国产CPU破局之战打响！六颗芯，三条路，谁能杀出重围？

去年8月，美国历史性的“芯片法案”正式落地。而在3月11日，该国政府再次放话称，即将再次收紧半导体制造设备的出口限制，进一步阻止中国发展先进芯片产业。

现在，留给国产芯片实现自主可控的时间，可能已经不多了。尤其是对于计算设备的核心中央处理器（CPU）来说，更是如此。

国产CPU的六颗“芯”

在这一领域，业界普遍的观点是，只有具备独立的微架构设计和自主迭代能力，才算是具备了CPU的研发能力。

目前，国内主流的CPU厂商有六家：龙芯中科、申威科技、天津飞腾、华为鲲鹏、海光信息及上海兆芯。

虽然同为CPU的设计和制造，但在具体的路线上，这几家却各不相同。

指令集的三条路

对于CPU来说，最终实现系统控制和计算的核心便是“指令集”。而指令集的先进与否，也关系到CPU的性能发挥。

目前，常见的指令集有两种，即复杂指令集（CISC）与精简指令集（RISC）。其中，x86是复杂指令集的代表，而ARM、MIPS、ALPHA和RISC-V等是精简指令集的代表。

六家大厂间的竞争，也要从这“三大路线”上说起。

•ARM指令集（华为、飞腾）

ARM架构具有低功耗小体积的特点，主要聚焦移动终端市场，在消费类电子产品中被普遍采用。

国内厂商中，ARM路线代表有华为鲲鹏和飞腾，根据公开资料，两家都获得了ARM v8架构版本的永久授权，产品也围绕该版本研发和生产。

然而，ARM公司仅对外授权某一具体版本的指令集（比如ARM v8），大版本更新后(如ARMv9)需要重新购买授权，并且要求获得授权的企业不得随意修改和扩展指令集，否则就会造成侵权。

目前，鲲鹏和飞腾均没有取得ARM v9的授权，将来大概率也不会拿到授权，这样一来，不仅无法扩展专用型指令集和特定算法，而且还可能遭受依托新指令的执行单元在性能上带来的降维打击。长期来看，在技术生态上也有被脱钩的可能。

图为ARM的IP授权模式

•自研指令集（申威Alpha/SW-64，龙芯MIPS/LoongArch）

主要代表是龙芯和申威。其中，龙芯早期获得了MIPS有限授权，并在后续研发了LoongArch指令集，但受限于生态羸弱，市场空间有限。

申威早期采用的是Alpha架构，更新的资料显示，其64位服务器上搭载的CPU是基于自研的SW-64指令集（兼容Alpha指令集）。其中，Alpha结构简单，易于实现超标量和高主频计算。虽然也有生态局限，但申威目前也只服务于特定的专用领域，所以还好。

•x86指令集（海光、兆芯）

在x86方面，根据AMD和Intel的交叉授权协议，双方及获得授权的企业，不会在指令集上出现知识产权问题。也就是说，无论哪一方都可以基于新发布的指令集来进行CPU的设计。

除此之外，x86架构兼容性强，配套软件及开发工具相对成熟，且x86架构功能强大，高效使用主存储器，在处理复杂指令和商业计算的运用方面有较大优势。

国内X86阵营主要有海光和兆芯两家厂商，但走的道路也不相同。

兆芯通过收购威盛电子而获得英特尔阶段性授权，但是据说后期还需要不断购买威盛的技术和IP研发产品，实力堪忧，同时还面临授权有效期结束，且无法？续订的困境。

海光则从AMD拿到了ZEN1架构和X86指令集的永久授权，不仅可以自行设计CPU内核和SOC，也可以自行安全扩充指令集，目前发展空间和潜力最大。根据公开资料，海光目前已经实现了自主迭代，自主研发的海光3号处理器性能超越了Zen 2，并接近Zen 3的水平。

国产CPU如何破局？

整体来看，国产CPU阵容不容小觑，也已取得了不小的进展，但独立自主依然是最重要的底层逻辑。基于当前的内外环境，采用x86指令集及授权+自研的企业，在自主迭代上更有保障。

不过，这也只是开始，芯片架构的后续迭代发展，依然只能靠企业进行自主研发。因此，持续的资金和人才投入也非常重要。

此外，国产芯片想要破局，势必需要走上商业化的路子，这就必须依托于成熟而完整的软硬件生态，类似于苹果的封闭式生态路线并不适合所有厂商，除了庞大的资金投入，尤其需要大把的时间和宽松的环境。这些都是国内企业最缺少的。

如今，整个国产CPU阵营都面临着巨大的压力，破局固然不是朝夕之功，但可以找到一个突破口，优先发力，进而带动整个产业。

审核编辑黄宇