努力追趕三十年,中國CPU晶片登上牌桌

長久以來,當人們談論起CPU,一般只會有英特爾和AMD兩個答案。

面對兩大巨頭對於CPU領域的壟斷,蘋果公司有別的想法。2010年,賈伯斯向世人宣告了Apple A4 Chip,可惜的是,這款晶片沒能撐起賈伯斯當時的期待。直到2020年末,蘋果推出M 1系列晶片,震動業界,收穫頗多讚譽。

CPU是整個電子資訊產業的基礎器件,在資訊時代的重要性不言而喻。這也表明,對自研CPU有想法的不會只有蘋果一家。對於這顆頗具戰略意義的晶片,中國也一直在努力著,從上世紀90年代算起,至今已經有三十年時間。這期間,主導中國國產CPU發展的模式幾經變革,社會各界對於中國國產CPU的重視度同樣有數次變遷,直到2018年之後認識到其必要性。

10年時間,蘋果完成了A4 到M1的質變,得以有底氣與英特爾說分手;經過三十年的努力追趕,與時間賽跑的中國國產CPU又是否正在實現厚積薄發?



01 三十年的跌宕起伏

1994年,中國IT界萌生了自研CPU的種子,但在生存危機之下,自研兩個字太過於奢侈,活下去大過一切。

臨近千禧年,隨著第一次網際網路浪潮的到來和技術進步,中國的PC與軟體產業飛速發展,部分頭部中國國產電腦商逐漸在亞太地區站穩腳跟。這時候,生存已經不成問題,技術自主和創新顯得更加重要。與此同時,隨著中國資訊化與電子硬體製造業的發展,“缺芯”的情況也被國家高度重視。從“十五”開始,中國國產CPU自主性的問題再度提上議程,產業政策不斷加碼。核高基、泰山計畫、863計畫等相繼出台。

在產業機遇和政策推動下,一批產業志士投身到中國國產CPU這個大命題當中,全力打造中國“芯”。1999年,鄧中翰博士回國創辦了中星微電子;同年,飛騰處理器正式創立;次年,“龍芯”項目啟動,由中國科學院計算技術研究所的胡偉武博士主導;2003年,申威正式踏上了中國半導體的舞台。

在行業暖春中,中國國產CPU晶片面世的產品越來越多。不過,即便中國國產晶片商做出與海外廠商產品性能相當的晶片,也不一定會被市場所接受,更何況中國國產廠商與英特爾之間一直存在著代差。而且,彼時的中國國產自主CPU選擇繞過X86專利牆,這也導致很難適配微軟系統,畢竟Wintel聯盟主導市場數十年。不能適配微軟系統則帶來了另一個問題,幾乎沒有生態支援且約等於空白的桌面,在市場上會有客戶買單嗎?

那些年,英特爾太能打,讓中國國產CPU的自主之路走得太艱難。


02 當中國國產替代遇上AI時代

自2019年開始,大洋彼岸對中國晶片的鐵幕緩緩落下,在這一刻,“自主可控”的重量被無限放大,晶片中國國產化從“有必要做”,變成了“不得不做”。

但僅僅是中國國產替代的浪潮,短時間內還不足以撼動海外廠商在中國CPU領域的絕對壟斷地位,生態的壁壘總是最難跨越,能用和好用之間有著難以跨越的鴻溝,市場會用腳投票且不會給弱者任何憐惜。


圖源 | 此芯科技


對於很多中國國產CPU企業及初創企業來說,真正的機會在AI PC時代。此芯科技創始人兼CEO孫文劍告訴芯師爺,傳統CPU將轉變為AI CPU,生態也將從封閉走向開放。開放生態打敗封閉生態這件事上,在移動網際網路已經有了成功的案例。“從生態上面,從AI技術的發展上都看到了變革的機會,有了變革的機會,其實大家才有創業的機會。”

2021年,此芯科技正式成立,作為創始人的孫文劍有著深厚的行業沉澱,出身於X86陣營,曾任AMD客戶定製部中國區負責人,而公司核心團隊也大多出身海外大廠。對於為何初創公司便選擇CPU這條不容易走的路,孫文劍認為,幾十年下來,中國晶片產業發展已經非常豐富和完善,未來產業的機會主要集中在兩個領域,一類是CPU、GPU等中國尚未拿下的賽道,一類則是未來新興場景和生態所需的晶片。

雖然路難走,但公司團隊技術力量強大,有著清晰的目標,讓此芯科技一開始便得到諸多產業資本青睞,曾獲聯想創投天使輪,以及啟明創投、同歌創投等機構領投的融資,公司在三個多月前完成數億元人民幣A+輪融資,國調基金領投。

不負期待,僅僅三年時間,此芯科技便成功落地CPU產品——此芯P1。與傳統中國國產CPU有些不同的是,這款處理器是一款異構SoC,其中整合了CPU、GPU和神經網路處理器(NPU)。


圖 | 芯師爺攝


據瞭解,此芯P1採用的是6nm製程製造,整合的是Armv9 CPU核心,包括8個性能核和4個能效核,主頻最高3.2GHz,同時整合10核Arm Mali GPU處理器。通過搭載NPU等模組,該晶片端側AI算力達45TOPS,支援100億參數以內端側大模型部署。在7月30日的產品發佈會現場,CEO孫文劍稱,此芯P1達到量產要求,將正式進入產品化階段。

儘管AI PC時代的呼聲很高,但當前市場的主流產品仍是傳統PC,英特爾們的生態壁壘只是出現絲絲裂痕而已。在這種情況下,此芯科技要如何在市場站穩腳跟?

孫文劍認為,此芯科技作為本土企業也擁有一些自己獨特的優勢,比如中國市場很大,佔據了全球PC市場的1/5;第二,中國除了CPU和作業系統,在生產製造、軟體設計、各種應用開發等方面並不落後,也許在某些領域上存在一些差距,但長遠來看並不算差距。“這種情況下我們就有機會跟中中國國產業鏈緊密合作、產生互補。如果論資金、規模、歷史,我們跟巨頭的確有差距,但如果放到整個產業鏈上來講,我們有自己的優勢,對大模型的適配、應用的適配、操作的適配,我們和本土企業有更多機會進行適配。

值得一提的是,主打“一芯多用”的此芯P1,其使用場景不僅包括筆記本、迷你電腦、一體機、桌上型電腦、家庭娛樂主機和企業邊緣側主機等,還可覆蓋車載智能座艙與雲端運算等場景。另據孫文劍透露,中國國產作業系統都非常樂意與此芯科技合作,願意彼此結成類似於40年前Windows+X86的產業同盟。


03 核心自研是戰略目標

在上世紀90年代至2019年之間,中國國產CPU之路走得並不順暢。

從路線上總體可分為三條,其一為自主派,即從最基礎的指令集出發,建構一套中國完全自主可控的系統;其二為引進派,即引進大廠技術和專利,相容X86/Arm主流生態,通過“引進-消化-吸收-再創新”,研發出有市場競爭力的產品;其三則是依託於Arm或RISC-V生態,逐步蠶食存量的X86市場。


圖 | 芯師爺攝


在當前的全球大環境下,自主派的路顯然更加長遠,也最能食得時代紅利。這一路線以龍芯中科、申威等企業為代表。資料顯示,龍芯中科2018年全年營收為1.93億元,2021年營收為12億元。

作為一家在短短三年內成功定義產品且流片的初創企業,此芯科技現階段和Arm在CPU IP層面的合作對公司產品和客戶是最優解,因為Arm在CPU架構上有很強的技術積累,正在從低功耗移動計算架構向高能效AI 計算架構升級,此芯科技可以借助Arm的路線圖升級,確認更適合AI PC產品的IP。同時在軟體層面,此芯科技投入很多精力並獲得Arm很多支援,後者也希望自己的IP有豐富生態。

對於有長遠目標的企業而言,購買IP核心顯然不是長遠計畫。對此,孫文劍表示,該公司將根據資源情況,有序在軟體、硬體上投入,“CPU核心自研是我們的戰略目標。”


04 結語

唸唸不忘,必有迴響。

在努力追趕的這三十多年裡,CPU的自主之路雖然遍佈荊棘,但好在沒有得過且過甚至言說放棄。時至今日,中國國產CPU基本走過了從無到有的路,經過了基本可用、可用到好用的階段。

對於中國而言,沒有一座山是翻不過的。

即便是曾經望而不得的汽車領域,通過四十多年的市場換技術和換賽道競爭,中國汽車品牌已經實現了對傳統海外汽車品牌的反超。在被英特爾、AMD等海外廠商把持的CPU領域,也未必沒有可能。如今,在CPU領域,我們不僅可以看到龍芯、申威、飛騰、海思、兆芯、海光等頭部品牌,也有此芯科技等後起之秀。

當市場和時間站我們這邊的時候,一切都值得期待。 (芯師爺)