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芯片，國(guó)之命脈。
這一枚小小的方塊，竟卡住了我國(guó)無(wú)數(shù)尖端行業(yè)的咽喉，成了科技巨頭們的阿喀琉斯之踵。
2021年，36氪重磅推出《芯征程》系列產(chǎn)業(yè)觀察。本系列將對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上下游進(jìn)行一次全方位的深度研究，包括不斷突破摩爾定律極限的制造巨頭、設(shè)備供應(yīng)商、材料供應(yīng)商、以及芯片設(shè)計(jì)企業(yè)。希望我們的內(nèi)容能夠?yàn)轱柺堋叭毙尽崩_的中國(guó)產(chǎn)業(yè)界提供一些借鑒與參考。
2013，國(guó)家“核高基”計(jì)劃逐步放棄了CPU芯片的自主研發(fā)路徑，轉(zhuǎn)而支持起海外技術(shù)引進(jìn)。在這樣的背景下，IBM、AMD等手握頂尖CPU芯片技術(shù)的海外巨頭紛紛涌入，以合資公司、授權(quán)低端技術(shù)的模式橫掃了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。
這招釜底抽薪，無(wú)疑把當(dāng)時(shí)一大批依靠國(guó)家補(bǔ)助為生的國(guó)產(chǎn)CPU逼上了絕路。而這其中，就有我們今天文章的主角——龍芯。
這是個(gè)埋頭苦干了20年的國(guó)產(chǎn)CPU團(tuán)隊(duì)，它起源于中科院，幾乎代表了純國(guó)產(chǎn)CPU的最高水平。它有過訴訟纏身的困境、遭受過市場(chǎng)的“毒打”、也經(jīng)歷過從科研到企業(yè)的殘酷蛻變。
它不僅從2013-2014年那場(chǎng)合資潮中幸存了下來(lái)，更在2015年實(shí)現(xiàn)企業(yè)盈虧平衡，摘掉了“補(bǔ)貼”的帽子。2019年全年，龍芯CPU出貨量超過50萬(wàn)片。而到了2020年前九個(gè)月，這個(gè)數(shù)字飆升到了200萬(wàn)。
就在今年1月，中國(guó)證監(jiān)會(huì)北京監(jiān)管局官網(wǎng)披露，龍芯中科即將沖刺科創(chuàng)版IPO。
中國(guó)的CPU技術(shù)從80年代開始斷檔。
在80年代之前，中科院計(jì)算所、國(guó)防科技大學(xué)、清華大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)從未間斷對(duì)集成電路（芯片）的持續(xù)研究，在某些領(lǐng)域，我們甚至已與國(guó)外頂尖水平相差無(wú)幾。
然而，隨著集成電路技術(shù)的日益復(fù)雜，研究所需的資金投入增長(zhǎng)驚人。80年代中期，在“造不如買、買不如租”、“市場(chǎng)換技術(shù)”等理論的影響下，國(guó)家陸續(xù)放棄了對(duì)大規(guī)模集成電路技術(shù)的研究，轉(zhuǎn)而大量購(gòu)買國(guó)外芯片產(chǎn)品。
彼時(shí)中科院計(jì)算所的研究員黃令儀在回憶起這段日子時(shí)，曾經(jīng)痛苦地寫下：“我知道他的意思了，一走出北樓門口，忍不住失聲痛哭了，難道我們嘔心瀝血十幾年創(chuàng)建的研究室就這樣結(jié)束？計(jì)算所今后設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的人真的只能看到黑匣子，而里面是什么都不懂了？難道計(jì)算所今后真的走向了’無(wú)芯’的未來(lái)？”
在接下來(lái)20年間，芯片技術(shù)突飛猛進(jìn)，“美國(guó)硅谷”突然成為了全球最頂尖的科研創(chuàng)新場(chǎng)所，英特爾、AMD、IBM、摩托羅拉等企業(yè)乘勢(shì)崛起，搖身一變成為壟斷全球的芯片大亨，徒留中國(guó)一臉錯(cuò)愕。
在猛然意識(shí)到大規(guī)模集成電路的重要戰(zhàn)略意義后，90年代，風(fēng)氣開始轉(zhuǎn)變。2000年10月，中國(guó)提出“十五計(jì)劃”，并將“大力發(fā)展集成電路”列入了十五計(jì)劃綱要，國(guó)務(wù)院更是印發(fā)了18號(hào)文件，鐵下心來(lái)大力扶持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
在這樣的大背景下，無(wú)數(shù)人才、無(wú)數(shù)機(jī)遇齊齊涌入。
1999年，留美芯片設(shè)計(jì)師李德磊通過撬動(dòng)日立的行業(yè)資源，將一整套為日立做CPU技術(shù)外包的團(tuán)隊(duì)收入囊中，并在2001年推出了中國(guó)第一塊“國(guó)產(chǎn)”CPU芯片——方舟1號(hào)。
這是個(gè)受到倪光南院士力捧芯片項(xiàng)目，也是在斷檔20年后，中國(guó)大規(guī)模集成電路的首個(gè)產(chǎn)品。這款終結(jié)了20年“無(wú)芯史”的方舟芯片甫一面世便被推上了神壇，國(guó)家部委聯(lián)合召開盛大的新聞發(fā)布會(huì)，出席代表陣容豪華，一夜之間將方舟芯片捧成了最閃耀的明星。
受方舟項(xiàng)目的刺激之下，中科院計(jì)算所、國(guó)防科技大學(xué)、無(wú)錫江南計(jì)算技術(shù)研究所等機(jī)構(gòu)陸續(xù)成立了龍芯、飛騰、申威等CPU項(xiàng)目，一時(shí)間百花競(jìng)艷，好不熱鬧。
「龍芯」項(xiàng)目由中科院計(jì)算所孵化，計(jì)算所所長(zhǎng)李國(guó)杰院士直接推動(dòng)，研究員（同時(shí)也是日后龍芯的總設(shè)計(jì)師）胡偉武牽頭負(fù)責(zé)。
胡偉武，圖源：北京日?qǐng)?bào)
想要造出一款CPU，光有政策、有熱度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還要有真金白銀的研發(fā)經(jīng)費(fèi)，和一大批精通集成電路操作系統(tǒng)、編譯、體系結(jié)構(gòu)、I/O、軟硬件、邏輯門、觸發(fā)器、譯碼器的技術(shù)人才。
然而，龍芯團(tuán)隊(duì)的總研發(fā)費(fèi)用只有區(qū)區(qū)200萬(wàn)元，其中100萬(wàn)還要留下來(lái)培養(yǎng)研究生，真正能用在CPU研發(fā)上的最多只有100萬(wàn)元——當(dāng)時(shí)，英特爾僅一年的研發(fā)費(fèi)用就高達(dá)40億美元。
CPU是現(xiàn)代科技工藝的巔峰之作，其設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之繁瑣、應(yīng)用之復(fù)雜難以想象。面對(duì)上萬(wàn)倍的資源差異、幾十年的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，追趕起來(lái)談何容易。
在那幾年間，龍芯團(tuán)隊(duì)沒日沒夜地泡在實(shí)驗(yàn)室里，一點(diǎn)一點(diǎn)地?fù)复a、寫文件、燒FPGA，每天三四點(diǎn)鐘入睡，八九點(diǎn)就起來(lái)繼續(xù)工作，有時(shí)凌晨在實(shí)驗(yàn)室里“手里扶著鼠標(biāo)、靠在椅子上就睡著了”。
胡偉武回憶說，“我是容易受感動(dòng)的人，看到這樣的場(chǎng)景忍不住想落淚。但我還是狠下心叫醒他們，詢問昨天晚上的進(jìn)展并讓他們接著干。”
由于實(shí)在缺少擁有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的CPU物理設(shè)計(jì)人才，為了保證CPU項(xiàng)目的順利推進(jìn)，胡偉武甚至托人請(qǐng)動(dòng)了在抗日戰(zhàn)爭(zhēng)中長(zhǎng)大，曾經(jīng)參與見證中國(guó)第一代微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的泰斗級(jí)研究員黃令儀女士。
當(dāng)時(shí)的龍芯團(tuán)隊(duì)中普遍有這樣一種觀點(diǎn)：我們現(xiàn)在落后這么多，別人不比我們笨，如果大家都一樣一周五天一天8小時(shí)上班，恐怕很難趕上人家，唯有像當(dāng)年搞“兩彈一星”一樣拼命，至少得累死一批人。唯有這樣，我們才能不受欺負(fù)。
為了讓研制出來(lái)的第一塊CPU“龍芯1號(hào)”順利長(zhǎng)大，龍芯項(xiàng)目組內(nèi)部甚至給這塊芯片取了一個(gè)極具中國(guó)特色的小名——“狗剩1號(hào)”，希望名字賤一點(diǎn)容易養(yǎng)活。而“狗剩”的音譯“Godson”也順理成章地成為了龍芯最初的英文譯名。
2002年8月10日，清晨6點(diǎn)08分。在龍芯FPGA樣板點(diǎn)亮的一年以后，流片成功的“龍芯1號(hào)”CPU終于正式面世了。在中科院計(jì)算所北樓105房間里，那塊搭載著“狗剩1號(hào)”CPU的計(jì)算機(jī)屏幕上，“l(fā)ogin:”的字樣如約而至，標(biāo)志著第一塊國(guó)產(chǎn)CPU的成功。
團(tuán)隊(duì)的歡呼聲幾乎沖破了天際，胡偉武迫不及待地抱起了鍵盤，用vi編輯下了龍芯1號(hào)產(chǎn)生的第一個(gè)文件。在那塊窄小的屏幕上，他寫道：
“The historical time of 6:08 on 2002.8.10 ends an era while begins a new one.”
（2002年8月10日，6點(diǎn)08分，一個(gè)嶄新的時(shí)代開始了。）
2002年，在“龍芯1號(hào)”項(xiàng)目跑通了之后，胡偉武帶著團(tuán)隊(duì)乘勝追擊，“龍芯2B”于2003年流片成功。
然而，在短暫的勝利之后，迎接龍芯團(tuán)隊(duì)的卻不是鮮花與掌聲，而是一段荊棘遍布的旅程。
2004年底，“龍芯2C”雖然流片成功，卻因沒有達(dá)到國(guó)家“863課題”合同要求的300分而沒有完成驗(yàn)收，壓在胡偉武身上的擔(dān)子陡然重了起來(lái)。
上文提到，2000年底，國(guó)家將發(fā)展集成電路列入了“十五計(jì)劃”綱要里，“863課題”中也對(duì)龍芯定下了“主頻1GHz、SPEC CPU2000分值達(dá)到500分”的目標(biāo)。
眼見著2005年“十五計(jì)劃”收官在即，龍芯團(tuán)隊(duì)只剩下一年的時(shí)間。龍芯2C連300分都沒有完成，下一代的“龍芯2E”要完成500分，談何容易？
然而，這擔(dān)子不抗不行。胡偉武深知，倘若“十五”的任務(wù)完不成，那“十一五”國(guó)家是不是還支持自主CPU研發(fā)，誰(shuí)都不知道。
2005年11月底，“龍芯2E”正式交付流片，2006年3月流片成功，通過編譯優(yōu)化“勉勉強(qiáng)強(qiáng)”、“硬著頭皮”達(dá)到了500技術(shù)指標(biāo)。
然而不幸的是，恰逢其時(shí)，震驚全國(guó)的“漢芯造假事件”爆發(fā)。
在2000～2005這五年時(shí)間里，中國(guó)掀起了一場(chǎng)轟轟烈烈的“全民造芯”運(yùn)動(dòng)，各大“國(guó)產(chǎn)處理器”層出不窮，漢芯、龍芯、以及上文提到的飛騰、申威等都是出自這一時(shí)期。
熱潮之下，免不了投機(jī)取巧、渾水摸魚之徒。
當(dāng)時(shí)，「漢芯」團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人陳進(jìn)通過從美國(guó)購(gòu)買芯片，再雇人將芯片表面的原有LOGO用砂紙磨掉，然后加上「漢芯」的LOGO，搖身一變成為擁有“自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)”的集成電路“重大突破”。漢芯項(xiàng)目也成功通過層層驗(yàn)收，成為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。
消息一出，全民嘩然。
當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)并不理解“自主可控”的重要意義，在“造不如買、買不如租”的思想指導(dǎo)下，耗資巨大的CPU自主研發(fā)項(xiàng)目本就爭(zhēng)議纏身，漢芯事件一曝光，龍芯、飛騰、申威統(tǒng)統(tǒng)被拉下了水，質(zhì)疑之聲不絕于耳。
在“十五計(jì)劃”的863課題結(jié)束后，“十一五”的“核高基”課題（核心電子器件、高端通用芯片和基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品重大專項(xiàng)）卻遲遲啟動(dòng)不了。
海外的CPU研發(fā)進(jìn)程一天都沒有停止，我們本已落后不少，如今再一耽擱，只怕追趕起來(lái)更為困難。
幸運(yùn)的是，當(dāng)時(shí)的中科院領(lǐng)導(dǎo)頂住了壓力，緊急撥給了龍芯團(tuán)隊(duì)所急需的500萬(wàn)元的前期研發(fā)經(jīng)費(fèi)，督促龍芯加快“龍芯3號(hào)”的研發(fā)。
在“龍芯3號(hào)”的第一款芯片“龍芯3A1000”完成設(shè)計(jì)，卻因缺少流片費(fèi)用而無(wú)法投產(chǎn)時(shí)，科技部高新司馮記春在863計(jì)劃內(nèi)緊急安排了2000萬(wàn)經(jīng)費(fèi)，全力支持龍芯的研發(fā)。
當(dāng)時(shí)的中科院計(jì)算所所長(zhǎng)李國(guó)杰甚至在會(huì)議上當(dāng)眾表態(tài)，“胡偉武，你不能以任何經(jīng)費(fèi)的理由放緩龍芯3號(hào)的研制，計(jì)算所就是砸鍋賣鐵也要支持龍芯的研發(fā)。”
一直到2010年，“十五計(jì)劃”結(jié)束的5年之后，龍芯團(tuán)隊(duì)才收到了第一筆“核高基”的課題經(jīng)費(fèi)。而在此之前，龍芯課題組已經(jīng)預(yù)支了計(jì)算所近8000萬(wàn)元的研發(fā)經(jīng)費(fèi)。
順便一提，2010年，英特爾全年研發(fā)費(fèi)用為65.7億美元。
龍芯的十年研發(fā)，卻還抵不上英特爾一個(gè)月的研發(fā)費(fèi)用。
從2006年開始，市面上陸續(xù)出現(xiàn)了使用“龍芯2E”、“龍芯2F”的電腦，它們大多是袖珍主機(jī)或者一體機(jī)，由中科院和江蘇夢(mèng)蘭合資的龍夢(mèng)公司生產(chǎn)，運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)，價(jià)格低廉。
比如，搭載“龍芯2F”的福瓏2F迷你電腦，售價(jià)僅為人民幣1800元，遠(yuǎn)低于市場(chǎng)同類產(chǎn)品。
2007年的龍芯電腦，圖源：
然而，在Windows系統(tǒng)獨(dú)霸天下的電腦市場(chǎng)，運(yùn)行Linux系統(tǒng)的龍芯電腦始終難以打進(jìn)主流市場(chǎng)。
芯片與操作系統(tǒng)是強(qiáng)綁定的，如果芯片是一片土地，那么操作系統(tǒng)就像一棵大樹，我們所使用的視頻、文字、瀏覽器等應(yīng)用就像是大樹上的果子。
正如橘生淮北，同樣的樹木移植到另一片土地上就會(huì)無(wú)法生長(zhǎng)，同樣的操作系統(tǒng)也無(wú)法跨芯片使用，更別談那些長(zhǎng)在樹上的“果子”了。
因此，在微軟Windows與英特爾芯片結(jié)成強(qiáng)綁定的這幾十年里，這棵樹苗已經(jīng)長(zhǎng)成了枝繁葉茂、蔭蔽四方的龐然大物，樹枝上結(jié)滿了各式各樣的“果子”，從Word文檔、PPT幻燈片、到迅雷下載、暴風(fēng)影音、QQ、Photoshop……
終端用戶不關(guān)心芯片、也不關(guān)心操作系統(tǒng)，他們需要的只是樹上的果子。
只要微軟一天不給龍芯授權(quán)，龍芯的電腦就一天不能用Windows系統(tǒng)，也就無(wú)法面向最廣大的消費(fèi)用戶。
“龍芯在科學(xué)院里面已經(jīng)做得很好了，不能再好了，要想更好，就必須下海辦企業(yè)。”
——這是原國(guó)家外專局局長(zhǎng)馬俊如時(shí)常對(duì)胡偉武說的話。
一直以來(lái)，龍芯都只是中科院里的一個(gè)課題組項(xiàng)目，既不自負(fù)盈虧，也無(wú)真正的生存壓力。
學(xué)院研究環(huán)境給予了龍芯寬松的成長(zhǎng)空間，讓尚處襁褓中的國(guó)產(chǎn)CPU有了喘息之機(jī)。
可隨著龍芯項(xiàng)目的進(jìn)一步成長(zhǎng)，商業(yè)化、市場(chǎng)化的需求日益迫切——正如一條逐漸成長(zhǎng)的大魚，已無(wú)法在窄小的魚缸中繼續(xù)生活。
2009年，“龍芯3號(hào)”的第一款龍芯3A1000正式投產(chǎn)，這款芯片采用65nm制程，是我國(guó)第一個(gè)四核CPU芯片，也是唯一能支持多路服務(wù)器的自主CPU，它標(biāo)志著龍芯CPU商用步伐的又一重要里程碑。
在此鼓舞之下，2010年初，龍芯團(tuán)隊(duì)下定決心，技術(shù)骨干們集體從中科院計(jì)算所辭職“下海”，將「龍芯」從課題組轉(zhuǎn)化為公司形式，變成了如今人們所熟知的「龍芯中科」。
這本該是令人興奮而驚喜的好消息，然而，誰(shuí)都沒有想到，龍芯史上最深的一個(gè)“坑”、最殘酷的一次挑戰(zhàn)、最慘痛的一個(gè)教訓(xùn)，竟然來(lái)得那么快。
由于剛剛轉(zhuǎn)向公司管理，龍芯團(tuán)隊(duì)原有的“作坊式”的設(shè)計(jì)流程被打破，專業(yè)的公司化工作流程卻沒有建立起來(lái)，各方人員手忙腳亂，失誤頻頻。
2010年6月，龍芯3B1000送去流片，卻因一個(gè)極其簡(jiǎn)單的低級(jí)錯(cuò)誤而導(dǎo)致流片失敗，送回來(lái)的樣片連系統(tǒng)都無(wú)法正常啟動(dòng)。
這是龍芯歷史上第一次出現(xiàn)這樣簡(jiǎn)單的工作失誤，卻不是最后一次。與龍芯3B1000同一時(shí)期流片的龍芯1A、龍芯2I等芯片，全部都出現(xiàn)了類似的低級(jí)失誤，致使大量流片費(fèi)用全都打了水漂——對(duì)于一家自負(fù)盈虧的企業(yè)來(lái)說，這樣的打擊無(wú)疑是巨大的。
然而，管理上殘留的“學(xué)院派”并不是把龍芯逼上絕路的罪魁禍?zhǔn)住?/p>
真正把龍芯逼到絕境的，是脫離用戶需求，產(chǎn)品方向走上了“學(xué)院派”。
在“十一五”期間，多核CPU成為了國(guó)際學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)研究方向。受學(xué)院派思想主導(dǎo)的龍芯團(tuán)隊(duì)脫離了市場(chǎng)需求，在龍芯3B芯片的設(shè)計(jì)之初就把研發(fā)重心放在了多核上，而且盲目追求“核數(shù)做得比國(guó)外還多”。
2013年，一波三折的“龍芯3B”終于正式面世，龍芯團(tuán)隊(duì)磕磕絆絆地拿出了當(dāng)時(shí)國(guó)際上最高峰值浮點(diǎn)運(yùn)算速度（160GFLOPS）的芯片產(chǎn)品，其論文不僅被Hotchips、ISSCC這些頂級(jí)國(guó)際芯片會(huì)議錄用，還在學(xué)術(shù)界引起了巨大的反響。
然而，由于過度追求多核、浮點(diǎn)峰值性能這些單一性能指標(biāo)，“龍芯3B”的通用處理性能嚴(yán)重不足，和2006年的“龍芯2E”相比只提高了30%-50%。
可這7年之間，英特爾等市場(chǎng)主流的CPU的單核通用處理性能卻足足提高了500%以上。
7年前，“龍芯2E”的性能還只是和國(guó)外領(lǐng)先水平差了1-2倍；可7年之后，“龍芯3B”的性能足足差了一個(gè)數(shù)量級(jí)，追趕無(wú)望。
技術(shù)上的差距體現(xiàn)在市場(chǎng)上就是不好用，甚至是不能用。由于“純國(guó)產(chǎn)”CPU無(wú)法滿足通用處理器的性能要求，從2013年開始，國(guó)家的“核高基”計(jì)劃陸續(xù)放棄了CPU自主研發(fā)路線，轉(zhuǎn)而開始扶持起了“CPU技術(shù)引進(jìn)”型企業(yè)。
廣闊的中國(guó)市場(chǎng)打開，迎面涌來(lái)的是海量商機(jī)。IBM、AMD、英特爾、威盛、ARM等一大批海外巨頭全都坐不住了，紛紛來(lái)到中國(guó)尋求合資與技術(shù)授權(quán)，「芯片合資潮」瞬間模式橫掃了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。
此時(shí)的龍芯雖然已經(jīng)轉(zhuǎn)型成為一家自負(fù)盈虧的企業(yè)，卻依舊主打的是“國(guó)產(chǎn)替代”市場(chǎng)，在涉及國(guó)家安全的通用PC和服務(wù)器市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)自主可控，主要靠國(guó)家支持進(jìn)行研發(fā)。
對(duì)于龍芯來(lái)說，“核高基”放棄了自主CPU的支持無(wú)異于釜底抽薪，把困難重重的「龍芯中科」逼上了絕路。
在事后談起這段日子時(shí)，胡偉武回憶道，“‘十五’期間負(fù)責(zé)863計(jì)劃的科技部高新司領(lǐng)導(dǎo)在龍芯2C沒有達(dá)到預(yù)期技術(shù)指標(biāo)，龍芯2E立項(xiàng)專家提出19條反對(duì)意見的情況下作為非共識(shí)項(xiàng)目支持龍芯2E的研發(fā)，給了我們一次改進(jìn)的機(jī)會(huì)。”
“而這次，機(jī)會(huì)沒有了，需要我們自己想辦法。”
痛定思痛，知恥后勇。2013年5月，龍芯迅速調(diào)整產(chǎn)品方向，暫停了已經(jīng)完成主要設(shè)計(jì)的16核“龍芯3C”，開始回頭重啟四核“龍芯3A2000”的研發(fā)，放棄高性能機(jī)專用CPU的研制，重點(diǎn)把雙核、四核處理器做精做透。
與此同時(shí)，龍芯將聚焦點(diǎn)從科研挪開，回到產(chǎn)業(yè)，回到商業(yè)落地，針對(duì)宇航、石油、流量表等特定產(chǎn)業(yè)、特定應(yīng)用研制基于“龍芯1號(hào)”的專用芯片。由于專用芯片產(chǎn)業(yè)鏈短，能夠讓龍芯形成技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并快速形成銷售。
為了省下流片的費(fèi)用，當(dāng)時(shí)龍芯中科還承接了一個(gè)“基于40nm工藝的高可靠嵌入式CPU研制”項(xiàng)目，用實(shí)驗(yàn)中的技術(shù)免費(fèi)流片。
而在最困難的時(shí)候，龍芯甚至還不得不向“娘家”中科院計(jì)算所借了500萬(wàn)元，以緩解研發(fā)的燃眉之急。
功夫不負(fù)有心人，在熬過了整整一年多的至暗時(shí)刻后，從2014年下半年開始，龍芯的一系列調(diào)整開始有了回報(bào)。
2014年，龍芯中科全年?duì)I收同比增長(zhǎng)51%；2015年再增57%，并順利跨過了盈虧平衡的門檻，摘掉了“國(guó)家補(bǔ)貼”的帽子，能夠通過市場(chǎng)銷售養(yǎng)活產(chǎn)品和研發(fā)團(tuán)隊(duì)。
2016年底，具有里程碑意義的“龍芯3A3000”也正式研發(fā)成功，這款芯片跟2013年的“龍芯3B”相比，不僅通用處理性能飆升了5倍以上，更是在不少領(lǐng)域超過了同類型的四核“合資CPU”。
2016年10月7日，當(dāng)胡偉武走出，回憶起過去這十年風(fēng)雨時(shí)，他感慨萬(wàn)千：
“當(dāng)十年前我開始龍芯3號(hào)研制時(shí)，完全沒有想到龍芯3號(hào)系列CPU發(fā)展道路之曲折，奮斗之艱辛，付出之巨大。”
所幸，一切都是值得的。2019年全年，龍芯CPU出貨量超過50萬(wàn)片。而到了2020年前九個(gè)月，這個(gè)數(shù)字飆升到了200萬(wàn)。
其實(shí)龍芯從誕生之初，便時(shí)常被纏繞著。而其中影響最大、持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、最飽受爭(zhēng)議的，就是龍芯和MIPS之間的恩恩怨怨。
弄清楚MIPS之前，首先要弄清楚什么是“指令集”。
指令集是一套軟件，位于芯片和操作系統(tǒng)之間。芯片使用的是“硬件語(yǔ)言”、操作系統(tǒng)使用的是“軟件語(yǔ)言”，指令集的作用可以理解為二者之間的“翻譯官”。
指令集和芯片、操作系統(tǒng)都是強(qiáng)綁定的，英特爾的x86指令集與Windows系統(tǒng)綁定、ARM的指令集與安卓系統(tǒng)綁定。
而指令集就像一門語(yǔ)言，有自己的單詞、句子、語(yǔ)法規(guī)則。英特爾和ARM的指令集就像是「英語(yǔ)」，現(xiàn)在全球都在使用這門語(yǔ)言，用的人多了自然就強(qiáng)大起來(lái)。你現(xiàn)在手機(jī)、電腦上的所有應(yīng)用，都是在這個(gè)語(yǔ)言體系里長(zhǎng)出來(lái)的。
理論上任何人都坐在家里都可以設(shè)計(jì)出一門自己的語(yǔ)言——就像《星際迷航》《魔戒》等文學(xué)作品里，作者也會(huì)為克林貢人、精靈、矮人設(shè)計(jì)它們自己的語(yǔ)言。但這些編出來(lái)的語(yǔ)言并不會(huì)有人去大規(guī)模使用。
這就是龍芯在2000年項(xiàng)目最開始之時(shí)遇到的第一個(gè)問題。
龍芯的指令集，要用哪一個(gè)？
20年前的芯片市場(chǎng)，可比現(xiàn)在熱鬧多了。當(dāng)時(shí)，英特爾還是高性能計(jì)算領(lǐng)域的后起之秀，其x86雖然勢(shì)頭正猛，卻離今天壟斷全球的霸主地位相差甚遠(yuǎn)。
市場(chǎng)上各類架構(gòu)百花齊放，不僅有英特爾的x86，還有IBM的Power指令集、DEC的Alpha指令集、SUN的SPARC指令集等等。當(dāng)時(shí)，連蘋果都來(lái)湊了個(gè)熱鬧，拉上IBM、摩托羅拉一起搞了個(gè)PowerPC架構(gòu)（芯征程 | 蘋果造芯30年）。
由于每種指令集都注冊(cè)了技術(shù)專利，沒有得到授權(quán)無(wú)法直接使用。尤其是x86指令集，英特爾已經(jīng)將圍繞x86的所有專利全都注冊(cè)了個(gè)遍，圍得像個(gè)鐵桶，完全無(wú)法切入。
幾經(jīng)商議之下，龍芯最后將目標(biāo)投向了既能用在機(jī)頂盒、桌面電腦，又能用在高性能服務(wù)器里的MIPS指令集，采用了“MIPS兼容”的模式：
1、超過專利保護(hù)期的MIPS指令集已經(jīng)公開，可以直接使用；
2、還在專利保護(hù)期內(nèi)的部分，龍芯采用自己的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了MIPS指令系統(tǒng)，可以理解為一個(gè)是普通話，一個(gè)是四川普通話。
在龍芯只是一個(gè)科研項(xiàng)目時(shí)，這種做法并不會(huì)引來(lái)多少非議，然而隨著龍芯逐漸走向商用，美國(guó)MIPS公司逐漸關(guān)注到了大洋彼岸的龍芯。
MIPS要求龍芯支付100萬(wàn)美元的技術(shù)授權(quán)費(fèi)用——對(duì)于當(dāng)時(shí)的中科院計(jì)算所來(lái)說，這無(wú)疑是筆天價(jià)——雙方多次協(xié)商會(huì)談，卻始終沒有達(dá)成協(xié)議。
據(jù)當(dāng)時(shí)的媒體報(bào)道，2005年時(shí)，龍芯曾與微軟接洽，力爭(zhēng)得到微軟Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)的合作授權(quán)，最后卻因MIPS專利糾紛問題而最終沒有成功。
搭載Windows CE系統(tǒng)的學(xué)習(xí)機(jī)，圖源：知乎osnine
一直到2006年，龍芯才最終通過和意法半導(dǎo)體合作的方式，獲得MIPS專利的使用權(quán)。
雖然一開始采用的是MIPS兼容模式，但是在這20年間，龍芯其實(shí)從未停止過對(duì)自主研發(fā)指令集的探索。早在”龍芯2號(hào)”中，龍芯團(tuán)隊(duì)就加入了自研的多媒體編解碼指令集LoongMMI。而在“龍芯3號(hào)”中，龍芯團(tuán)隊(duì)又加入了二進(jìn)制翻譯指令。
同樣在這20年間，隨著英特爾的x86架構(gòu)一騎絕塵，MIPS生態(tài)逐漸衰弱了下去，MIPS的專利權(quán)也幾經(jīng)易主，輾轉(zhuǎn)流落到了幾個(gè)公司手上，最后被美國(guó)初創(chuàng)Wave Computing收入囊中。
趁著這一機(jī)會(huì)，2015年——就是龍芯公司正式迎來(lái)盈虧平衡的那一年——在“龍芯3A2000”的發(fā)布會(huì)上，龍芯正式發(fā)布了LoongISA指令集，其中既包括500多條MIPS64命令，也包括1400多條龍芯新增的指令。
2021年4月，在Wave Computing申請(qǐng)破產(chǎn)重組一年后，龍芯更是正式拿出了自研LoongArch指令集，并宣布公司一年前發(fā)布的“龍芯3A4000/3B4000”全部支持該指令集。
目前，這兩款龍芯CPU已經(jīng)搭載在了聯(lián)想長(zhǎng)風(fēng)、天玥、同方、方正、海爾等品牌的臺(tái)式電腦、筆記本電腦、服務(wù)器等設(shè)備上。
漢芯風(fēng)波在前，MIPS風(fēng)波在后，此后的龍芯在專利問題上變得越來(lái)越謹(jǐn)小慎微，絕不輕易對(duì)外公布指令集的細(xì)節(jié)，以防再度惹上官司。有時(shí)哪怕是開發(fā)者們向龍芯索取信息，也往往會(huì)吃個(gè)閉門羹。
然而，就在幾天前的6月2日，龍芯再度卷入了MIPS侵權(quán)風(fēng)波中。上海芯聯(lián)芯公司發(fā)布公開聲明稱：
1、芯聯(lián)芯自2019年起已取得MIPS在中國(guó)的獨(dú)家、永久和不可撤銷的經(jīng)營(yíng)權(quán)，龍芯中科未向芯聯(lián)芯支付足額的技術(shù)授權(quán)金，目前雙方在香港進(jìn)入審理仲裁階段；
2、龍芯中科公司“徹底拋棄MIPS，發(fā)布自主指令系統(tǒng)LoongArch”的報(bào)道宣傳偏離事實(shí)；
3、龍芯中科只公開了LoongArch的部分源代碼，不具備行業(yè)公信力，涉嫌侵權(quán)。
對(duì)此，龍芯中科公開回應(yīng)稱：芯聯(lián)芯公司向龍芯中科的合作伙伴、社會(huì)公眾不斷發(fā)布各種惡意中傷、誹謗龍芯中科。龍芯中科已經(jīng)采取法律行動(dòng)。
龍芯中科回應(yīng)原文，圖源：龍芯中科公眾號(hào)
面對(duì)龍芯，“不吹不黑”是最好的態(tài)度。畢竟這個(gè)時(shí)代里，為任何市場(chǎng)化的企業(yè)扣上“民族希望”的大帽子，都將會(huì)是一種捧殺。
客觀來(lái)講，龍芯CPU目前切入的依舊是一個(gè)小市場(chǎng)，即便現(xiàn)在年出貨量突破200萬(wàn)片，有了聯(lián)想長(zhǎng)風(fēng)、天玥、同方、方正等一些列電腦品牌方采用，它在技術(shù)、管理、人才、以及產(chǎn)品、生態(tài)、市場(chǎng)占比上，都與國(guó)際頂尖水平差了一個(gè)量級(jí)。
然而，這不代表龍芯毫無(wú)技術(shù)亮點(diǎn)，是只懂“圈錢騙補(bǔ)”的PPT項(xiàng)目；也不代表龍芯的技術(shù)領(lǐng)先全球，承載著民族振興的新希望。
它所代表的僅僅是，自研CPU很困難，但已經(jīng)有人在做了。
參考資料
