開啟自主信息產業生態建設的新征程
——訪龍芯中科技術股份有限公司董事長胡偉武

本刊記者 王 超

胡偉武，龍芯中科技術股份有限公司董事長，中國科學院計算技術研究所研究員，博士生導師。第十一屆全國人大代表，第九、十屆全國青聯委員，黨的十八大、十九大代表。國家杰出青年科學基金獲得者，2019年北京市突出貢獻中關村獎獲得者，2018年“CCF王選獎”獲得者。 胡偉武是龍芯總設計師，從2001年起投身于龍芯處理器的研制工作。先后主持完成了龍芯1號、龍芯2號、龍芯3號系列處理器的研制，改寫我國信息產業無芯歷史。胡偉武博士作為首席科學家全面主持龍芯中科的技術工作，組織規劃龍芯研發線路圖，組織領導新產品的研發。

在尖端科技領域，芯片的開發與制造一直是我國的短板。由于未掌握核心科技，在過去幾年中，我國每年都要花費巨額外匯進口芯片，一旦被斷供，國內高科技企業將會受到嚴重影響，切膚之痛讓我們記憶深刻。這種“受制于人”的局面若無法得到改善，我國就很難在國際競爭中取得領先地位。發展“中國芯”，實現國產代替進口，走自主化道路，是一條雖難但必須要走的戰略性道路。

毛澤東曾經說過：“封鎖吧，封鎖十年八年，中國的一切問題都解決了?！痹诿绹臒o端遏制和打壓下，我們不僅沒有落后，反而在芯片、半導體等科技領域越來越強大，雖然目前國產芯片與英特爾、AMD、英偉達等一眾國際大廠仍存在一定的差距，但我們從以龍芯中科為代表的國產芯片廠商的不斷發展中，看到了國產芯片的成長，也對國產芯片的未來充滿了希望和期待。

通過20年的發展與沉淀，龍芯中科系統性地掌握了通用CPU和操作系統的關鍵核心技術，完成了從研發主體向市場主體的轉型，明確了構建自主信息技術體系和產業生態的目標和途徑。龍芯CPU的通用處理性能逼近市場主流計算機CPU的水平，龍芯自主指令系統和龍芯基礎版操作系統的推出為龍芯生態建設打下了堅實的基礎。龍芯市場的不斷拓展以及銷量的快速增加既為龍芯技術平臺的試錯迭代提供了豐富的應用場景，又為龍芯公司的發展提供了堅實的物質保障。

目前，龍芯中科基本完成了基于龍芯CPU及操作系統的自主信息技術體系的構建，正在開啟自主信息產業生態建設的新征程。這是龍芯人的偉大光榮，同時也是國人的驕傲和自豪。記者有幸采訪到了龍芯中科技術股份有限公司董事長胡偉武，圍繞龍芯中科的發展、規劃、成就等問題，進行了詳細溝通和探討。

記者：目前國產芯片面臨著怎樣的機遇和挑戰？

胡偉武：回顧中國計算機產業發展歷程，可以清晰地看到三個發展階段——在改革開放以前，計算機研究服務于“兩彈一星”，實現了完全的自主創新，但是沒有走向市場；在改革開放以后，中國計算機產業開始走向市場化，卻逐漸喪失了自主性，傳統的芯片研究隊伍幾乎全面垮掉；從2000年開始，中國計算機產業邁入新階段。

“十五”期間，國家通過“863”計劃開始部署自主CPU的研發。“十一五”期間，國家通過重大專項把863計劃的自主CPU研發成果導入產業并上升為戰略方針?！笆濉逼陂g，國家在重要設備的工控應用中推廣使用自主CPU?！笆濉逼陂g，國家開始在電子政務的信息化應用中推廣自主CPU。沿著國際計算機產業的發展路徑，我們看到中國芯片的機會。每隔18個月性能增加一倍的摩爾定律開始瓦解，自2010年后，CPU的性能升級日漸趨緩。云計算、移動互聯的浪潮正在把整個信息產業引入另一個方向——用戶體驗至上，這對中國信息產業來說是一個絕佳的機會，雖然在整個平臺化進程中落后很多，但我們完全可以聚焦到某個行業，找準突破口，變成一根針去刺痛對方。

目前，自主CPU有以“市場換技術”為主要特征的引進x86與ARM技術的道路和以“市場帶技術”為主要特征的自主研發道路。需要強調的是，走“市場帶技術”的道路，通過自主研發掌握CPU的核心技術，建立自主創新的信息技術體系，我們失去的只有鎖鏈，得到的將是整個世界；走“市場換技術”的道路，通過引進技術發展自主CPU產品，只是將一副鎖鏈換成另外一副鎖鏈。沒有什么比為人民做龍芯，為國家和民族建設自主創新的信息產業體系更艱苦和更有意義的事業了。自主創新的信息技術體系和產業生態是實現中華民族偉大復興“中國夢”的重要組成部分。

記者：“引進技術發展自主CPU的嘗試都失敗了”，您如何看待這一現象？

胡偉武：國內經濟最發達、GDP最高的兩個省份，都曾有過通過引進技術發展自主CPU的嘗試，最后都失敗了。究其原因，就是再好的技術，只有符合中國國情，并和具體應用需求相結合才能發展。一支有創業精神、有研發能力的團隊是自主CPU發展的內因；政府先引進技術，然后臨時拼湊的團隊是難以在激烈的市場競爭中獲勝的。那些引進的所謂國外先進技術，大都是在國際市場上被淘汰的產品，不符合市場發展需求，因此希望打著“自主”的旗號，在黨政信息化市場得到應用。

但“天下沒有免費的午餐”，想依靠外國人幫助中國建立自主的信息技術體系是不現實的。有些單位或企業把國外的CPU拿來改換標簽，或者稍作改動進行流片，然后在黨政機關展開積極游說，試圖打上“自主”的標簽，其本質是為小集團利益犧牲國家安全利益。改革開放40多年來，對于國外壟斷集團在我們不掌握技術時就封鎖技術、在我們掌握技術后就通過技術合作阻止自主技術發展的微末伎倆，中國人民已經洞若觀火。古人云：“莫見乎隱、莫顯乎微。”那些為了小集團利益罔顧國家安全利益的人，那些千方百計貶低自主CPU、為買辦CPU路線搖旗吶喊的人，只能是搬起石頭砸自己的腳，最終會身敗名裂，釘上中國信息產業發展歷史的恥辱柱。

記者：我國芯片產業發展要想破局，根本出路在哪里？

胡偉武：芯片雖然“身材”小，卻像是信息產業的“心臟”，關系我國信息產業的未來，建立真正的國產信息產業體系還需建立自主技術生態體系。從目前產業發展的情況來看，產業發展的主導權掌握在外國企業手中。據統計，我國工業行業的利潤率普遍高于電子工業，如2017年我國工業利潤率是6.5%，但電子工業的利潤率只有5.4%。再比如，蘋果2018年的凈利潤為595億美元，而華為凈利潤為593億元人民幣（約88億美元），差距甚大。究其原因則是核心技術沒有掌握在中國企業手中，中國企業如果要破局，就要從根本上解決問題。

目前的芯片國產有三條路線或三種模式：第一條是以龍芯和申威為代表的“研”的路線（自主模式），源代碼自己寫，處理器核自己設計，優點是擁有自主發展權，但技術門檻也最高，因此是困難模式；第二條是“攢”的路線（授權模式），用國外的處理器核和指令系統進行集成設計，在此基礎上進行局部優化，這樣做的好處是技術門檻低、時間成本低，但風險在于授權到期后，國外企業可以終止授權或漫天要價，因此屬于普通模式；第三條是“O（ODM，貼牌生產）”的路線（合作模式），把國外現成的設計直接拿過來換成中國品牌，這種芯片性能高、系統生態好，但完全沒有自主發展權，從產品到生態還是不能擺脫受制于人的困局。

事實上，問題的關鍵不在于是做芯片還是整機，而是誰掌握了軟件生態的主導權。中國IT業的根本出路在于建立自己的生態。龍芯的目標就是打造WIntel（微軟+英特爾）體系和AA（ARM+安卓）體系之后的第三套生態體系。經過20年的努力，龍芯已經基本完成技術補課。2021年龍芯發布的采用龍芯自主指令系統LoongArch的3A5000處理器芯片，性能已逼近國際主流水平，基于龍芯CPU的操作系統也已經趨于成熟和穩定。

記者：龍芯中科在國產CPU創新研究與實踐歷程中，都有哪些沉淀和突破？

胡偉武：龍芯的發展目標是構建獨立于Wintel體系和AA體系的信息技術體系和產業生態。與國內多數集成電路設計企業購買商業IP進行芯片設計不同，龍芯堅持基于自主研發的核心IP設計芯片。與國內多數CPU企業主要基于ARM或者x86指令系統融入國外信息技術體系不同，龍芯推出了自主指令系統LoongArch，并基于LoongArch形成了面向信息化應用的基礎版操作系統Loongnix和面向工控和終端應用的基礎版操作系統LoongOS。與國內多數CPU設計企業主要依靠先進工藝提升性能不同，龍芯通過設計優化和先進工藝提升性能，擺脫對最先進工藝的依賴，通過自主設計IP核補齊境內工藝IP核不足的短板。

在CPU芯片研發方面。發布了龍芯自主指令系統LoongArch，該指令系統除了具有自主性和先進性等特點，還充分考慮了兼容需求，通過指令系統的創新設計大幅度降低跨指令系統二進制翻譯過程中的性能損失，可高效運行x86、ARM平臺上的二進制應用程序。研制出包括系列化CPU 核、GPU核、內存接口、高速總線接口等上百種IP核?；谶@些IP核形成了面向桌面和服務器應用的龍芯3號系列，面向終端和工控應用的龍芯2號系列，面向特定應用的龍芯1號系列等三大系列幾十款CPU產品。建立了高性能CPU物理設計流程，比使用商業EDA工具的標準流程性能提高30%左右。2020年流片成功的龍芯3A5000，主頻提高到2.3～2.5 GHz，單核SPEC CPU2006分值達到26～30分，逼近市場主流x86處理器水平，超過了國內引進ARM技術的處理器。

在基礎軟件方面?；谧灾髦噶钕到yLoongArch 開展操作系統內核、編譯器、編程語言虛擬機、云計算等基礎軟件領域的研發，形成了面向桌面和服務器應用的基礎版操作系統Loongnix及面向終端和控制類應用的基礎版操作傳統LoongOS，建立了完整的基礎軟件技術生態體系。統一了包括CPU、橋片、BIOS、操作系統在內的系統架構，實現不同整機和操作系統的二進制兼容。對操作系統的核心模塊如編譯器、Java虛擬機、.NET虛擬機、瀏覽器、媒體播放、圖形庫、KVM虛擬機等進行遷移和優化，成為國際開源相關社區的積極參與者和維護者。聯合基礎軟件合作伙伴對流式文件、版式文件、數據庫等進行系統優化，提升用戶體驗。支持麒麟軟件、統信UOS等基于Loongnix基礎版操作系統形成產品操作系統，支持整機企業及集成商基于Loongnix開發專用操作系統。經過多輪應用迭代，目前Loongnix和LoongOS平臺已經進入相對穩定的成熟發展階段。我國微處理器發展的主要瓶頸正在從CPU性能不足和操作系統成熟度不夠轉向產業鏈不夠完善和應用不夠豐富。

在應用生態方面。自黨的十八大以來，在黨政軍、能源、交通、金融、電信等涉及國家安全和國民經濟安全的領域使用基于自主CPU的控制、通信、信息化產品、構建安全的信息技術體系和產業生態成為重要戰略方針和產業界的積極行動。龍芯的合作伙伴已經有2000多家，CPU年銷售量達到百萬片量級。CPU、操作系統、數據庫、整機、應用、集成商等緊密配合，協同解決用戶試驗過程中發現的問題，形成“應用試驗、發現問題、解決問題并完善平臺、在試驗中檢驗”的良性循環，走出了一條“應用牽引、系統優化、軟硬結合、規范適用”的技術道路。通過系統優化，做到在每個部分都不如國外的情況下整個系統的性能超過國外系統。預計到2030年前后，我國能夠建立起獨立于Wintel體系和AA體系的安全信息技術體系和產業生態。

記者：請您談談，對龍芯未來發展有何規劃和展望？

胡偉武：初心易得，始終難守。經過20年的發展，龍芯正站在一個重要的歷史轉折點上，開啟從CPU和操作系統技術補課走向全面開展產業生態建設的新征程，從政策性市場走向開放市場的新征程，從跟隨性發展的“必然王國”走向自主發展的“自由王國”的新征程。我們將到中流擊水、浪遏飛舟。

未來10年，龍芯通用CPU性能將達到市場主流產品的水平，工控類CPU與具體應用結合形成完整系列，與CPU配套的圖形、網絡、電源、時鐘、接口等各類芯片比較完善。面向信息系統和工控系統的兩大基礎軟件平臺在功能、性能、穩定性、兼容性等方面均得到大幅提高?；邶埿局噶钕到yLoongArch和龍芯操作系統Loongnix的“雙龍”體系基本建成。

與此同時，龍芯市場將繼續沿工控和信息化兩條戰線實現從政策性市場，到開放市場，再到國際市場的跨越。與產業鏈合作伙伴一起，秉承共商、共建、共享的理念構建自主信息產業命運共同體。龍芯公司的銷售收入將實現數量級的提高，成為有一定國際影響力的中國CPU企業。

此外，龍芯的供應鏈將更加安全穩健。堅持互惠互利的原則，加強與關鍵環節供應商的戰略合作，并不斷提高內部生產能力，從完全依賴代工的CPU設計企業向具有一定內部生產能力的CPU企業轉型。同時，龍芯團隊為人民做龍芯的信念將更加堅定，思想建設、政治建設、組織建設、作風建設、紀律建設均將取得長足發展。

龍芯不怕遠征難。構建自主信息技術體系和產業生態的道路是一條不容易走的路，但走通后前途最光明，對國家和人民的好處最大。在我們前進的道路上不僅要有沖天的豪情，擼起袖子加油干；更要有鋼鐵般的意志，耐著性子堅持干。我國的信息產業不可能基于受制于人的與x86和ARM兼容的CPU到本世紀中葉實現建成社會主義現代化強國的“第二個百年”目標，我們這代人該完成的任務不能再留給下一代。