科工力量：龙芯二十年磨一剑，冲击科创板

【文/科工力量专栏作者 铁流】

最近，媒体披露龙芯即将在科创板登陆，如果龙芯能够顺利IPO，将成为国产高性能CPU第一股。从计算所一个CPU项目课题组成长到一家可以冲击科创板的商业公司，龙芯用了20多年时间，其过程可谓是艰辛曲折、饱尝冷暖。目前，科创板鱼龙混杂，不少公司打着芯片的旗号上市玩擦边球炒股价，真正有深厚技术底蕴从事芯片及相关行业的企业并不多见，希望龙芯登陆能够成为一个信号——将来会有更多“硬核”芯片公司登陆科创板。

铁流由衷希望科创板上少一些“水货”公司，多一些“硬核”公司，希望国内从事CPU、GPU、DSP、FPGA等芯片，以及半导体设备和原材料研发的资深厂商能够登陆科创板。

艰难困苦中茁壮成长

龙芯课题组成立于2001年，在课题组成立之初，龙芯只有十来个人和一间不到几十平方米的实验室。在人员方面，中科院计算所唐志敏研究员、胡伟武研究员，和客座研究员张志敏等几人带着研究生在做，曾在上世纪参与“两弹一星”的老研究院员黄令仪听说计算机所要设计CPU，主动带着几个学生加入课题组。

龙芯课题组从成立之初就有有很强的学术研究性质，大家边做边学边研究，积累经验，磨砺技术，培养人才带队伍。由于在资金和人力上都非常匮乏，想要把CPU做出来，那就只能拿命去拼。龙芯课题组成员每周工作六天，每天加班到凌晨，以办公室为家。不少技术骨干全年无休，甚至连春节都是守在单位做CPU。以胡伟武为例，由于常年加班加点，以至于女儿说：“你就知道做你的破CPU，不要我们了”。

随着龙芯1号芯片的成功，龙芯也获得了越来越多的国家资金支持，龙芯进入“小步快走”阶段，相继研发了龙芯2B、龙芯2C、龙芯2E、龙芯2F等数款芯片，其中，龙芯2E在IPC方面达到了同时期美国Intel公司CPU 50%的水平，虽然和美国的CPU依然有差距，但已经能够满足很多应用场景了。龙芯2F则是龙芯第一款商业芯片，销量达数十万片。在龙芯2E和龙芯2F相继取得成功之后，龙芯课题组启动了龙芯3号的研发。

正当龙芯欣欣向荣之际，爆发了大家耳熟能详的“汉芯”事件，网上更是谣传“汉芯龙芯，芯芯造假”，这一方面使国家严格审核芯片项目投资和资金补助，使国家资金迟迟无法到位，另一方面使社会上的客户对龙芯充满怀疑，客户总是带着有色眼镜看待龙芯，这使龙芯市场推广遭遇巨大阻力。

在这种情况下，时任计算所所长的李国杰院士给龙芯设立一个上不封顶的项目，由计算所的经费来支持龙芯的研发。在龙芯3号成功流片时，已经欠了所里几千万元。依靠国家政策扶持，计算所的鼎力支持和龙芯团队的“拼命三郎”精神，龙芯先后开发了3代CPU内核，十多款CPU，积累了CPU设计经验，并且磨练出了一只能打恶战，打硬战的队伍。

政策转向逼迫龙芯在市场中求生存

2010年前后，龙芯开启了由学术团队向商业公司转型的历程。龙芯课题组过去一直是研究团队，低估了CPU商品化、产业化的难度，导致起初的产业化道路并不顺利。

屋漏偏逢连夜雨，由于以龙芯、申威、飞腾为代表的本土CPU研发团队在“十一五”期间表现不佳，特别是在产业化方面没有达到预期要求，国内一些人借此鼓吹自主研发没有前途，必须走技术引进道路。

同时，以IBM、ARM、高通、VIA、AMD、英特尔为代表的境外CPU公司一改过去严密技术封锁的策略，转而抛出橄榄枝，到中国大陆开始合资公司，或开展技术合作扶持代理人，原本苗正根红的飞腾则投奔了ARM阵营，宏芯、华芯通、兆芯、澜起、华为等一批公司通过引进海外技术开发CPU，并标榜“自主可控”冲击党政国企采购。

虽然境外科技公司转让的都是在国际市场上缺乏竞争力的二流技术，而且境外公司基于“教会徒弟饿死师傅”的心理，技术转让或多或少都有一定保留，但经过精心包装之后，具有非常强的迷惑性，比如从ARM购买技术授权的方式。

这些年，铁流一直在抨击各路马甲CPU，坚定不移地支持自主技术，但依然遭遇各路牛鬼蛇神的攻击。十年前的舆论环境比现在更加恶劣，加上国内有一批专家学者和产业界大佬对于中国做自主CPU一直持否定态度，这些因素共同导致国家政策从支持自主研发，变成了扶持技术引进CPU。

政策的180度转向使龙芯告别了过去国家扶持的日子，必须完全依靠自己的能力到市场上求生存。针对办企业和做研究不一样的问题，龙芯的解决之策是要求绝大多数技术骨干都从计算所辞职，像张戈18岁获得学士学位，23岁获得博士学位，25岁就已经是副高职称，是学术上很有前途的苗子，毅然从计算所辞职。因为大家都意识到必须呕心沥血，破釜沉舟做芯片。

在最艰难的日子里，龙芯技术骨干没有选择散伙，而是选择把自己的家当投入到公司中去，从龙芯招股书中可以看出，一大批龙芯技术骨干拿出了几十万至上百万的资金投入到公司中。正是依靠这种破釜沉舟、砸锅卖铁研发CPU的决心和魄力，龙芯走出了低谷。2015年，龙芯营收突破1亿，基本摆脱输血，实现自收自支，自负盈亏。

对于这段艰难困苦的日子，铁流在“2015中国计算机大会”远程采访胡伟武老师时，他表示，“其实这也不是坏事，逼着龙芯只能在市场中谋生存、谋发展，逼着龙芯去服务客户，走市场化道路，而不是去服务领导、伺候领导，这其实也是件好事。就像60年代苏联撤走专家，逼着中国人凭借自己的力量就把两弹一星搞出来了。”

坚持核心技术自主研发 厚积薄发稳步发展

就CPU设计而言，要实现自主可控必须是基于自主指令，自主完成CPU设计。自主指令指的是CPU必须基于自主指令集，如果是基于X86、ARM设计CPU，等于是在洋人的地基上建房子，一旦遭遇风吹草动，就有可能房倒屋塌，这方面最典型的例子就是被英特尔专利大棒暴击的VIA。CPU自主设计指的是自主完成前端设计和后端设计，前端设计不能是从外商购买授权，后端设计也不能外包给境外厂商，必须全部本土企业自己完成。

自“十二五”开始，国内一大批技术引进CPU公司大肆从ARM、高通、IBM、英特尔、AMD、VIA购买技术授权，采用外商的IP核设计CPU/SoC；一些厂商还将后端设计外包给世芯等境外公司，然后把这种CPU包装为自研CPU冲击党政国企采购；在软件生态上则完全依附于X86、ARM的成熟生态……这等于是给英特尔、ARM等外商当“皇协军”，这种现象给本土CPU产业发展和技术进步带来很大混乱。

相比于技术引进CPU公司在技术上高度依赖外商，龙芯则研发了自主指令集LoongArch。龙芯已经委托了国内知名知识产权评估机构，将LoongArch与国际上主要指令系统有关资料和上万件专利进行了深入对比分析。2021年6月3日，龙芯公布了LoongArch的基础架构，有兴趣的网友可以从龙芯官网下载，自行比对LoongArch的基础架构与现有其他指令集的差别。

在CPU前端设计和后端设计方面，龙芯都实现了高度自主化，做到了核心IP自主掌握。特别是在CPU IPC方面，龙芯通过优化设计，使2020年的龙芯3A5000的IPC相对于2012年龙芯1000 增长了3倍。龙芯3A5000的SPEC06测试定点26分（base @2.5Ghz）。在采用12/14nm工艺的条件下，单核性能已经达到甚至超过技术引进的7nm ARM处理器水平，成为单核性能最强的国产CPU。

结语

中国CPU已经形成了泾渭分明的两条发展道路，一条是引进X86、ARM、Power等CPU的技术引进道路，其代表为飞腾、兆芯、澜起、华为、宏芯、华芯通等。一条是以龙芯和申威为代表的自主研发道路。由于技术引进可以买到国外二流水平的CPU技术，且可以由X86、ARM成熟生态做支撑，因而在过去几年里受到专家和大公司热捧，相比之下，龙芯、申威这种自主技术路线的公司反而被嘲讽蚍蜉撼大树，不自量力。

在交流中铁流发现，即便是名校博士，有些业内人士在格局和眼光上也存在不足，只看到X86、ARM生态好、性能好，自主CPU性能和生态均存在不足，因而认为另起炉灶没生态，自主技术路线前途未卜，因此成为技术引进路线的坚定支持者。

对此，铁流曾反驳，一些业内人士只看到了自主CPU和X86、ARM的差距，但看不到国际政治风云变幻，无视西方国家对我国的打压和仇视，看不到中国崛起的历史必然性，甚至主观上不相信中国能在高科技方面超越美国，因此在思想上成为侏儒，丧失斗志，信奉“融入国际主流”，主张“跟着ARM身后吃土”，在这种指导思想下，投入再多的人力物力财力，最终也只能是南辕北辙做无用功，融入国际主流所建立的海市蜃楼面对制裁转瞬化为泡影。

相比之下，龙芯则选择了一条更为踏实，更为艰难的道路，相对于那些“跟着洋人身后吃土”的技术引进CPU公司，龙芯的长远目标则是奔着“让洋人去吃土”去的，一旦龙芯做起来则直接和英特尔、ARM等国外寡头竞争，这是最为艰难的，然而一旦成功，对国家和人民的贡献是最大的。

近年来，龙芯营收稳步增长，在研发投入上，仅2020年就投入了2亿元，比前两年高出了近三倍。2亿元的研发投入对于BAT这样的大公司而言可能是九牛一毛，但对于龙芯这样一家营收为10亿多元的小公司而言，确实是下了血本。目前，龙芯的研发项目早已不局限于CPU，研发GPU，开发Loongnix和LoongOS，打造龙芯生态都需要大笔资金投入。也许正是如此高额的研发投入，使习惯于坐冷板凳，二十年磨一剑的龙芯有了IPO的念头。铁流由衷希望，独立自主另起炉灶有希望“让洋人去吃土”的企业能够做大做强。

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