圖源：Pixabay
國(guó)產(chǎn)芯片的發(fā)展再度成為焦點(diǎn)。
今年兩會(huì)期間，除《政府工作報(bào)告》強(qiáng)調(diào)推進(jìn)高水平科技自立自強(qiáng)外，多位人大代表、委員也建言稱，若不能加快解決國(guó)產(chǎn)自主可控科技產(chǎn)業(yè)生態(tài)薄弱、適配困難等問(wèn)題，無(wú)異于“在別人地基上建高樓”。
為推動(dòng)我國(guó)信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)深化落地，全國(guó)政協(xié)委員、京東集團(tuán)曹鵬表示，應(yīng)通過(guò)高效整合CPU等多種高性能計(jì)算資源，實(shí)現(xiàn)算力資源的優(yōu)化配置與最大化利用，從根本上降低智能計(jì)算的成本。全國(guó)人大代表、科大訊飛董事長(zhǎng)劉慶峰也建議，對(duì)做國(guó)產(chǎn)算力芯片的企業(yè)和使用國(guó)產(chǎn)芯片訓(xùn)練大模型的企業(yè)給予資金專項(xiàng)支持。
信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)即信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)，指在信息技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，通過(guò)自主研發(fā)和創(chuàng)新，建立國(guó)產(chǎn)化信息技術(shù)軟硬件底層架構(gòu)體系和全周期生態(tài)體系，實(shí)現(xiàn)在信息技術(shù)領(lǐng)域的可掌控、可研究、可發(fā)展、可生產(chǎn)。
實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)領(lǐng)域的自主可控，對(duì)保障國(guó)家信息安全具備重要意義。
去年10月，中國(guó)網(wǎng)絡(luò)空間安全協(xié)會(huì)發(fā)文稱英特爾CPU安全漏洞頻發(fā)，存在可靠性差、假借遠(yuǎn)程管理之名行監(jiān)控用戶之實(shí)、暗設(shè)后門等問(wèn)題。
事實(shí)上，國(guó)外芯片漏洞事故已非新鮮事。2018年，英特爾出現(xiàn)了“熔斷”和“幽靈”兩個(gè)漏洞，這是世界上第一次在CPU硬件層面發(fā)現(xiàn)的非人為故障導(dǎo)致的漏洞。
芯片漏洞無(wú)疑會(huì)對(duì)政府部門、金融機(jī)構(gòu)、電信等行業(yè)帶來(lái)信息安全隱患。在芯片源代碼無(wú)法審查的情況下，使用者無(wú)法保證CPU是否存在其他漏洞未被披露，甚至無(wú)法保證CPU是否存在惡意后門。
因此，采用國(guó)產(chǎn)自主可控的CPU，從源頭上杜絕計(jì)算安全隱患，已成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵之舉和健全國(guó)家安全體系不可或缺的一環(huán)。
CPU發(fā)展新范式：從引進(jìn)吸收到自主可控
近年來(lái)，CPU國(guó)產(chǎn)化率逐步提升。
浙商證券研報(bào)數(shù)據(jù)顯示，2022年，我國(guó)服務(wù)器CPU國(guó)產(chǎn)化比例不足15%，2025年或?qū)⑦_(dá)到30%以上。這30%的份額，大多數(shù)由華為海思、海光信息、龍芯中科、兆芯、申威和飛騰信息六家占據(jù)。
CPU全稱為中央處理器，是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的“大腦”。指令集是計(jì)算機(jī)運(yùn)行指令的集合，是CPU底層的核心技術(shù)之一。國(guó)產(chǎn)CPU廠商出于發(fā)展考量，選擇了不同指令集路線。華為與飛騰基于ARM指令集架構(gòu)；龍芯和申威分別獲得MIPS和Alpha架構(gòu)授權(quán)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自主研發(fā)；海光和兆芯則采用x86架構(gòu)。
因技術(shù)路線存在差異，各頭部CPU廠商的優(yōu)勢(shì)也不同。ARM架構(gòu)憑借低功耗與高集成優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)移動(dòng)端市場(chǎng)；自主指令集架構(gòu)（如龍芯、申威）具有更高的獨(dú)立性；x86則依托高性能和強(qiáng)大生態(tài)能力，在桌面和服務(wù)器領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
目前，x86架構(gòu)是計(jì)算領(lǐng)域中最為廣泛應(yīng)用的指令集架構(gòu)之一，被廣泛應(yīng)用于個(gè)人電腦和服務(wù)器領(lǐng)域，支持廣泛的軟件和操作系統(tǒng)。賽迪顧問(wèn)發(fā)布的《2023-2024年中國(guó)服務(wù)器市場(chǎng)研究年度報(bào)告》指出，x86服務(wù)器占據(jù)主力市場(chǎng)，且未來(lái)三年市場(chǎng)規(guī)模保持增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2026年市場(chǎng)規(guī)模突破1600億元。
三種技術(shù)路線分別面臨著不同挑戰(zhàn)。
龍芯與申威雖將被x86架構(gòu)擊敗的MIPS、Alpha等原始架構(gòu)收為己有，從最基礎(chǔ)的指令集出發(fā)，試圖建構(gòu)可控程度高的獨(dú)立CPU體系，但要解決生態(tài)適配這一難點(diǎn)。
采用ARM架構(gòu)的廠商，雖一定程度上可利用ARM生態(tài)借力打力，沖擊存量的x86市場(chǎng)，但上述兩家公司也要面對(duì)ARM指令集授權(quán)一代一買，且無(wú)法自由擴(kuò)展更新指令的“卡脖子”限制。
押注x86的海光和兆芯，也面臨長(zhǎng)期技術(shù)積累的挑戰(zhàn)，不得不埋頭消化、吸收和再創(chuàng)新，“另起爐灶”的技術(shù)難度非常高。
面對(duì)各自瓶頸，CPU廠商開(kāi)啟突圍。因獲得了x86指令集的永久授權(quán)及完整原代碼，海光芯片的自主迭代能力較強(qiáng)，目前已構(gòu)建出自有c86開(kāi)放架構(gòu)體系及產(chǎn)品，并投入市場(chǎng)；龍芯立足產(chǎn)品性能的快速提升，積極謀求對(duì)x86和ARM等主流生態(tài)的轉(zhuǎn)譯兼容，增強(qiáng)產(chǎn)品適用性；國(guó)產(chǎn)ARM陣營(yíng)則通過(guò)提升產(chǎn)品“可控性”來(lái)解決版本問(wèn)題，據(jù)悉，飛騰已實(shí)現(xiàn)指令集級(jí)自主設(shè)計(jì)能力，可針對(duì)本土需求進(jìn)行深度優(yōu)化。
目前，國(guó)產(chǎn)信創(chuàng)CPU市場(chǎng)格局分明。海光、華為在信創(chuàng)PC市場(chǎng)訂單充裕，市場(chǎng)占有率相對(duì)較高，位于第一競(jìng)爭(zhēng)梯隊(duì)；龍芯憑借自主可控優(yōu)勢(shì)以及持續(xù)提升的生態(tài)能力，與在商用市場(chǎng)發(fā)力的飛騰位于第二競(jìng)爭(zhēng)梯隊(duì)；兆芯、申威各有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但在信創(chuàng)硬件市場(chǎng)份額相對(duì)較小，位于第三競(jìng)爭(zhēng)梯隊(duì)。
路線選擇：生態(tài)決定市場(chǎng)
國(guó)產(chǎn)CPU的崛起沒(méi)有命定的路線，突圍策略上的差異，反映出各廠商的不同考量。
CPU廠商的發(fā)展訴求無(wú)非兩點(diǎn)，即自主安全可控以及滿足市場(chǎng)需要。這兩大訴求，在當(dāng)下的行業(yè)發(fā)展階段存在一定的矛盾。
自主可控意味著指令集層級(jí)的獲取和重建，恰巧獲取難度最高的x86指令集，卻又是商業(yè)化最成功的。畢竟，大規(guī)模用戶已經(jīng)習(xí)慣了“微軟+英特爾”的組合，CPU廠商沿著x86路線前進(jìn)，所帶來(lái)的遷移成本是最低的。
對(duì)于芯片研發(fā)而言，指令集只是一個(gè)接口和標(biāo)準(zhǔn)，本身并無(wú)太多優(yōu)劣之分，基于這些指令集實(shí)現(xiàn)的CPU硬件設(shè)計(jì)的技術(shù)，才真正決定了產(chǎn)品的性能。其真正的差異，在于生態(tài)的差異。
當(dāng)前，由于國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)生態(tài)成熟度存在較大差異，一些國(guó)產(chǎn)電腦使用的芯片無(wú)法與主流軟件環(huán)境直接兼容。在芯片的替代過(guò)程中需要大量轉(zhuǎn)譯和調(diào)優(yōu)，會(huì)造成設(shè)備一定程度的“性能降級(jí)”，使紙面測(cè)試數(shù)據(jù)遠(yuǎn)超實(shí)際場(chǎng)景的性能表現(xiàn)，甚至?xí)霈F(xiàn)頻繁卡頓、宕機(jī)等現(xiàn)象。由于軟件適配較弱，即使前期遷移成功，隨著用戶場(chǎng)景的增加，依舊會(huì)出現(xiàn)兼容性問(wèn)題。
生態(tài)兼容的重要性，在芯片廠商的市場(chǎng)表現(xiàn)上得以驗(yàn)證。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，得益于低用戶門檻和轉(zhuǎn)換成本，海光的CPU已覆蓋企業(yè)計(jì)算、云計(jì)算數(shù)據(jù)中心、大數(shù)據(jù)分析、人工智能和邊緣計(jì)算等眾多場(chǎng)景，被廣泛應(yīng)用于政企、金融、能源、醫(yī)療等領(lǐng)域。
過(guò)去兩年，海光信息頻繁中標(biāo)運(yùn)營(yíng)商、金融、互聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療行業(yè)等招標(biāo)采購(gòu)。在中信銀行、中國(guó)出口信用保險(xiǎn)公司、中國(guó)光大銀行、深圳證券交易所、中國(guó)農(nóng)業(yè)銀行等單位的招標(biāo)公告中，均可見(jiàn)到對(duì)海光服務(wù)器整機(jī)及配件的大規(guī)模采購(gòu)或配置需求。
海光CPU獲得市場(chǎng)青睞的原因，不能單歸結(jié)于c86架構(gòu)對(duì)x86架構(gòu)的承襲。性能方面，c86架構(gòu)通過(guò)優(yōu)化的微架構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了CPU的計(jì)算能力；核心安全方面，海光在c86架構(gòu)中擴(kuò)充了獨(dú)立的安全算法指令，集成了專業(yè)的安全算法專用加速電路，為用戶的數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)建起防護(hù)屏障。
信創(chuàng)整體解決方案是通過(guò)打造以CPU和操作系統(tǒng)為重點(diǎn)的國(guó)產(chǎn)化生態(tài)體系，系統(tǒng)性保證整個(gè)國(guó)產(chǎn)化信息技術(shù)體系可生產(chǎn)、可用、可控和安全。于CPU企業(yè)而言，具備生態(tài)優(yōu)勢(shì)即走上了高速路，產(chǎn)品適配軟硬件數(shù)量越多，經(jīng)驗(yàn)越豐富，競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)。當(dāng)生態(tài)的雪球越滾越大，或?qū)槠髽I(yè)帶來(lái)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
市場(chǎng)選擇的必然性
海光2024年度業(yè)績(jī)預(yù)告顯示，公司2024年?duì)I業(yè)總收入91.62億元，同比增長(zhǎng)52.40%；營(yíng)業(yè)利潤(rùn)27.89億元，同比增長(zhǎng)66.04%；歸屬于母公司所有者的凈利潤(rùn)19.29億元，同比增長(zhǎng)52.73%。從2021年后，公司主營(yíng)業(yè)務(wù)盈利空間從近兩成逐步增長(zhǎng)至近三成，盈利能力越來(lái)越強(qiáng)。
值得注意的是，2024年末，海光信息存貨為54.25億元，上年同期為10.74億元，增加43.51億元，同比上升405.09%。同時(shí)，海光信息還有12.40億元的預(yù)付款項(xiàng)。存貨與預(yù)付款項(xiàng)合計(jì)為66.65億元。海光因大規(guī)模采購(gòu)增加存貨，或是對(duì)市場(chǎng)需求及供應(yīng)鏈保有信心的積極信號(hào)。
海光所處的集成電路行業(yè)是典型的資金密集型、技術(shù)密集型和人才密集型行業(yè)。數(shù)據(jù)顯示，海光的研發(fā)支出規(guī)模已連續(xù)五年上升，研發(fā)投入總額占營(yíng)業(yè)收入比例均超過(guò)40%；截至2024年末，海光信息公司研發(fā)人員數(shù)量為2157人，較上一年度末新增加超過(guò)500名研發(fā)人員。
從亮眼的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)復(fù)盤海光的突圍策略不難發(fā)現(xiàn)，其產(chǎn)品邏輯不在單點(diǎn)技術(shù)的“彎道超車”，而在構(gòu)建“可用-易用-好用”的穩(wěn)固三角。
無(wú)論是海光通過(guò)與行業(yè)內(nèi)最大生態(tài)快速對(duì)接，將高端處理器廠商傳統(tǒng)“設(shè)計(jì)+制造+生態(tài)”的復(fù)雜路徑簡(jiǎn)化為“研發(fā)設(shè)計(jì)+上下游合作”的新模式；還是華為鴻蒙系統(tǒng)從“兼容安卓”到“自立門戶”，科技行業(yè)正有越來(lái)越多的案例在表明，在對(duì)手的壓倒性優(yōu)勢(shì)面前，不僅需要技術(shù)兼容融入主流生態(tài)的迂回戰(zhàn)術(shù)，也需要差異化創(chuàng)新構(gòu)建體系的自主戰(zhàn)略。
本文鏈接：http://m.020gz.com.cn/news-2-1502-0.html信創(chuàng)深化落地前夜：誰(shuí)能穿透國(guó)產(chǎn)計(jì)算生態(tài)迷霧，搶占商業(yè)化主導(dǎo)權(quán)
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