從2018年開始，國內硬件產業鏈的同仁們應該都能感受到外部形勢的劇烈變化，站在全球硬件產業鏈頂端的M國明顯的改變了對中國的態度和政策，壓力接踵而來，給原本安逸的國內硬件發展道路蒙上了一層陰影。
1999年，國內上映了一部講述我國第一枚原子彈爆炸故事的電影，名為《橫空出世》。抗美援朝戰爭結束後，曾經立下赫赫戰功的馮石將軍帶著一支英雄部隊挺進戈壁灘，負責建造原子彈發射基地。
在做戰前動員時，馮時痛心又激憤的說：
“應該說，美國是一個美麗的國家。可他不應該像現在這樣，動不動就欺負你，讓你就想對它大喊一聲‘NO，去NMD！’”
過去，M 國拿原子彈卡我們脖子；現在，M 國拿高科技技術卡我們脖子。
ZM 已然進入全面競爭的時代，而這其中最重要的競爭，又莫過於國產CPU自主化。
只有實現了國產CPU自主化，我們才能實現國防、國民經濟發展的真正穩定安全；我們才能讓自己的企業在內在外都受到公平公正對待；我們才能對它大喊一聲——“NO！”
國產CPU的發展歷史：丟失了20年
眾所周知，CPU是計算機的大腦和心臟，也是一個超級複雜的系統。
進入信息化、智能化時代之後，就和工業時代的鋼鐵一樣，處於我們目前整個產業的基礎和主導地位，是國家戰略安全和產業安全的重要保障。
與其他芯片器件不同的是，CPU不單強調邏輯控制，還需要更加強勁的計算速度。全球能獨立研發CPU的國家少之又少。
我國的CPU研發起步較早，但發展過程坎坷。
1965年，我國自主設計研發了與國際水平相差不大的晶體管109機，又於1968年研發了小規模集成電路106機。
但是到了70年代以後，M 國超大規模集成電路快速發展了起來，以英特爾4004為標誌的真正意義上的微處理器面世，CPU正式進入商用時代。此後按照摩爾定律持續快速演進，英特爾也由此開始統治著全球桌面和高性能計算市場。
與之相反的是，當時的國內受限於經濟條件、國際技術封鎖等原因，雖然研製出了基於大規模集成電路的第三代計算機系統——專用 77 型微機，但喪失了第四代計算機系統（基於超大規模集成電路）的研究能力。
從“七五”開始，一直到“九五”，國家對國產 CPU 的支持力度明顯下降，主要科研支持計劃都未將其列入。直接後果導致，上世紀 90 年代，國內大量處理器研究單位關閉，人員大批流失，大學也很少設置硬件專業，計算機公司變成組裝廠，CPU 設計能力基本喪失。
其後，隨著國內信息化與電子硬件製造業的快速發展，以及中美競爭的全面展開，“缺芯”的問題再次受到國家高度重視。
科技部啟動了發展國產 CPU 的“泰山計劃”，雖未能實現既定目標，但為國產 CPU 的發展點燃了“星星之火”，這些火種演變成了現在國產 CPU 設計的三支國家隊——飛騰、申威和龍芯。
時至今日，國內終於培育出了一批國產 CPU 設計單位和研究機構，發展逐漸走向正軌。
傳統的設計機構如龍芯、飛騰、申威、海思、紫光展銳等競爭力正在提升，君正、兆芯、海光等新秀也在快速成長，科研機構包括中科院計算所、北大眾志、國防科大、江南計算所、北京大學、浙江大學等等，形成了百家爭鳴，百花齊放的有利局面。
國產CPU的現狀：從可用到好用
CPU發展到今天，其內部架構和邏輯關係已十分複雜，設計企業若從頭開始，研發難度太大。
就算成功實現完全自主架構，雖然安全性大大提升，但也會導致缺乏操作系統等基礎軟硬件支持；缺乏編譯器、調試器等開發工具；應用程序開發困難；移植難度大等等問題。
由此使國產自主發展在產業化上受到了極大制約，而活躍在市場上的國產CPU大都只能採取依靠國際成熟架構授權的方式生存。
目前，全球主流的CPU指令集架構有兩類四種，分別是複雜指令集（X86）與精簡指令集（ARM、MIPS、POWER）。
其中，X86可實現複雜功能的指令和多種靈活的編址方式，來提高程序的運行速度，但由於其需要對不等長的指令進行分割處理，造成一些不必要的等待，造成效率較低，所以對硬件集成度、工藝、功耗均非常高，是一款事實上真正做到高性能且通用的處理器。
國內目前做的比較好的公司有上海兆芯，其產品KX-5000做到了8核架構，性能與英特爾的Core i3-6100處理器接近，進步明顯；還有海光（Hygon），早在2016年就達成了與AMD的合作，現在已經開始製造中國國產Dhyana（禪定）x86處理器，這款處理器的性能相當高，但是距離掌握核心技術還有一定距離。
與複雜指令集（X86）相反的是，精簡指令集採用的等長的指令，可以將一條指令分割成若干個進程或者線程，交給不同的處理器並行處理，效率高，硬件集成度要求不高，工藝簡單而且成本低。
我們先來看看ARM。
ARM架構是一個32位精簡指令集處理器架構，其廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。由於節能的特點，ARM處理器非常適用於移動通訊領域，符合其主要設計目標為低耗電的特性。
目前，在移動芯片領域，ARM架構的芯片佔據了90%以上的市場份額，國內許多大廠都購買了其架構授權或產品，比如華為、阿里等等。
華為在2013年購買了ARM的架構授權，也就是說華為可以對ARM原有架構進行改造和對指令集進行擴展或者縮減。
從2013年到現在，海思麒麟處理器已經從910更新到980，980處理器跑分超過了35W分，超過驍龍845處理器5W左右，並且一直在升級。
阿里巴巴自主運營著支撐巨大電商業務的數據中心，同時還為中美等國提“阿里雲”服務。伴隨需求增加，阿里巴巴將在各地增設數據中心的同時，導致設備類耗電量迅速增大，隨即宣佈將逐步把英特爾CPU改為ARM產品，以提高用電效率。
再來看看MIPS。
MIPS的系統結構及設計理念比較先進，強調軟硬件協同提高性能，同時簡化硬件設計。國內有龍芯、君正就是採用的MIPS架構。
龍芯是中國科學院計算所主導研發的通用CPU，主要產品有龍芯1號、龍芯2號和龍芯3號。
目前，龍芯1號處理器已經隨北斗衛星上天，並且已經有十多顆北斗衛星使用了龍芯1E和龍芯1F作為主控芯片；1號芯片的抗輻照能力可以與現在使用的國外芯片一較高下，價格和性能都要優於國外芯片；龍芯2號2K1000處理器則在石油、軌道交通、電力等領域有了應用，性能與國外芯片相當；龍芯3A處理器採用的是RISC架構，兼容MIPS指令，已達到世界先進水平。
最後看下POWER
POWER系列處理器存在於不少IBM服務器、超級計算機、小型計算機及工作站中。
IBM在2013年聯合NVIDIA等公司成立OpenPower開放聯盟，國內的中昊宏芯獲得了授權協議。但是該公司從2013年末成立以來問題重重，不間斷的進行股權更換，目前在國產化市場內，並沒有見到其相關產品，總體來說，沒有較為顯眼的成績。
當前，國內企業取得CPU授權的主要方式有三種。
允許被授權方研發芯片，兼容授權方發展出來的指令集架構。目前國內購買的企業都是芯片研發能力領先的企業。如天津飛騰、龍芯和申威等，他們拿到的都是標準文檔，而大量的寄存器傳輸級模型和佈線都需要設計，對自主設計要求非常高。
第二，軟核授權（設計難度、自由度低）
軟核通常是用 HDL 文本形式提交給用戶，它經過 RTL 級設計優化和功能驗證，但其中不含有任何具體的物理信息。據此，用戶可以綜合出正確的門電路級設計網表，並可以進行後續的結構設計，具有很大的靈活性，藉助於 EDA 綜合工具可以很容易地與其他外部邏輯電路合成一體，根據各種不同半導體工藝，設計成具有不同性能的器件。
第三，硬核授權（自主可控程度最弱，商業化成功可能性最高）
基於半導體工藝的物理設計，已有固定的拓撲佈局和具體工藝，並已經過工藝驗證，具有可保證的性能。其提供給用戶的形式是電路物理結構掩模版圖和全套工藝文件，是可以拿來就用的全套技術，用戶拿到授權之後就可以生產。
總而言之，複雜指令集和精簡指令集架構在國內均有授權或者技術合作，這兩類架構競爭十分激烈。X86授權的有兆芯、海光、眾志等等。
精簡指令集授權的有龍芯（MIPS）、飛騰（兼容 ARM V8 架構）、申威（Alpha）、海思（ARM）、紫光展銳（ARM）、晶晨（ARM）等。可以看到，在國內市場上的影響力較大還是ARM 架構。
依託於國際成熟架構授權的方式，國內自主化產品得到了不斷的優化升級，實現了從“可用”到“好用”，也在一些未曾涉足過的領域，也實現了“零”的 突破。
整體上看，國產 CPU 芯片同國際差距擴大的態勢逐步在逆轉。
高性能計算方面，國內天津飛騰、海光、申威等處理器產品已經在 E 級（每秒百億億次）超算原型機上得到應用，申威的處理器、加速器均實現了完全國產化。
服務器芯片方面，飛騰、龍芯、海光、華為海思均有新品發佈，其中飛騰 2000+/64 核產品性能已經與英特爾主流 E5 部分產品性能相當。
桌面處理器方面，飛騰於2019年9月司推出了 FT2000+/4A 桌面處理器產品，工作主頻為 2.6GHz-3.0GHz，16nm 工藝，主頻指標已經與英特爾酷睿 i5 部分產品的性能相當，同時能耗僅 10W，顯著低於英特爾同類 產品 35W-45W 的能耗水平，明顯好於國內其他桌面產品。
移動CPU設計方面，華為海思與臺灣聯發科都已處在全球領先地位。
然而我們還存在一個嚴重的短板，即來自於國內CPU生態建設的落後。
所謂生態，就是整個產業鏈中的企業建立的一種緊密分工協作的環環相扣的關係，對於CPU市場的影響非常之大。
上世紀90年代，以複雜指令集為代表的英特爾率先構建了類似同盟的生態體系，憑藉著與微軟的事實上的結盟（Wintel 體系），在中低檔服務器、PC、筆記本等主流領域佔據了絕大多數份額，至今仍然牢不可破。
而精簡指令集一方最終被 Wintel 體系打敗，逐漸擠壓到嵌入式市場，後來在智能手機興起之後才獲得得新的市場空間。尤其是 ARM，通過構築與 Android 的生態合作（AA體系），佔據了全球 95%的移動芯片授權市場，Android也佔據了高達 85%的移動操作系統市場份額。
值得慶幸的是，國內已經認識到了問題所在，正通過大量的資金、人員投入，以及國家產業政策等方式逐步補齊產業鏈相關短板。
國產CPU的未來：要對勝利有信心
我們的信心從哪裡來？
第一，M 國不是第一次制裁我們
1989-1992年，美日歐曾聯合對我國進行全面經濟制裁。期間不僅導致各類出口產品數量下降，還操縱世界銀行停止了對我國數項工程的7億多美元的貸款，當時的關貿總協定（現在的WTO）無限期推遲了有關中國申請加入的討論，諸如此類手段還有很多。最終導致1982年，國內經濟增速為4.2%，1990年卻降至3.9%。
而中國當時採取兩大對策扭轉了局勢。
一是利用聯合國安理會成員國的地位，在1990年的安理會表決中，擁有否決權的中國對伊拉克“使用一切必要手段”的第678號決議時投了棄權票。作為交換，在世界銀行就是否全面恢復對華貸款投票表決時，美國也投了棄權票，中國重新獲得了國際金融力量的幫助。
二是尋找美日歐同盟中薄弱的一環，予以擊破。當時的日本無疑是最薄弱的一環，相對於遙遠的西方國家，相鄰的中日之間經貿往來更加緊密。這就是“鄰國效應”，就如當時美國出口的第一和第二大市場分別是加拿大和墨西哥一樣。
事實證明，中國當時的決策是正確的。
1991年，時任日本首相海部俊樹成為制裁開始之後第一位訪問中國的美日歐首腦，受到日本率先破冰的影響，英國首相梅傑與意大利總理安德烈奧帝也與同年相繼訪華，西方的制裁聯盟成功的被中國突破。
由於中國體量龐大，制裁對中國的傷害並沒有 M 國預料之中的嚴重。反而對西方國家自身造成了一定傷害，這在制裁聯盟內部引起了分歧。
加上對中國巨大市場的渴望，率先取消制裁的國家都獲得了巨大的好處，而繼續執行制裁的國家其產品卻被排除在外，將市場拱手讓人，結果是得不償失的。
在看今朝，我們國家不僅成為了全球第一大貨物貿易國，更通過旅遊、留學、移民等方式輸出了大量資金，影響力已非吳下阿蒙，M 國想成功制裁中國更是白日做夢。
自2018年4月至今，將近兩年的實踐，仍然沒有形成一個全面制裁的聯盟，實際上制裁的成員也在逐漸退出，M 國的力量是在不斷削弱的。
第二，我們的力量是在增強的。
力量的增強有兩個方面，一個是市場規模，另一個是自主化能力。
僅看CPU市場，據國家統計局數據顯示，2018 年國內智能手機產量高達 13.69 億臺，計算機整機產量也達到 3.2 億臺。IDC 數據顯示，2018 年國內服務器出貨量達到 330.4 萬臺，同比增長 26%，其中互聯網、電信、金融和服務業等行業的出貨量增速也均超過 20%...
這些數據充分說明我們的CPU市場規模和潛力非常大，意味者巨量的CPU採購。僅2019年前7個月，我國芯片累計進口額就達到1645億美元，超過原油居國內進口產品首位。
三十多年前，面對中國進口市場規模僅有五百億美元級別的情況下，西方國家都不能堅持制裁，如今中國進口市場規模已近三萬億美元，他們又拿什麼堅持下去呢？
再說自主化能力，最大的挑戰再於自主化，最大的機遇也在自主化。
目前，全球核心技術和關鍵產品武器化趨勢明顯。除美國外，重點材料、元器件供應國——日本和韓國，也開始將關鍵產品禁運作為政治籌碼，相互傾軋，斷供問題至今尚未完全解決，曾經國內甚囂塵上的可以完全依靠“國際供應鏈”的神話被徹底打破。
我國作為電子信息終端製造和消費大國，一旦其他國家在 CPU 這種關鍵器件上卡脖子，就會卻缺乏有效的應對和準備，這對整個電子信息產業甚至是國民經濟社會發展產生極具破壞性的影響，這就是我們面臨的挑戰。
所以政府對相關領域的支持力度逐步增加，政策也越來越完善。對CPU相關元器件研發提供資金支持以及財稅優惠，推動國產化採購工作，將基於國產芯片的整機產品列入政府採購清單等等。
如此這般，必然導致未來國產CPU進口替代潛力巨大，除了國產CPU傳統市場國防領域，金融、電信、能源等行業也會加大基於國產CPU服務器產品的採購。
除了在傳統領域內發力追趕，國產CPU在AI、開源架構等領域已經具備彎道超車的可能。
隨著人工智能、5G、邊緣計算、區塊鏈等技術的成熟，會對傳統計算需求形成巨大挑戰，並形成新的計算技術需求，國內CPU企業如能乘此機會拓展產品，奮力研發，配合開源架構，中小企業也可以利用免費的特點，擺脫Wintel和AA體系，實現換道超車。
某種意義上我們還要感謝 M 國，是他們的外部刺激導致中國電子產業提前多年走向了自主化，這是我們的重大機遇，領先於原本歷史至少幾年時間。
目前，國產CPU自主化確實帶來了很多困難，但是這些困難都是短期的，國產CPU自主化的收益卻是長期的。
很多中國消費電子品牌已經走向世界，在部分地區還佔據了一定優勢，仍在積極開拓更多市場。至少未來的十年裡，整個電子產業鏈的上游開始“中國化”是必然的趨勢。我們完全可以這麼認為：
這是國產CPU自主化的歷史任務也是未來。最後，跟大家分享一個我認為的好消息，就是我國集成電路相關專業的應屆畢業生薪資大幅上漲，已經有很多媒體喊出了待遇“勝過互聯網”的口號。
很多本土芯片企業甚至給應屆碩士開出了三四十萬人民幣左右的年薪，這個趨勢非常好。
因為人才和資本是推動技術創新、發展的核心力量，說明國家確實在加大對整個電子信息產業鏈自主化的攻關力度。
相信在今年和未來的幾年，我們還會看到 M 國對中國CPU自主化的各種打壓，但是我們也會看到關於我們CPU自主化的各種好消息，隨著國家和民間資本的不斷投入，這種好消息還會越來越多。
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