“在取名時(shí)，大家給芯片取的小名叫‘狗?！?，寓意著容易養(yǎng)活，能健康成長(zhǎng)?！饼埿局锌萍夹g(shù)股份有限公司董事長(zhǎng)胡偉武在回憶“龍芯1號(hào)”的研制時(shí)表示。

2002年龍芯1號(hào)研制成功，2005年龍芯2號(hào)研制成功，2009年龍芯3號(hào)研制成功。2010年研制團(tuán)隊(duì)決定要市場(chǎng)化運(yùn)作。2021年6月，龍芯中科科創(chuàng)板IPO申請(qǐng)獲得上交所受理。龍芯中科擬募集資金總額為35億元。

CPU是我國(guó)科技領(lǐng)域被“卡脖子”的關(guān)鍵點(diǎn)之一，尤其是通用CPU。在全球計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，CPU商用市場(chǎng)基本被英特爾和AMD兩家外國(guó)公司占據(jù)，其他廠商整體市場(chǎng)份額不超過(guò)1%。

不過(guò)，經(jīng)過(guò)從2001年中科院龍芯課題組到現(xiàn)在20年的積累，龍芯中科在2020年底推出的龍芯3A5000達(dá)到了12/14nm工藝節(jié)點(diǎn)，雖然相比7nm工藝仍有差距，但其所生產(chǎn)的通用處理器性能已經(jīng)逼近商用領(lǐng)域市場(chǎng)主流產(chǎn)品水平。目前，龍芯系列產(chǎn)品在電子政務(wù)、能源、交通、金融、電信、教育等行業(yè)領(lǐng)域已獲得廣泛應(yīng)用。

胡偉武曾寫(xiě)過(guò)一篇《論龍芯的持久戰(zhàn)》，在文中他表示，在戰(zhàn)略上藐視它，在戰(zhàn)術(shù)上重視它是我國(guó)發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)微處理器和信息產(chǎn)業(yè)時(shí)應(yīng)遵循的一個(gè)基本原則。

未來(lái)，龍芯中科能否扛起國(guó)產(chǎn)芯片的“大旗”？

20年不放棄

“龍芯”靠“三級(jí)跳”實(shí)現(xiàn)技術(shù)跨越

說(shuō)起龍芯，不得不提起研發(fā)團(tuán)隊(duì)帶頭人胡偉武。

1968年，胡偉武出生在浙江省永康縣的一個(gè)鄉(xiāng)村教師家庭。小學(xué)三年級(jí)后，他在假期就要跟著大人到生產(chǎn)隊(duì)掙工分，條件艱苦。受父親的影響，他在小學(xué)和中學(xué)都是“學(xué)習(xí)尖子”。

1986年胡偉武以永康縣高考狀元的身份考入中國(guó)科技大學(xué)計(jì)算所。1991年9月，他免試直接攻讀中國(guó)科學(xué)院研究生院計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)博士研究生，師從著名計(jì)算機(jī)專(zhuān)家夏培肅院士，獲工學(xué)博士學(xué)位。

1996年3月，胡偉武就職于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所，歷任助理研究員、副研究員、研究員、博士生導(dǎo)師、所長(zhǎng)助理、副總工程師、總工程師等職務(wù)。

這時(shí)中國(guó)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入計(jì)算機(jī)時(shí)代，電腦在各個(gè)行業(yè)各個(gè)部門(mén)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。不過(guò)彼時(shí)基本上所有電腦中都是外國(guó)芯，中國(guó)是否應(yīng)該發(fā)展自主處理器？當(dāng)時(shí)社會(huì)上有一種流行觀點(diǎn)認(rèn)為，中國(guó)應(yīng)該發(fā)展嵌入式處理器，沒(méi)必要做通用處理器，因?yàn)橥ㄓ锰幚砥髋c國(guó)外差距太大，并且投入太高，還很難市場(chǎng)化，難以形成生態(tài)體系。

在1997年香山科學(xué)會(huì)議上，夏培肅院士、金怡濂院士（2002年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者）、周毓麟院士討論我國(guó)高性能機(jī)發(fā)展，會(huì)上形成了一個(gè)結(jié)論：一定要做自己的CPU。

2001年，時(shí)任中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員的胡偉武等人在中科院成立了龍芯課題組，這就是龍芯中科的前身。

“我們2001年開(kāi)始做龍芯CPU，當(dāng)時(shí)我們的所長(zhǎng)李國(guó)杰院士給了我100萬(wàn)，我們拿100萬(wàn)人民幣做了一個(gè)原型系統(tǒng)，一種叫現(xiàn)場(chǎng)可編程的邏輯（門(mén)陣列）。把那個(gè)設(shè)計(jì)燒進(jìn)去，把操作系統(tǒng)嘩嘩跑起來(lái)了，我記得那天是2001年8月19日。登錄進(jìn)去，我給李老師發(fā)了一個(gè)郵件，然后就拿那個(gè)成果找科學(xué)院匯報(bào)，要了500萬(wàn)，加上計(jì)算所匹配500萬(wàn)，總共1000萬(wàn)，做個(gè)龍芯1號(hào)。”胡偉武在一次公開(kāi)演講中表示。

2002年8月10日，“龍芯1號(hào)”研制成功，雖然在性能上它只能和上世紀(jì)的英特爾586相當(dāng)，而且在當(dāng)時(shí)還無(wú)法量產(chǎn)，但它是我國(guó)首枚完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通用高性能微處理芯片，它的出現(xiàn)打破了我國(guó)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期建立在外國(guó)核心技術(shù)之上的僵局。

根據(jù)胡偉武回憶，“龍芯2號(hào)”研究過(guò)程中最大的難點(diǎn)就是無(wú)處可學(xué)，“國(guó)外的核心技術(shù)不可能教給我們，我國(guó)芯片研究完全只能自己摸索，同時(shí)在研究過(guò)程中也存在資金不足的情況。但我們沒(méi)有放棄，大家為了攻克難關(guān)日以繼夜的熬過(guò)、艱辛過(guò)、困惑過(guò)，也吃過(guò)很多苦，但大家卻認(rèn)為當(dāng)芯片研制出來(lái)時(shí)一切都是值得的。甚至在芯片取名時(shí)，大家給芯片取的小名叫‘狗剩’，寓意著容易養(yǎng)活，能健康成長(zhǎng)?！?/span>

胡偉武在《論龍芯的持久戰(zhàn)》中表示，龍芯團(tuán)隊(duì)采取了每十五個(gè)月左右性能提高3倍的“三級(jí)跳”技術(shù)指導(dǎo)思想。2003年10月調(diào)試成功的龍芯2B性能是龍芯1號(hào)的3倍，2004年12月調(diào)試成功的龍芯2C性能是龍芯2B的3倍，2006年3月調(diào)試成功的龍芯2E性能是龍芯2C的3倍。

通過(guò)上述“三級(jí)跳”，龍芯高性能通用CPU實(shí)現(xiàn)了跨越發(fā)展，在單處理器設(shè)計(jì)方面達(dá)到了世界先進(jìn)水平。其中龍芯2E采用90納米CMOS工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，內(nèi)含5000多萬(wàn)個(gè)晶體管，最高主頻達(dá)到1.0GHz，最高雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算速度每秒40億次，實(shí)測(cè)SPECCPU2000性能超過(guò)500分，達(dá)到中低檔奔騰IV處理器的水平，并且具有功耗低、安全性高等特點(diǎn)。

2010年下海

最初靠工控類(lèi)芯片養(yǎng)活自己，站穩(wěn)了腳跟

胡偉武曾表示，做了20年CPU，前10年龍芯中科一直靠著國(guó)家給的4億元經(jīng)費(fèi)，直到2010年成立公司走市場(chǎng)化的路線(xiàn)。

2005年和2009年，龍芯2號(hào)與龍芯3號(hào)研制成功。但與此同時(shí)，胡偉武不再滿(mǎn)足讓龍芯繼續(xù)“呆在”中科院，他認(rèn)為，產(chǎn)品需要市場(chǎng)的檢驗(yàn)?！褒埿驹诳茖W(xué)院的體制內(nèi)、在計(jì)算所繼續(xù)做下去，已經(jīng)沒(méi)有意義了，因?yàn)镃PU不是用來(lái)開(kāi)鑒定會(huì)用的，也不是評(píng)職稱(chēng)用的，它必須在市場(chǎng)中讓客戶(hù)來(lái)評(píng)價(jià)。中國(guó)不缺院士，但缺個(gè)像英特爾這樣的企業(yè)。”胡偉武曾這樣公開(kāi)表示。

在他的堅(jiān)持下，龍芯中科應(yīng)運(yùn)而生，2010年公司開(kāi)始市場(chǎng)化運(yùn)作，對(duì)龍芯處理器研發(fā)成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，龍芯1至3號(hào)也成為了龍芯中科的主力產(chǎn)品。

2012年，龍芯中科遇到了問(wèn)題，基于龍芯CPU的龍芯電腦項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化沒(méi)做起來(lái)，國(guó)家支持也沒(méi)了，龍芯處于“斷糧”的困境。

胡偉武不斷反思，到處找項(xiàng)目。他發(fā)現(xiàn)，在英特爾等巨頭看不上的小而散的工控領(lǐng)域，存在著市場(chǎng)機(jī)遇。

龍芯中科將產(chǎn)品類(lèi)別分為工控類(lèi)芯片、信息化類(lèi)芯片和解決方案三類(lèi)，其中，工控類(lèi)與終端等領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景包括如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、行業(yè)終端、智能制造等；信息化領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景包括桌面和服務(wù)器等。通過(guò)在工控領(lǐng)域的持續(xù)深耕，2015年，龍芯中科實(shí)現(xiàn)了盈虧平衡。

招股書(shū)顯示，龍芯中科研制的芯片中，龍芯1號(hào)系列、龍芯2號(hào)系列主要面向工控類(lèi)應(yīng)用;龍芯3號(hào)系列主要面向信息化應(yīng)用（其中工業(yè)級(jí)產(chǎn)品面向高端工控類(lèi)應(yīng)用）。

值得注意的是，信息化類(lèi)芯片在龍芯中科總收入的占比逐年升高，如2018年工控類(lèi)芯片收入占比54.25%，2020年則降低至15.66%；2018年信息化類(lèi)芯片收入占比25.95%，2020年則躍升至73.21%。

截至目前，龍芯中科掌握指令系統(tǒng)、處理器核微結(jié)構(gòu)、GPU以及各種接口IP等芯片核心技術(shù)，在關(guān)鍵技術(shù)上進(jìn)行自主研發(fā)，是國(guó)內(nèi)極少數(shù)使用自主架構(gòu)研制通用處理器的企業(yè)，也是極個(gè)別在股權(quán)結(jié)構(gòu)方面保持開(kāi)放、未被整機(jī)廠商控制的企業(yè)。

值得關(guān)注的是，龍芯中科研發(fā)了自主的龍芯指令系統(tǒng)LoongArch，并研制了基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)、編譯工具鏈、Java虛擬機(jī)等關(guān)鍵基礎(chǔ)軟件，建立了完整的基礎(chǔ)軟件技術(shù)生態(tài)體系。

招股書(shū)顯示，龍芯中科2018年、2019年、2020年全年?duì)I收分別為1.93億元、4.86億元、10.82億元；歸屬母公司的凈利潤(rùn)分別為790.33萬(wàn)元、1.93億元、7179.85萬(wàn)元。

根據(jù)龍芯中科招股書(shū)，該公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為處理器及配套芯片的研制、銷(xiāo)售及服務(wù)，主要產(chǎn)品與服務(wù)包括處理器及配套芯片產(chǎn)品與基礎(chǔ)軟硬件解決方案業(yè)務(wù)，屬于電子信息產(chǎn)業(yè)的核心領(lǐng)域。龍芯中科主營(yíng)業(yè)務(wù)收入主要來(lái)自于處理器及配套芯片產(chǎn)品銷(xiāo)售和解決方案業(yè)務(wù)，公司核心技術(shù)產(chǎn)品收入在近三年來(lái)占營(yíng)業(yè)收入比例始終在99%以上。

龍芯中科表示，基于龍芯CPU的電腦產(chǎn)品使用體驗(yàn)已經(jīng)達(dá)到市場(chǎng)主流水平，產(chǎn)品在電子政務(wù)、能源、交通、金融、電信、教育等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。目前，與龍芯中科開(kāi)展合作的廠商達(dá)到數(shù)千家，下游開(kāi)發(fā)人員達(dá)到數(shù)十萬(wàn)人，基于龍芯通用處理器的自主信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系正在逐步形成。

與英特爾和AMD差距正在縮小

有望擺脫芯片“卡脖子”困境

談起芯片，國(guó)人最關(guān)心的是中國(guó)何時(shí)能擺脫被“卡脖子”的困境，生產(chǎn)出一流的芯片。

對(duì)此，龍芯中科在招股書(shū)中表示，相較英特爾、AMD、ARM公司等國(guó)際CPU龍頭企業(yè)，其在產(chǎn)品的研發(fā)銷(xiāo)售規(guī)模、客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)知程度、市場(chǎng)知名度和商用領(lǐng)域的應(yīng)用軟件生態(tài)等方面均有差距。

據(jù)了解，在全球計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，CPU商用市場(chǎng)基本被英特爾、AMD兩家占據(jù)。其中，英特爾依靠其強(qiáng)大的X86生態(tài)體系，在通用CPU市場(chǎng)占據(jù)領(lǐng)先地位，市場(chǎng)份額常年保持在80%左右，AMD近期追趕勢(shì)頭明顯，而其他廠商整體市場(chǎng)份額不超過(guò)1%。

龍芯中科在招股書(shū)中表示，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)進(jìn)口通用處理器過(guò)度依賴(lài)，多數(shù)通用處理器產(chǎn)品需要從境外采購(gòu)，桌面市場(chǎng)主要為英特爾、AMD占領(lǐng);服務(wù)器市場(chǎng)則主要為英特爾壟斷。我國(guó)對(duì)進(jìn)口通用處理器的過(guò)度依賴(lài)已經(jīng)成為我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大軟肋。近些年，受?chē)?guó)際供應(yīng)鏈不確定性影響，部分企業(yè)的CPU供應(yīng)也成為問(wèn)題。近兩年，采用國(guó)產(chǎn)CPU的桌面產(chǎn)品發(fā)展迅速，但市場(chǎng)份額仍不足5%。

技術(shù)上，目前市場(chǎng)廣泛認(rèn)為AMD的7nm芯片代表著CPU市場(chǎng)的最頂尖水平，相比之下，龍芯中科在2020年底推出的龍芯3A5000達(dá)到了12/14nm工藝節(jié)點(diǎn)，與頂尖水平仍有差距。

除了技術(shù)，還有資金和人力上的差距。新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者梳理發(fā)現(xiàn)，截至2020年年底，英特爾的資產(chǎn)總額達(dá)到1530.91億美元，員工數(shù)量超過(guò)11萬(wàn)人。而龍芯中科招股書(shū)顯示，龍芯中科擬在科創(chuàng)板發(fā)行股票數(shù)量不超過(guò)4100萬(wàn)股，擬募集資金總額為35億元。而截至2020年底，龍芯中科資產(chǎn)總額16.56億元，員工數(shù)量為647人。

雖然仍有差距，但差距正在縮小。

龍芯中科自主研發(fā)的芯片已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域取得了應(yīng)用。東方證券研究所研報(bào)顯示，龍芯系列CPU芯片廣泛應(yīng)用在航天、車(chē)載導(dǎo)航、交換機(jī)、軍用電腦等領(lǐng)域。2015年發(fā)射上天的2顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的核心芯片使用的就是中國(guó)特制的“龍芯”系列專(zhuān)用CPU，可在高輻射極溫條件下穩(wěn)定運(yùn)行。國(guó)產(chǎn)陸軍和海軍裝備上使用的北斗導(dǎo)航一體化終端設(shè)備中使用的就是“龍芯1B”嵌入式CPU，在芯片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中，國(guó)產(chǎn)CPU在軍用領(lǐng)域已經(jīng)逐漸代替國(guó)外CPU。

“應(yīng)用生態(tài)的建設(shè)是通用處理器企業(yè)取得商業(yè)成功的關(guān)鍵。目前全球IT領(lǐng)域，微軟與英特爾形成的Wintel體系，谷歌與ARM形成的AA體系。跟隨這兩個(gè)體系，只能做芯片或整機(jī)產(chǎn)品，而無(wú)法構(gòu)建自主的軟件生態(tài)。為了打破現(xiàn)有體系的壟斷，公司致力于打造獨(dú)立的生態(tài)體系。公司圍繞信息系統(tǒng)和工控系統(tǒng)兩大平臺(tái)開(kāi)展下游產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)工作。以龍芯中科的Loongnix和LoongOS為基礎(chǔ)，持續(xù)完善基礎(chǔ)軟件，開(kāi)展應(yīng)用生態(tài)建設(shè)?！饼埿局锌圃谡泄蓵?shū)中表示。