为中国造芯——龙芯的故事

6月24日，国产CPU设计厂商龙芯中科登陆科创板。发行价为60.06 元，开盘价为96.28 元/ 股，涨幅 60.31%；首日收盘价89.07 元/ 股，总市值357.17亿元。

龙芯中科董事长胡伟武表示，龙芯中科将抓住登陆资本市场的重要契机，开启从CPU和操作系统技术“补课”走向产业生态建设的新征程，从政策性市场走向开放市场的新征程，从跟随性发展的“必然王国”走向自主发展的“自由王国”的新征程。

​来源：龙芯中科​

而且在前几天的LoongArch生态发展暨通明湖创新应用论坛上，龙芯还发布了最新3C5000 CPU。会上提到，受多种因素影响，国内外形势发生了巨大变化，俄乌事件也证明只有自主发展，才能保证自主安全发展。我国现阶段在自主可控建设方面，虽然仍面临重多挑战，但国人也开始深度重视发展关键核心技术。

确实，我国虽然是世界第一制造大国，但每年却要进口超过2000亿美元的芯片，“缺芯少魂”问题尤为严重。中国在集成电路产业可能会受制于欧美，尤其在CPU方面，已经成为中国制造转型升级的“芯”病。

好在已经有不少国内企业意识问题并且投身到自主研发，打破海外的垄断，龙芯中科是其中之一。

在不自信中起步，但人生能有几回搏

2001年，中国科学院计算技术研究所研究员胡威武，带领研发团队在中科院成立了龙芯课题组，致力于自主研发CPU，这就是龙芯中科的前身。

没钱、没基础、没人心

2000年10月一个毕业10年的人重新回到母校中国科技大学进行招生宣传。他看到当年的那些实验室里还摆放着当年自己的毕业设计，那是一个用400多个74LS系列的芯片搭起来的、全手工焊制的电路，触景生情让这个年轻人有了重操旧业的冲动，他想到了当下的CPU建设，联系了计算所系统结构室的室主任，开玩笑似的放下了豪言壮语：“一两年之内不把通用操作系统boot起来，提头来见”。他就是当今龙芯中科技术股份有限公司董事长——胡伟武。

2000年11月，唐志敏和胡伟武带领着七八个研究生开始做系统结构设计，主要是确定指令系统以及流水线结构。虽然当时IA-64结构抄的过热，但他们还是决定采用RISC结构，这给之后的发展奠定了基础。当时的胡伟武并不着急，也没有太大压力，谁知后来事情开始慢慢发酵。

2001年，计算所45周年庆需要展示CPU成果，胡伟武只好在3个月的时间里夜以继日。队伍扩大之后，他们把中国高性能通用CPU定位成“我们要静下心来制作的事情”，着重考虑兼容问题，采用了从系统结构设计到C模拟器设计、到Verilog仿真、到FPGA验证、到标准单元投片最后到全定制投片的稳站稳打的设计方法。最后不负众望，胡伟武一行人完整任务。

“人生能有几回搏”是胡伟武喊出来的口号，努力攻坚队的三个月里，课题组成员付出了难以想象的艰辛，可是后来龙芯的发展也是举步维艰。

2002年，“龙芯1号”研制成功，虽然它在性能上只能和上世纪的英特尔586相当，但是，它在一定程度上打破了我国长期依赖进口芯片的僵局。2003年,凭借龙芯1号,龙芯团队成功申请到国家863重点项目,而完成863任务的指标只有两个：CPU主频达到500MHz,space CPU2000(当时国际公认的CPU测试软件)分值在300以上。龙芯团队投入了大量人力、物力,最终在一年内设计出龙芯2号,该芯片在space CPU2000上的分数,超过了当时英特尔的奔腾2。

但是龙芯在之后的几年里卷入了“抄袭作假”风波。龙芯公司称，虽然龙芯2号在设计思路上与MIPS R1000有相似之处，但并不是后者的复制品，也没有抄袭任何其它芯片产品的设计思路。

当时还发生了著名的“汉芯造假”事件，雪上加霜。2006年1月17日，清华大学的BBS论坛上，出现了一篇公开指责 “汉芯一号”造假的文章名为《汉芯黑幕》，文中痛斥 “汉芯DSP芯片”研制完全是弄虚作假，只是为了骗取国家的研发经费。国家迅速开始调查，结果出来后，曾经的科技创业领军人物瞬间跌落神坛，成为了过街老鼠，一件件事情的真相渐次浮出水面，也拉开了陈进汉芯一号造假的黑幕。

同为中国芯的典型代表,彼时刚起步的龙芯也被夹裹其中，“外国核心中国外壳”“龙芯和汉芯是一路货色”“龙芯汉芯凉了中国心”等质疑铺天盖地而来。

哪怕MIPS宣布MIPS32、MIPS64的结构中的单一功能产品授权给龙芯，双方开展带有限制性条款(不得修改、不得转授权IP等)长期战略性合作，但这又为龙芯带来“骗经费”、“伪自主”的口诛笔伐。

而且，当时龙芯产品市场化走的也不顺利，主要因为疲于应付专利纠纷和抄袭风波的龙芯，没能推出一款让人叫好的电子产品,软件生态的推进更是顾此失彼、步履维艰。

他横由他横,明月照大江

任凭风浪起，横下心来做自己该做的事，做好自己的事，就是给所有的质疑最好的答案。

龙芯的发展，最离不开的就是政府的支持，胡伟武在演讲中多次提到国家的 “十一五”“十二五”等计划给龙芯的发展提供了强大的政策支持，龙芯也紧紧抓住了这些机会，努力发展自身，成绩斐然。

“十一五”期间是龙芯产业化突破时间，核心技术进一步突破实现系列化和平台化。2007年流片成功龙芯2F。它在性能、功耗、成本等方面已经具有初步的国际竞争力，龙芯2G和龙芯3号在技术上与国际同类产品相比在具体应用中具有明显的比较优势。2008年龙芯IP以及芯片在以军工为代表的工控、网络安全及低成本电脑等方面取得了不少的突破，IP和芯片销售均已经达到十万片规模。十一五末，龙芯1号、龙芯2号系列芯片、龙芯3号系列芯片都研发和产品化完成。

龙芯1号用在嵌入式、物联网领域，特点是性能简单、功耗低，通常集成1个32位低功耗处理器核；龙芯2号主要用在工业控制、网络设备领域，特点是性能适中、接口丰富；通常集成1-4个64位低功耗处理器核；龙芯3号主要用在台式计算机、服务器、笔记本计算机上，特点是性能强、核数多；通常继承4个及以上64位高性能处理器核。

“十二五”期间是龙芯产业化的积累极端，龙芯的核心家属研究进入世界领先行列。产学研关系进一步理顺。

“十三五”期间是龙芯产业体系的形成阶段，龙芯的产品在计算机市场达到“三分天下有其一”的目标，技术引领信息产业的发展，龙芯的产业环境中有上千家企业，辐射出万亿规模的产值，产业体系建设基本完成。在2020年完成了龙芯3A5000的推出，这款芯片采用的正是龙芯中科的自研指令集LoongArch。而在2021年，该公司的嵌入式工业芯片GSC32A0也进入了设计流片阶段，值得一提的是，龙芯中科还在挂牌上市的过程中。在2021年12月份，龙芯中科通过了科创板上市委会议。

自主研发不只有光鲜亮丽

首先，国产 CPU 的“后发劣势”明显，在“十五”期间启动发展国产 CPU 的泰山计划，2006 年正式启动的“核高基专项”才让国产 CPU 快速发展，龙芯也包含在内。

在架构方面，放眼全球CPU芯片市场，除了采用ARM架构的企业，就是获得英特尔X86架构授权的公司。受此影响，国产CPU芯片产业的发展严重受限，一旦海外在芯片架构上动手脚，中国企业就要被卡脖子。龙芯中科虽然建立起了一套指令集系统，但是，配套的国产操作系统成为了龙芯面临的主要矛盾。国内众多“小而散”的国产操作系统开发团队逐渐整合成了统信、麒麟两大国产操作系统团队，各自已有2000-3000人的规模。在这过程中，龙芯需要解决操作系统与硬件结合部的兼容性问题，消除操作系统和硬件的组合困难。

另外，商用困难也是龙芯目前头痛的难题。2018年，中央采购网发布过一则采购公告，其中有着多达16款的使用了龙芯CPU的个人电脑以及工作站上榜，龙芯CPU从此正式进入政府商用时代。但是龙芯进入民用领域，还是太贵了。

首先是成本贵，假设研发一款CPU需要100多名工程师工作两年，人均月薪2万。那么光人力成本就要两三千万，工作中使用的设备和软件成本暂时忽略，CPU设计出来之后，需要流片测试，再改版再流片……流片的费用很高，因为无论是生产几块测试片还是量产百万片，流程都是一样的，成本低不了。即便Intel、Amd的研发成本更高，但是他们的电脑出货量特别大，因此均摊之后也可以忽略不计。

征途漫漫，唯有奋斗，上市只是起点，在新的征程上，在当下国内经济条件飞速发展的现状下，龙芯的发展速度只会越来越快，而国产CPU成为国内主流商业消费产品的那一天已经指日可待。