“如果只做X86和ARM的东西,我们中华民族(的芯片产业)是复兴不了的。”
这种话也许只有被誉为中国“自主CPU领军人”的龙芯中科(688047.SH)董事长、总经理,中科院计算所研究员胡伟武说出来,才显得如此底气十足。
这位自2001年起便投身中国自主CPU研发的学者型企业家,虽然语调平和,但在谈及龙芯自主指令系统“龙架构”(LoongArch)与X86、ARM的竞争格局时,却思路明晰、措辞犀利。
其一手缔造的龙芯中科,作为中国关键的自主CPU代表,已在科创板上市,正向中国CPU市场长期被X86和ARM架构主导的格局发起挑战。
相较于千亿美元市值的巨头,龙芯的体量尚小,但产品已进入国家重器,其目标是在2035年,实现“龙架构”(LoongArch)与X86、ARM“三足鼎立”。
然而,龙芯的雄心面临着现实的考验。
从近期财报看,公司在研发投入剧增后营收虽保持增长,但盈利能力已然面临挑战。同时,相较于Wintel(Windows-Intel)和AA(Android-ARM)的成熟生态,龙芯的“龙架构”(LoongArch)仍是新来者。在激烈的市场竞争中,如何说服客户换用自主架构并吸引开发者构建生态,是龙芯破局的关键。
胡伟武认为,龙芯近几年已完成多项基础技术攻关,随着指令集、CPU(中央处理器)、GPGPU(通用图形处理器)及高速接口等关键技术实现全面自主突破,龙芯已进入“攒芯片”时代。
据他介绍,2023年11月推出的3A6000桌面芯片性能已可对标英特尔11代酷睿4核产品的水平,龙芯生态进一步扩大,为龙芯从政企市场进一步进入开放市场打下了基础。
技术转折:从积累到“攒芯片”
《21世纪》:回顾公司成立至今,有哪些技术或市场突破是关键转折点?
胡伟武:对龙芯来说,2001年在中科院计算所成立课题组,2010年市场化运作,2022年在科创板上市,这是三个重要节点。我认为技术的转折都是在近几年发生的,量变积累到一定程度才会发生质变。
最大的技术转折是我们推出龙芯自主指令系统LoongArch龙架构,这是整个生态的根基。第二个转折是3A6000/3C6000的推出,标志着我们的微结构设计达到了世界先进水平。第三个是GPGPU的推出。第四个是各种高速接口IP的形成,这让我们成为国内唯一一个所有IP都自主的芯片设计企业,有了这些自主的IP,芯片制造工艺可以从境外到境内自主迁移。
我们上市之前大概三五百个人,现在有近1000名员工,工程上铺开之后,二十多年量的积累才实现了如今的质变。
《21世纪》:最新推出龙芯3C6000系列服务器芯片、工控及终端处理器龙芯2K3000/3B6000M芯片,其中3C6000已达到英特尔第3代至强可扩展架构水平,在研发过程中遇到最大的挑战是什么?有哪些突破性技术?
胡伟武:最大的挑战和突破在于单核性能。中国CPU跟国外的差距主要在单核性能,而不是核数。3A6000的单核性能达到了市场主流产品水平,它跟英特尔第11代酷睿是完全可比的。我们用2.5GHz的频率达到了它3.6GHz甚至更高主频的性能,我们的效率高。从3A6000(四核)到3C6000(最高64核),我们只花了一年半时间。
另一个突破是在3B6000M里集成了我们自研的GPGPU核。未来龙芯的桌面CPU,集成GPGPU将成为标配,GPGPU是既有图形功能,又包含AI算力。我们还突破了“片间互联”技术,这个技术我们管它叫龙链,延迟只有PCIe的一半。
这些关键核心技术,包括指令系统、CPU核、GPGPU核、高速接口,我们实现了系统性全面突破。未来龙芯基本上进入“攒芯片”的时代。
市场策略:从保底应用到“点面结合”
《21世纪》:龙芯芯片目前在哪些行业、场景中规模化应用?拓展市场方面有哪些计划?
胡伟武:龙芯首先是我们国家的“保底”CPU,在党的“二十大”报告中提到的十大科技成果里,有七个都使用了龙芯。这是我们的第一使命。
现在我们正向几个方向扩展:一是从PC(终端)向服务器拓展。比如郑州港区的自主算力中心,所有服务器都选用的是龙芯CPU,我们的性价比优势很明显。二是从办公应用走向行业应用,比如医院刷医保卡、税务大厅刷POS机的电脑等。
三是走向开放市场。我们现在的策略是“点面结合”:“面”就是平台化的信息化应用,在国家信创政策支持下,从PC到服务器,从办公到业务;“点”就是去打没有生态壁垒的市场。比如服务器里面的存储服务器,它的软件单一,我们依靠性价比优势就可以做进去。还有工控类的芯片,我们新一代产品性价比很高,可以直接走向开放市场。
还有一个是海外市场。一走出国门,龙芯的地位和英特尔、ARM就是对等的,因为龙架构是自主的,可以给“一带一路”共建国家做技术授权,帮他们实现自己的“国产CPU”,这个业务已经有实质性进展。
破局之路:兼容存量,拥抱鸿蒙
《21世纪》:目前不论X86还是ARM,都有更完整的生态,LoongArch的生态建设上,面临的主要挑战是什么?
胡伟武:性价比问题解决了,软件生态就是目前最大的瓶颈。
我们有两条路“向下兼容”。第一条路是“二进制翻译”,我们可以在龙芯上直接跑X86的Linux应用和Windows应用。比如Windows 7的应用已经跑得很好,Windows 10和11也快了,因为是自主指令系统,可以在CPU里增加指令来提高兼容效率,这是授权指令集做不到的。
第二条路是“向下兼容”做适配。比如Linux桌面,美国人也没做成功,X86电脑装了Linux系统后,插什么(外设)都不认,因为缺少Linux版本的外设驱动。我们这块儿反倒有优势了,龙芯现在对打印机、扫描仪、高拍仪的适配程度已经达到98%、99%以上。我们公司最后三台Windows电脑(分别对接税务系统、证券交易所的信息披露、社保系统)马上也要淘汰掉了,这将标志着龙芯的Linux外设(兼容)问题已被系统性地解决。
当然,最近给我们带来最大机会的是开源鸿蒙。鸿蒙也是刚起步,比龙架构还晚一点。在开源鸿蒙这个软件生态上,我们和X86、ARM是同时起步的,没有历史包袱。在Windows上我们跟X86有差距,在安卓上我们跟ARM有差距,但在开源鸿蒙上没有(差距)。
谈竞争:以性价比实现“反超”
《21世纪》:在国内市场,你如何看待与其他国产CPU厂商(如海光、鲲鹏等)在性能、生态、市场上的竞争与互补?龙芯中科如何进一步争取市场份额的增长?
胡伟武:龙芯跟他们不一样,其他的厂商做X86和ARM路线都需要被授权,有成本,要给国外企业交钱。比如研制一个SoC,其他厂商除了CPU核还得买GPU核、PCIe、内存接口的IP,一个芯片几个亿花进去了。龙芯是不用买的,都是自研。
我们现在实现了反超。我用十几纳米的工艺,性能做到了最高,超过了当年英特尔和AMD在十几纳米的性能。我们下一代桌面芯片还要用这个工艺,争取做到Intel 7纳米工艺的性能水平。
我们现在已经处在一个交叉点上,原来总觉得国外的还好一点,现在我们开始反超了。
从中华民族伟大复兴的角度,我们如果只做X86和ARM的东西,中华民族(的芯片产业)是复兴不了的。我们必须有自己的体系。
龙芯未来和英特尔、AMD的关系,可能就像新能源汽车领域国产车和特斯拉的关系。性价比是最重要的。中国把“新三样”卖到全世界靠的是性价比,龙芯未来想把CPU卖到全世界,恐怕靠的也是性价比。
业绩:亏损是例外,盈利是常态
《21世纪》:当前AI浪潮下,龙芯中科在高性能计算、AI加速等新兴领域的技术储备和规划如何?
胡伟武:我对AI的判断是,它会有一个泡沫压实的过程,但压实以后还会起来。龙芯就卡着“起来”那个点去的。
我们走的是GPGPU路线,就像英伟达和AMD。我们的3B6000M里已经集成了自研的GPGPU核,未来这将是龙芯桌面CPU的标配。第一个专门的GPGPU芯片9A1000已经交付流片,显示功能对标AMD的RX550,推理性能32-40TOPS。我们主要面向推理应用,从端侧做起。9A2000、9A3000是未来的研发计划,性能较前一代都会有大幅提升。
《21世纪》:从财报看,龙芯中科今年营收开始增长,但是盈利面临挑战,龙芯如何平衡科研创新和商业化落地的节奏?预计何时可以实现盈利?
胡伟武:很多投资人有误解,觉得龙芯一直亏损。其实龙芯从2015年到2022年连续八年都是盈利的。亏损是例外,盈利是常态。
为什么近些年亏损?一是因为我们上市后要加大研发力度,员工从三五百人规模增长到近1000人,所以才有近几年的技术突破。二是信创和安全应用这两个市场发展还相对较慢。2022-2024年是我们的三年研发转型期,我们现在正处在市场上从量的积累到质变的周期,我们对未来恢复盈利有信心。今年9月我们披露了股权激励计划,营收的目标与2024年相比,今年涨30%,明年涨100%。
看未来:与Intel X86、ARM体系三足鼎立
《21世纪》:在国产化的浪潮下,近两年国内半导体市场发生最大的变化是什么?
胡伟武:作为从业者,我在2020年的时候还不敢想象五年后的今天我们能取得这么大的进步。比如我三年前绝对不敢说我能用十几纳米工艺做到Intel 7纳米的性能,但现在敢说了。我们用的生产工艺的自主化程度,五年前我也不敢想。
《21世纪》:对中国半导体科研与产业协同创新机制,你有哪些建议?
胡伟武:企业为主体,我觉得已经是很清楚了,美国卡的是企业脖子,卡脖子问题就要靠企业自己解决。党的“二十大”报告也说了,“企业是科技创新的主体”,高校提供人才支撑和一些原理性技术的前沿(研究),目前这个机制就挺好。
《21世纪》:未来5-10年,你希望公司在国内半导体、全球CPU版图中占据怎样的位置?短期和长期的目标是什么?
胡伟武:我判断,到“十四五”末(即今年年底),我们基于龙架构的第三套体系基本建成,麻雀虽小,五脏俱全了。我希望“十五五”期间(到2030年),这个体系更加健全。到“十六五”,也就是2035年的时候,实现“三足鼎立”。我对“三足鼎立”的定义是:我们的产业规模跟Intel X86和ARM两个体系没有数量级的差距,这是我们的目标。