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文｜脑极体
2018年以来，伴随着全球芯片产业链的不确定性增强，紧张局势加剧，CPU国产化成为了牵动中国社会的议题。
经过艰辛探索，国产CPU逐渐形成了三种不同思路，侧重点各异的发展模式。有趣的是，高铁、北斗、5G，是这个时代中国科技最广为人知的创新突破。而国产CPU的三种模式，似乎也与这三者背后的发展思路一一对应。
持续突围的国产CPU，2023年依旧走在“饱和式救援”的路上，走在科技自立自强的晨曦里。
二十年，做自己的破壁人
最近，《三体》的动画和剧集正在火热上映，我们又迎来了熟悉的那句“做自己的破壁人”。中国CPU的发展历程其实也是如此，在不同阶段，面对不同问题，国产CPU一次次地选择做当时困境的破壁人。
2014年，《国家集成电路产业发展推进纲要》发布，同年工信部方面宣布国家集成电路产业投资基金正式设立。这一阶段，国家大力推动半导体创新与创业，大批具有国际视野、先进技术的企业得到了发展机遇。
2020年8月4日，国务院印发了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》。《若干政策》强调，集成电路产业和软件产业是信息产业的核心，是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。《若干政策》中明确提出，中国芯片自给率要在2025年达到70%左右，而这一数字在2019年只有30%。
就此，巨大的历史机遇和社会责任，摆在了中国芯片，尤其是国产CPU面前。时代大潮下，究竟如何发展国产CPU，有过无数争论。逐渐形成了三条常态化、被验证可持续的发展道路。
高铁模式：先引进，再创新
到2035年，中国高铁运营里程预计将要达到7万公里，堪称不折不扣的“中国奇迹”。高铁的发展模式，首先引进先进的铁路与机车技术，再结合中国自身需求与产业实践进行创新。高铁虽非中国首创，却在中国得到了良好发展与广泛应用，攻克了众多环境与运营难关，继而再将成果反向输送到世界。
国产CPU发展的第一条路，就是类似高铁模式的“先引进，再创新”，通过获得先进的IP内核授权，指令集架构授权，进行自主的芯片设计、研发与制造。这种模式，主要以海光、华为、飞腾、兆芯等企业为代表，其中X86架构有兆芯、海光等企业，ARM架构则有华为、飞腾等。
这一模式的优点显而易见，相关产品可以兼容X86/ARM的主流生态，具有更高的市场竞争力，更加容易规模化量产，也更容易被业界所接受。对于相关客户来说，使用类似产品既可以在相当程度上确保自主可控，同时迁移成本较低，对此前的IT投资兼容度更高。更为重要的是，用户可以获得广泛的软硬件生态支持，获得较为开放的选择权。在科研、金融、软件开发等产业中，兼容国际主流生态依旧是现阶段不可规避的价值需求。
对于硬件企业来说，这种“引进—吸收—再创新”的方式可以确保高起点、低成本与较快形成规模化市场。华为、飞腾基于ARM V8架构，兆芯、海光基于X86架构为基础开发的CPU产品，推出后均获得了良好市场。高速增长的市场背后，可以看出信创市场对“高铁模式”的认可与支持，其中华为、飞腾基于ARM开放架构，生态伙伴众多。
大众对“高铁模式”的担忧，是怕企业止步于“引进”，忽视了消化吸收和再创新的必要性，如果停留在“引进”，一旦国外指令集更新，很容易造成优势难以为继，在知识产权方面处于被动。逐步在发展中形成自己的技术创新能力与产业发展思路，才是CPU国产化的正道。
北斗模式：牙缝里挤出的自主可控
2020年6月23日，随着西昌卫星发射中心将一枚“长三乙”运载火箭发射升空，北斗卫星导航系统的第55颗卫星成功进入轨道，这标志着北斗三号最后一颗全球组网卫星就位，北斗三号部署比原计划提前半年顺利完成。
北斗的发展模式，是以中国技术、中国工程为底色。国产CPU中，这一模式目前以申威、龙芯等企业为代表，基于申威芯片的“太湖之光”，屡次在国际大赛上拔得头筹。龙芯，也在政、军市场上获得了不错的业绩。
“北斗模式”的优点显而易见的，完全独立自主的技术体系，以及打造独立的产业生态，适合对自主程度有着高要求、对信息安全更为敏感的行业与领域。比如在军工、航天等领域，“北斗模式”的自主CPU可以带来不可替代的价值。
但这一发展模式的问题也相对明显。一方面供应链上需要从基础技术到最终商业化都自己来实现，从而产生巨大的发展成本。另一方面，由于生态比较小众、封闭，因此最终带给用户的软硬件选择空间也很狭窄，很难获得市场化程度较高。
倪光南院士就曾经提出依托本国架构“单打独斗”模式发展出来的国产CPU，与主流CPU生态的巨大差距，不可能凭主观愿望在短时期内改变的观点。
同时，究竟能否完全实现指令集自研，也是一个问题。2021年6月芯联芯发布官方声明书，称对龙芯中科启动法律仲裁程序。事件的起因在于龙芯对MIPS的IP授权合同未能履约，如果一旦相关争议扩大，构成法律层面的问题，对于最终用户与上下游产业也构成了新的风险。
无论如何，更加独立、彻底的自主可控，确实在产业发展中占据了一席之地，在舆论士气与特定行业扮演了重要角色。面向未来，这种模式虽然难以壮大，但依旧不可或缺。
5G模式：参与生态，寻觅机遇
根据工业和信息化部发布的数据显示，2022年中国累计建成开通5G基站超过230万个，5G网络规模与终端用户规模全球第一。移动通信网络的壮大发展，让全球看到了中国数字化技术的硬实力。
移动网络的发展模式与高铁、北斗不同，中国科技在这一过程中，更多是躬身入局，参与到全球移动网络生态与标准的建设中。通过成为生态的一份子，贡献自己的力量，逐步占据了更为重要的地位，乃至引领全球创新。
在CPU发展历史上，出现了x86和ARM两大生态体系。而在今天，CPU生态第三极正在浮出水面——这就是RISC-V。
今天，中国越来越多的企业开始选择开放指令集RISC-V，参与RISC-V全球生态建设，通过融入国际生态、兼容国际标准来变道竞争。这种“5G模式”的优点同样明显，它可以帮助企业越过自主开发指令集的难关，快速进入芯片产业，同时也与国际实现了接轨。另一方面，其开源架构更加利于全球化发展，受到非技术因素影响较小。
在2022年，腾讯也宣布加入开源指令集标准RISC-V国际协会（RISC-V International）。此前，华为、阿里巴巴、紫光展锐、中兴通讯、赛昉科技、中科院等企业和机构都已加入这一组织，中国科技对RISC-V的贡献和重要性正在与日俱增。
但这种CPU发展模式的弱点也依旧存在，那就是RISC-V目前还处在较为稚嫩的发展阶段，距离CPU第三极的生态发展目标还有很长一段路要走。目前阶段，中国有大约50款基于RISC-V的量产芯片，但大多集中在物联网、无线、电源管理等相对低端化的场景，在CPU领域鲜少见到国产芯片崭露头角。
基于RISC-V打造CPU，最大问题在于量产化所需的软件生态与高性能场景适配都还不成熟。在CPU所代表的高性能场景中，软件需求非常庞大，CPU需要与RISC-V底层框架、操作系统、中间件、关键库、应用软件进行全栈适配，而这意味着繁多的技术挑战与庞大的工作量，并不是一家公司所能完成。因此，基于RISC-V打造CPU，还需要芯片厂商、ISV与开源社区等角色的共同努力，甚至社会各界的共同推动。
结束语：不确定时代的“饱和救援”
关于中国芯片，我们总是有太多话要说。在网络上，我们也总是能看到国产CPU发展模式孰高孰低，孰优孰劣的争论。事实上，这三种模式并不是谁更高明，谁会取代谁的关系。
而是侧重点不同，呼应需求不同，必然会产生的模式多样化与共存关系。不同模式之间各有所长，也需要彼此竞争，需要不断调整和重新匹配关系。比如有的产业更偏重信息安全，供应链可控，绝大部分信创市场，依旧需要以性能和应用场景为主要导向。对于国产CPU整体而言，是否能够破圈突破信创市场的局限，或者说让大众市场同样成为信创市场，才是在2025年国产芯片占比70%这一大目标下，需要不断努力的方向。
CPU国产化，需要百花齐放，需要齐头并进，饱和式救援。
在全球经济局势与芯片供应链的不确定时代，饱和救援将是我们的新常态，也是中国芯片崛起的必由之路。
