近年來,，在核心電子零件項目補貼和國家級集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的扶持下，中國從事高性能 CPU 設計的單位或公司數(shù)量也不斷壯大,，這當中有像龍芯,、飛騰、申威這樣擁有深厚技術底蘊的老牌 IC 設計單位,，也有像巨集芯,、兆芯這樣的新秀；既有展訊這樣的國有控股公司,，也有海思這樣的非國有制企業(yè),。

有人評價這是“百家爭鳴、百花齊放”,，也有人評價這是“重復建設,、互相傾軋”。

事實上,，在眼花繚亂的設計單位和公司中,，根據(jù)自主可控程度高低和市場化經(jīng)營的難易，可以分為 3 種難度模式：

 一種走獨立自主路線,，構建自己技術體系的 Hard 模式,，其代表是龍芯,、申威；

另一種是自己設計微結構,，保障芯片安全可控,，但依附于 Wintel 或 AA 體系，相容其軟件生態(tài)的 Normal 模式,，其代表是飛騰,、君正、眾志,；

最后一種是和中國外廠商合作、合資,，或者在軟件和硬件方面完全依附于 AA 體系的 Simple 模式,，前者的代表是兆芯、宏芯,，后者的代表是海思,、展訊。

下面,，我們就從 3 種難度模式的發(fā)展路線盤點中國 CPU 的技術路線和市場前景,。

一、Hard 模式發(fā)展路線

獨立自主發(fā)展路線顧名思義在智能財產(chǎn)權,、發(fā)展路線選擇權方面是完全由自己說了算,，走自主路線有以下幾個特點：

一是擁有自主發(fā)展權。

擁有自己的指令集,，可以自主擴展指令集,，在發(fā)展方向上可以自主選擇。例如龍芯就在獲得 Mips 永久授權的同時,，自行擴展了 148 條 loongEXT,、5 條 loongVM 指令、213 條 loongBT,、1,014 條 loongSIMD,，將 Mips 原本的 527 條指令，擴展為 1,907 條,，發(fā)展成為龍芯自己的 loongISA,，申威對 Alpha 的指令集也進行了很大程度的擴展。

二是安全可控,。

自主構建技術體系,，可以實現(xiàn)從軟件和硬件上同時實現(xiàn)安全可控。例如,，龍芯正在以 “l(fā)oongISA+LCC+GS464E 等自主研發(fā)的微結構 + 社區(qū)操作系統(tǒng) loongnix + 軟件生態(tài) + 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”為基礎,，力爭打造自己的體系,，由于軟件和硬件皆自己搭建，因而安全性較高,。申威也在積極構建自己的軟硬件體系,，開發(fā)了自己的神威睿智編譯器，研 發(fā)了基于 Linux 的神威睿思操作系統(tǒng),，加上超算領域不像 PC 領域那樣存在軟件生態(tài)的掣肘,，申威構建自主技術體系的道路可說是一片坦途——于 2012 年 9 月投入使用的神威藍光超算使用了 8,704 片申威 1600，搭載神威睿思操作系統(tǒng),，實現(xiàn)了軟件和硬件全部國產(chǎn)化,。

▲ 龍芯 GS464E 處理器示意圖。

三是利潤全部在中國,。

舉例來說,，龍芯構建了一個涵蓋 2 、300 家企業(yè),，上萬名技術人員的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,。因為擁有自主智能財產(chǎn)權，可以實現(xiàn)所有利潤都留在龍芯構建的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟內(nèi),，中國外廠商除非加入龍芯的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,，給龍芯當 馬仔，否則無法分走一分一毫利潤,。申威因?qū)Ｗ⒊泐I域,，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟比較封閉，目前除神威超算的液冷系統(tǒng)從國外采購外,，其余大多實現(xiàn)國產(chǎn)化,。
Hard 模式之下也有兩個不利因素：

一是技術門檻高，產(chǎn)業(yè)化難度大,。

設計單位要獨立完成指令集擴展,、微結構設計、編譯器研發(fā),、軟件生態(tài)搭建等工作,，還要吸引足夠多、足夠強的合作伙伴加盟,，建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,。

二是不利于市場化經(jīng)營。

目前,，PC 領域是 Wintel 體系的天下,，而移動芯片是 AA 體系的天下，服務器方面中低端市場基本被 X86 芯片占領,，而高端服務器則是 IBM 的傳統(tǒng)市場,。構建自己的體系必然無法相容國外 Wintel 體系和 AA 體系,，不利于市場化經(jīng)營。
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二,、Normal 模式發(fā)展路線

Normal 模式發(fā)展路線是指設計單位購買國外指令集授權,，自主設計微結構，但依附于 Wintel 或 AA 體系,，相容其軟件生態(tài)的發(fā)展路線,。典型代表：飛騰（ARM）、君正,、眾志,。
Normal 模式有以下兩個特點：

一是購買國外指令集授權。

舉例來說,，飛騰購買了 ARM V8 指令集授權,，君正購買了 MIPS 授權，北大眾志則獲得了 X86 授權（龍芯課題組成立后,，AMD 主動找上門給的。至于其中的原因,，你懂的）,。

▲ 國防科大設計的相容 ARM V8 指令的“小米”。

二是自主設計微結構和 CPU,，從硬件上來保障硬件安全可控,。

舉例來說，飛騰設計了“小米”,，并有“火星”和“地球”兩款產(chǎn)品,；君正設計了 XBurst0、XBurst1 ,、XBurst2,，并有 Z 系列、X 系列,、M 系列三條產(chǎn)品線,；北大眾志自主設計了 UniCore-1、UniCore-2,，以及眾志-805,、PKUnity-3-130 、PKUnity-3（65）,、 PKUnity86-2,、PKUnity86-3 等 CPU 或 SOC，其中 PKUnity86-3 具有非常高的集成度,，實現(xiàn)將 CPU,、GPU,、DSP，北橋與南橋芯片組集成為單一芯片,，最大程度地規(guī)避了大批量整機生產(chǎn)中的國外配套芯片斷貨和停產(chǎn)風險,。

三是能相容國外 Wintel 體系、AA 體系的軟件生態(tài),。

舉例來說,，“火星”和“地球”能流暢運行 Android 及其應用程序；君正則是因為大量應用軟件都是針對 ARM 寫的,，導致君正無法運行這些應用軟件,，針對這個問題，君正正在開發(fā)的 MC 轉碼,，能在部份程度上改善相容性的問題,。另外，君正的智能手表 inWatch T 搭載了 TencentOS,；北大眾志則是能完全相容 Window98,、WindowXP、Window 7 等操作系統(tǒng),。

▲ 君正用于智能手表 inWatch T 的 Ingenic Newton2──可穿戴設備開源開發(fā)平臺,。

雖然 Normal 模式下，設計單位無法自主擴展指令集,，技術發(fā)展只能按照外商劃定的路線圖亦步亦趨,，無法自主選擇發(fā)展方向。而且無論是授權到期還是指令集更新,，都要再次購買指令集授權,，始終是受制于人，淪為高級打工仔,。
但在沒有自己的體系可以依托或沒有資本和技術自建體系的情況下,，依附于國外體系，是獨立自主發(fā)展向市場化運營妥協(xié)的無奈選擇,。

利弊相伴,、禍福相依。Normal 模式也能帶來以下優(yōu)勢：

一是研發(fā)的技術門檻,、時間成本和資金成本大幅降低,。

例如飛騰和君正就不需要自己擴展指令集，不需要開發(fā)自己的編譯器,，更不需要構建軟件生態(tài)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,，只需要設計“小米”、XBurst 和 UniCore-2 等微結構以及“火星”、M150,、M200,、X1000、PKUnity86-3 即可,。

▲ 君正用于物聯(lián)網(wǎng)的 M150,。

二是有利于市場化經(jīng)營。

在依附于國外體系后,，可以相容其已經(jīng)發(fā)展得很成熟且豐富的軟件生態(tài),，不會遭遇 Hard 模式下的軟件生態(tài)瓶頸。這對于飛騰,、君正和眾志市場化經(jīng)營來說是一大利多,。

三、Simple 模式發(fā)展路線

Simple 模式有兩種情況：

一種是和中國外廠商合作,、合資,；
另一種是軟件和硬件方面完全依附于 AA 體系。

前者的代表是兆芯,、宏芯,，后者的代表是海思、展訊,。
對于像兆芯,、宏芯這樣和國外廠商合資或者合作的企業(yè)來說，優(yōu)勢是顯而易見的,，大樹底下好乘涼——兆芯可以得到 Wintel 體系的庇護，而宏芯能夠得到 IBM 的技術支持,。當然,，代價同樣巨大。從此往后,，兆芯淪為 Wintel 體系的馬仔,，宏芯也被 IBM 綁在了 OPENPOWER 的戰(zhàn)車上，永遠的失去了像龍芯,、申威那樣自主發(fā)展的可能性,。
而且，在引進技術中,，往往有這樣一個過程,，先貼牌，后仿制,，再修改原始設計,，最后在將引進的技術融會貫通后自主創(chuàng)新。因此，宏芯今年發(fā)布的 CP1,，其實就是 IBM 的 Power 8 的馬甲,，兆芯目前唯一一款桌面芯片 ZX-A 就是 VIA Nano 的馬甲。

按照兆芯和宏芯公布的 PPT,，要走完貼牌,、仿制、修改,、自主創(chuàng)新這個過程基本要到 2018 年左右的 ZX-E 和 CP3,。在此之前的產(chǎn)品，基本上談不上自主智能財產(chǎn)權,，就更談不上安全可控,。

另外，對兆芯和宏芯來說,，還存在另一些風險：

對于巨集芯而言,，IBM 對宏芯的技術扶持是受限制的！POWER 8 最有價值的浮點運算方面的技術是不對宏芯開放的,。另外,，IBM 將技術轉讓給宏芯的意圖是扶持一個打工仔，做四核或八核處理器去和 Intel 搶市場,。

如果宏芯想用 IBM 的技術自己設計微結構,，做高端服務器的 CPU 和 IBM 競爭，那么宏芯將無法得到 IBM 的技術支持,。

對于兆芯而言,，風險就更大。

臺灣 VIA 的 x86 專利來自收購的 Cyrix 公司,，雖然獲得了部份 x86 專利的使用權,，但 VIA 在技術積累方面缺乏底蘊，在遭受 Intel 專利大棒的襲擊下,，VIA 的 x86 芯片銷聲匿跡,。
雖然在英特爾與美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會（FTC）達成協(xié)議后，英特爾需向威盛提供 x86 授權協(xié)議延長至 2018 年 4 月——在 2018 年 4 月前,，VIA 與 Intel 將可相互使用對方的專利,，但 2018 年 4 月之后，VIA 就不能再使用 Intel 的新專利（舊專利能繼續(xù)使用）,。

那么,，到了 2018 年后，兆芯若不用 Intel 的新專利技術,，那么很有可能在性能方面被 Intel 越拉越遠,，若是使用 Intel 的新專利，那么就很有可能被 Intel 專利大棒打的半身不遂，重蹈 VIA 當年的悲劇,。

另外,，兆芯技術起點很低。Cyrix 公司早在 2000 年就有大批技術骨干人才流失,，VIA 的 x86 芯片在 2009 年左右技術發(fā)展就基本停滯了,，VIA 官網(wǎng)上更是萬年不更新，目前最好的產(chǎn)品是 VIA Nano,，但其性能實在是慘目忍睹,，不要說和 Intel 的 haswel 比較，就是和龍芯 GS464E 相比都有很大的差距,。

▲ 圖為 1G 主頻下 SPEC2000 測試分數(shù),，各款 CPU 的編譯環(huán)境未說明，僅供參考,。

不過 VIA 最新的 QuadCore E C4650 有一定進步,，在制程和主頻方面比 Nano 有一定提升，但根據(jù)官網(wǎng)資料,，微結構依舊是以賽亞的小改版本,，單執(zhí)行緒能力還是相對較弱。
另外,，不知道 VIA 是否將 QuadCore E C4650 轉移給兆芯,， QuadCore E C4650 是否就是兆芯的 ZX-C。

對于像海思,、展訊這樣的公司來說

依附于 AA 體系下,，有利于商業(yè)營運，能賺快錢,，但在購買 ARM 微結構,，集成自己的 SoC 的過程中，ARM 微結構授權費和每生產(chǎn)一枚芯片的專利費猶如 ARM 稅在吸血,，榨取了 IC 設計公司的利潤,。

海思和展訊的日子過得蠻滋潤,，原因在于海思是華為子公司,，麒麟芯片自產(chǎn)自銷不愁賣，定價上不受市場影響,，華為內(nèi)部說了算,，而且華為產(chǎn)品的高溢價可以為海思留出充足的利潤空間,。

展訊在被紫光收購后,，Intel 又以 15 億美元入股展訊獲得 2 成股權,，另外，國家集成電路大基金給予紫光 400 億資金,。在紫光和 Intel 的輸血下，展訊自然是能夠縱橫捭闔,。而那些不能“拼爹”,，或者雖然有個爹，但爹不是李剛的 ARM 陣營廠商,，比如聯(lián)芯,、炬力、新岸線,、全志,、瑞芯微等就沒這么幸運了。

另外,，因為大家都是購買 ARM 的微結構,，帶來了產(chǎn)品高度同質(zhì)化、缺乏核心技術,、利潤普遍偏低,、市場競爭激烈、生存壓力大,、產(chǎn)品存在安全風險等問題,。

四、選擇一個發(fā)展方向,，集中攻堅是否可行,？

目前，如果算上被飛騰終止開發(fā)的 SPARC,，在中國可謂集齊了 x86,、ARM、MIPS,、Alhpa,、POWER、SPARC 六大陣營,，而且還各搞一套軟件生態(tài)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,，說是重復建設、互相傾軋也不無道理,。

那么,，國家是否能夠出面協(xié)調(diào)，選擇 1-2 個主攻方向,，實現(xiàn)集中力量,，重點攻堅嗎？
難,！

除了部門利益難以調(diào)和外,，彼此之間發(fā)展路線的不認同也是重要因素——在龍芯,、申威看來，選擇 Normal 模式,、Simple 模式,，永遠受制于人，無法形成自己的軟件生態(tài),，也無法

自主選擇發(fā)展方向,，永遠不能實現(xiàn)獨立自主。

對于龍芯和申威來說,，一個擁有中國最強微結構,，另一個擁有中國最好的高性能眾核 CPU，經(jīng)過十多年的技術積累,，龍芯和申威已經(jīng)有了自己的指令集,、編譯器，和頗具雛形的軟件生態(tài)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,，要他們放棄現(xiàn)有的技術積累,，轉投 x86、ARM 陣營顯然是不可能的,。

而在兆芯,、海思等看來，選擇 Hard 模式不僅技術門檻高,，市場化經(jīng)營更是難上青天,。在可以依附于 Wintel 體系和 AA 體系的大樹下乘涼之時，根本不可能選擇 Hard 模式,。

另外,，Hard 模式成功了固然好，無論是資訊安全方面還是商業(yè)利益上都是無與倫比的,，但風險異常巨大,，失敗了就是血本無歸。而 Normal 模式,、Simple 模式雖然在資訊安全還是商業(yè)利益方面的收益不能和 Hard 模式比,，但風險較低，是在中國半導體產(chǎn)業(yè)總體落后西方的情況下,，向現(xiàn)實妥協(xié)后的無奈選擇,。

因此，國家決策層想必也是難以抉擇,，于是來個“八仙過海各顯神通”,，把能走的路都走一遍,，總有個把能成,。但以中國在 IC 設計方面的人才積累和資金投入,，真的有這個資本和時間去揮霍嗎？

五,、為什么國家對各家 IC 設計公司扶持差異巨大

盤點各家公司獲得國家資金扶持情況：

2014 年紫光（控股展訊）獲得國家集成電路大基金 400 億元人民幣,。
宏芯成立時獲 6 億注冊資本，從 2014 年成立至今,，獲得補助不少于 20 億元人民幣,。
兆芯成立時上海市政府出資 12 億元，從 2013 年成立至今,，獲得補助不少于 70 億元人民幣,。

龍芯自 2001 年成立以來，從國家 863 計劃,、核心電子零件專項中累計獲得項目經(jīng)費 5 億人民幣,。龍芯中科公司成立后，獲得北京市政府 2 億人民幣的股權投資,。2010 年后未獲得國家專案資金扶持,。

飛騰、申威因是軍方專案,，并沒有資料,。

在中國的國情下，獲得國家補助并不依靠各家的技術水準,、技術成果,、技術路線（技術水準最好，也是技術成果最豐富的龍芯,、申威,、飛騰，顯然不如兆芯,、展訊受國家重視）,，而是取決于各家單位的公關能力和國際巨頭的在華影響力。

六,、結語

五大陣營互相傾軋,，一方面是重復建設、資源浪費,，同時也帶來了激烈的競爭,。