解决卡脖子问题，打通很关键_风闻

文/潘达

（2023-01-27）

各位朋友新年好，这算是兔年的第一篇文章吧。先祝朋友们兔年大展宏兔、突然暴富。

过年回家这几天，我和面板驱动开发的老哥聊了聊。聊天中，有个问题再次被彼此反复提到的自然是电子信息产业卡脖子问题。

在对这个问题的交流和思考中，我想到一个有意思的事，梳理下来发现我的一些想法还是可以的。赶在大A开市前，和朋友们交流下。

对于电子信息产业百度百科是这样介绍的：

电子信息产业，是指为了实现制作、加工、处理、传播或接收信息等功能或目的，利用电子技术和信息技术所从事的与电子信息产品相关的设备生产、硬件制造、系统集成、软件开发以及应用服务等作业过程的集合。

这是一个庞大的体系，在这个体系中，我们日常关注到的就是半导体方面的问题。

当下国内不少电子信息产业公司在孤军奋战，各家都有自己的一套标准，彼此间交流不大。虽然都在努力打造自己的产业联盟，但是在面临Wintel体系和AA体系时，还是力不从心。只有联合起来，打造属于我国自主可控的电子信息产业联盟，这才是发展的必由之路。

Wintel生态体系

AA体系

文章具体按照从硬件到软件两大板块进行分享，当然还有一些组装连接件的问题。作为一个外行，只讲一些对相关体系的观察与思考，文章肯定会有很多BUG，希望业内人士见谅。

首先讲硬件方面。电子信息产业核心就是半导体产业。有个老生常谈的问题就是半导体产业链自主可控、国产可替代的问题，所有人都知道我国的半导体产业被卡脖子。而面对这个问题，不论是政策层的国家还是操作层的企业，都在进行各自的努力。

半导体产业是高新技术产业，是科技的明珠，在相关领域突破后，所带来的收益是多多亿善的。企业们都意图在属于自己的领域进行掘金。

针对国家大基金的反腐行动，就是国家意志对于半导体产业发展投射的一个直接展示窗口，不换思想就换人。

硬件中，以CPU中央处理器为例。CPU，半导体产业硬件层技术的结晶，而CPU芯片指令集架构就是搭建这一切的基础，具体指令集架构又会分为复杂指令集、精简指令集等等。这种技术的细则不是我这种外行能说清的。

先进的CPU产业链代表着国家在半导体产业的地位。而国内的CPU指令集架构，普遍采用英特尔（Intel）、蓝色巨人（IBM）或者安谋公司（ARM）的成熟架构。

不同的架构，代表着不同的技术路线和产品规范等，具体到应用层就是今天的话题，产品之间兼容的问题以及产品生态。

Intel、AMD的CPU是X86架构的，而IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司是ARM架构。此外还有一些开源架构，代表就是RISC-V。

巨头企业们这几种不同的架构，发展出不同技术路径的产品，而多年的技术累积更使得相关产品在市场上形成统治地位，这就是产品生态的具象化。

**技术的累积、市场的统治、专利的壁垒叠加产品的生态，这些企业在相关领域形成了绝对意义上的护城河。**在正常的全球化、大分工时代，选择加入其中一家或者多家不同的生态，依托巨头成熟的体系发展，也是一种不错的选择。

然而时代变了，现在蓝星正处于一个历史的十字路口。对于这个定义不理解的，我可以抽空展开讲。面对这个支离破碎的当下，在巨头们形成护城河的时候，一个后发国家要发展自己的电子信息产业，只想一切办法绕过这些护城河。或者直接另起炉灶，搭建新的产品、市场与生态，从零开始。

也有人会说，不搞行不行。显然，在蓝星越来越分裂的当下，甚至新冷战趋势下，这个问题自然不行。具体我在“异端与异教徒理论”精修版中讲过，这里就不提了。具体参见《异教徒可以忍，异端不能忍，烧》。

国内发展CPU芯片的企业，普遍采用的是ARM架构，核心在于联合安谋公司抗衡因特尔。像华为海思、飞腾、瑞芯微等，这些国内发展的不错的自主半导体公司，芯片架构普遍采用ARM架构。

选择了ARM架构，自然就加入了ARM生态圈，成为ARM大军的一员。然而ARM公司再怎么也是一家美国企业。自然要受到两国政治、经济环境的冲击。这方面，国内企业也注意到了这个问题，海思、飞腾、瑞芯微等企业也在逐步做出改变。开源的RISC-V架构便这样进入国内企业的选择范围。

RISC-V架构相比于X86架构和ARM架构，在物联网技术、AI技术支持上有不少的优势。再加上其开源的属性，完全可以避免一些专利之争。因此在物联网技术、AI技术高速发展的今天，RISC-V架构成为国内芯片企业新的选择。像阿里旗下的平头哥半导体，玄铁系列产品就是采用RISC-V架构。中科院香山系列产品，也是采用RISC-V架构。

RISC-V基金会（RISC-V Foundation）

2015年，负责管理运营RISC-V的非盈利组织“RISC-V基金会”成立，并于2019年迁址瑞士，成立RISC-V国际基金会。成员单位包括谷歌、华为、英伟达、高通、麻省理工学院、普林顿大学、印度理工学院、中科院计算所等。

俄乌冲突爆发后，在半导体领域，X86处理器阵营的英特尔和AMD很早就宣布对俄断供，近些年在移动终端处理器领域占主导地位的ARM也在不久后加入对俄制裁行列。如果有一天中美完全**“脱钩”**，RISC-V会断供吗？RISC-V供应链安全如何应对？

目前，在RISC-V国际基金会的19个高级会员中，和中国相关的达到12个，包括阿里云、成为资本、华为、中兴通讯、紫光展锐、希姆计算、中科院等。截至2022年3月，RISC-V国际基金会的机构会员中，中、美、欧三方呈现并驾齐驱态势。（观察者网）

RISC-V架构最早起源于美国加利福尼亚大学伯克利分校，因此外部对其开源中立性的信任度也是有限的。更何况，瑞士这个中立国实质上并不中立，相关的黑历史比比皆是。这些均为国内半导体芯片企业，在使用RISC-V架构时的不确定性。RISC-V架构生态发展，也存在不少不确定。

2018年10月，“中国RISC-V产业联盟”在上海宣告正式成立，包括紫光展锐、华大九天、华米科技、北京君正等50多家公司，复旦大学、上海交大、同济大学、成都电子科大、东南大学、中科大等近10家重点大学。着力在国内发展RISC-V产业生态。

在X86、ARM和RISC-V体系外，还有完全自力更生，从零开始的龙芯中科。早期的龙芯采用国外的MIPS架构，中间发生了不少故事。现在的龙芯CPU采用自研LoongArch架构，这意味着龙芯需要从零开始发展属于LoongArch的产品线、生态圈。好消息是，龙芯LoongArch架构兼容ARM架构和X86架构。在产品的适配上，可以省力不少。

此外，也有采用混合架构的有兆易创新（ARM架构和RISC-V）、平头哥半导体（ARM架构和RISC-V）等。

相较于兆易创新，平头哥依托阿里云的生态，产品可以得到很好的应用。不论是ARM架构的倚天710，还是RISC-V架构的玄铁910等。在2022云栖大会上，阿里云宣布自研CPU倚天710已大规模应用，阿里云未来两年20%的新增算力将使用自研CPU。然而国内半导体企业又有几家可以向平头哥依托阿里云一样，这么大规模搞应用。

当然，国内还有另一种情况特殊的存在，台企联发科在X86和ARM之间来回摇摆。

就整个市场而言，英特尔X86架构一家独大，安谋公司ARM架构奋起直追，甚至有与英特尔X86平分天下的趋势。而开源的RISC-V架构这个后来者，还在猥琐发展，未来会怎样。龙芯中科的LoongArch架构，现在更像一个孤勇者。龙芯、飞腾等企业，正在打造自己的生态联盟。

从硬件延伸到软件。生态上，微软Windows操作系统和英特尔X86指令系统共同形成的Wintel体系（Windows操作系统-X86架构，PC端），谷歌安卓系统和安谋ARM指令系统形成的AA体系（安卓操作系统-ARM架构，移动端）分庭抗礼，垄断了全球99%以上的市场。龙芯LoongArch架构从顶层架构到软件生态，要摆脱Wintel体系和AA体系可谓登天之难。

整个软件系统由系统软件、支撑软件和应用软件组成。系统软件由操作系统和相关的工具组成。（比如编译器，数据库管理，存储器格式化，文件系统管理，用户身份验证，驱动管理，网络连接等方面的工具）

我们所熟悉的Windows、安卓都是操作系统，然而这些操作系统都是在Wintel体系和AA体系之中发展。苹果公司的IOS则是一个另类，除了果粉，市场上大概没有别的生态了。

目前，国内有不少软件企业在开发独立的操作系统，但是国内企业在Wintel体系和AA体系开发的产品自然适配对应的体系，不论硬件软件。从这方面来说，还是无法确保自主可控。好消息是，龙芯中科很早之前就开始适配华为OpenHarmony。

从硬件讲到相关的生态体系，以及软件。今天的问题已经彻底铺开了。国内电子信息产业想要摆脱卡脖子问题，还是得发展自己的生态体系。

虽然国内各家企业，都在打造属于自己的产品生态，但事实这些生态基本还是在Wintel体系和AA体系这两个巨无霸之下的小圈子。

国内企业需要的是从硬件到软件，选择一个合适的主导架构，从而发展自己的硬件、软件体系，形成完善的生态圈。这个问题问题不是市场机制可以解决的。市场下，企业和产业联盟，也只是局限于自己的一方天地。

这让我想起看过的齐橙大大的网文《何日请长缨》，在解决机床产业体系问题时， 主角依托自身企业技术和政策支持，搞了个机床企业联盟“机20”。

当下国内相关企业各自为战，各自为政。**需要的就是一个这样宏大的体系。**国家大基金只是在资金层面有支持。而核高基也更多的是在软件发展层面的政策支持。

这种需要打通硬件与软件，构建独立生态体系的大事，亟需顶层指导和政策支持。实际上，如果有统一的联通，上下游生态问题打通，有一些低端的应用，已经可以实现全链路国产可控、替代。

半导体产业链，生态最为重要。培养生态不是各自为战，是要形成统一的链路，放到市场上使用，从而经过市场的锤炼，实现高速迭代，升级。

构建我国电子信息产业生态体系，已经刻不容缓。

拓展阅读：

半导体产业链：

半导体材料、半导体制造环节、半导体设备、终端产品等。

根据SEMI统计，全球半导体材料市场规模在2021年创历史新高，达到643亿美元，该机构预计2022年将达到698亿美元，同比增长8.6%，预计2023年将超过700亿美元。

具体来看，2021年全球半导体分材料市场占比中硅片占比最高，达到35%；其次是电子特气，占比14%；光掩模排名第三，占比13%；光刻胶及光刻胶配套化学品占比均为7%，CMP抛光材料占比则为6%；溅射靶材为3%。

其中，国内半导体材料市场规模为266.4亿美元，占比41.4%，是全球半导体材料市场规模最高的国家。（集微网）

生产晶圆厂：

中芯国际、华虹半导体、士兰微、华润微、粤芯半导体等

应用场景：

物联网、单片机、人工智能、固态硬盘、工业控制、5G等。