MIPS 的 IP 授權合同未能履約，如果一旦相關争議擴大，構成法律層面的問題，對于最終用戶與上下遊産業也構成了新的風險。
無論如何，更加獨立、徹底的自主可控，确實在産業發展中占據了一席之地，在輿論士氣與特定行業扮演了重要角色。面向未來，這種模式雖然難以壯大，但依舊不可或缺。
5G 模式：參與生态，尋覓機遇
根據工業和信息化部發布的數據顯示，2022 年中國累計建成開通 5G 基站超過 230 萬個，5G 網絡規模與終端用戶規模全球第一。移動通信網絡的壯大發展，讓全球看到了中國數字化技術的硬實力。
移動網絡的發展模式與高鐵、北鬥不同，中國科技在這一過程中，更多是躬身入局，參與到全球移動網絡生态與标準的建設中。通過成為生态的一份子，貢獻自己的力量，逐步占據了更為重要的地位，乃至引領全球創新。
在 CPU 發展曆史上，出現了 x86 和 ARM 兩大生态體系。而在今天，CPU 生态第三極正在浮出水面——這就是 RISC-V。
今天，中國越來越多的企業開始選擇開放指令集 RISC-V，參與 RISC-V 全球生态建設，通過融入國際生态、兼容國際标準來變道競争。這種 "5G 模式 " 的優點同樣明顯，它可以幫助企業越過自主開發指令集的難關，快速進入芯片産業，同時也與國際實現了接軌。另一方面，其開源架構更加利于全球化發展，受到非技術因素影響較小。
在 2022 年，騰訊也宣布加入開源指令集标準 RISC-V 國際協會（RISC-V International）。此前，華為、阿裡巴巴、紫光展銳、中興通訊、賽昉科技、中科院等企業和機構都已加入這一組織，中國科技對 RISC-V 的貢獻和重要性正在與日俱增。
但這種 CPU 發展模式的弱點也依舊存在，那就是 RISC-V 目前還處在較為稚嫩的發展階段，距離 CPU 第三極的生态發展目标還有很長一段路要走。目前階段，中國有大約 50 款基于 RISC-V 的量産芯片，但大多集中在物聯網、無線、電源管理等相對低端化的場景，在 CPU 領域鮮少見到國産芯片嶄露頭角。
基于 RISC-V 打造 CPU，最大問題在于量産化所需的軟件生态與高性能場景适配都還不成熟。在 CPU 所代表的高性能場景中，軟件需求非常龐大，CPU 需要與 RISC-V 底層框架、操作系統、中間件、關鍵庫、應用軟件進行全棧适配，而這意味着繁多的技術挑戰與龐大的工作量，并不是一家公司所能完成。因此，基于 RISC-V 打造 CPU，還需要芯片廠商、ISV 與開源社區等角色的共同努力，甚至社會各界的共同推動。
結束語：不确定時代的" 飽和救援 "
關于中國芯片，我們總是有太多話要說。在網絡上，我們也總是能看到國産 CPU 發展模式孰高孰低，孰優孰劣的争論。事實上，這三種模式并不是誰更高明，誰會取代誰的關系。
而是側重點不同，呼應需求不同，必然會産生的模式多樣化與共存關系。不同模式之間各有所長，也需要彼此競争，需要不斷調整和重新匹配關系。比如有的産業更偏重信息安全，供應鍊可控，絕大部分信創市場，依舊需要以性能和應用場景為主要導向。對于國産 CPU 整體而言，是否能夠破圈突破信創市場的局限，或者說讓大衆市場同樣成為信創市場，才是在 2025 年國産芯片占比 70% 這一大目标下，需要不斷努力的方向。
CPU 國産化，需要百花齊放，需要齊頭并進，飽和式救援。
在全球經濟局勢與芯片供應鍊的不确定時代，飽和救援将是我們的新常态，也是中國芯片崛起的必由之路。
