国产CPU：少点路线之争，多点埋头赶路

互推小编 2023-08-10

当前，关于国内CPU ARM、x86还是纯自研三条技术路线孰优孰劣的争论，已经成为国内CPU行业里绕不开的话题。起因于一个更残酷的事实：国产CPU还不够强。

Counterpoint Research的调研数据显示，2022年全球服务器CPU市场份额中，英特尔占超七成，位列第一，AMD拿下约两成，排名第二，两家美企联手占据九成市场。国内CPU六君子都只能被划在“其他品牌”里，市场份额不足巨头的零头。

在这种背景下，对技术路线的争论显得无足轻重。而更务实的做法是，不否定任何一种发展模式，不浪费任何一个发展机会。在起步阶段时，国内CPU产业应少点路线之争，多点埋头赶路。

三条路线，都有要补的课

CPU有极强的商业属性，CPU技术路线的成功既要依靠技术和产品性能，还需要完整的软硬件配套和商业生态。而在性能追赶和商业化发展两方面，三条路线都有各自要补的课。

“授权+自研”路线的优势在于自主可控，但在产品性能和商业生态上的补课难度最大。龙芯基于MIPS授权，研发了LoongISA指令系统和LoongArch架构；申威的Alpha架构来源于DEC公司，这两种架构均不是当前的主流。所以走自研路线，既要解决性能问题，还需要一点点建立商业生态。

目前，在性能方面，龙芯制程工艺达到12nm节点，性能逐步达到七八年前主流水平，生态建设方面，今年完成了QQ、微信等应用的适配。这些消息固然是自研路线上可喜的里程碑，龙芯也确实在努力扩展软硬件的兼容性，但也说明龙芯距离支撑一个生态还有很长的路。而申威专注在超算、军工等特种领域，也不适合商用。

显然，“授权+自研”路线需要连过性能和商业化两大难关。但性能不足会拖累商业生态的形成，而商业生态欠缺又反过来降低技术投入，影响性能提升。这是国内CPU为自研指令集而不得不承受的两难。

ARM架构路线面对的问题是服务器端生态不足，以及迭代升级空间的受限。目前，ARM架构以高能效比的优势，在移动端的市占率已达到99%，但在服务器领域，业内普遍认为ARM架构CPU在规模效应和稳定性方面仍存在不足，始终未能撼动x86霸主地位。

而国内ARM架构CPU还要面对授权问题，由于未能获得最新的ARM v9版本授权，国内ARM架构CPU只能基于ARM v8架构拓展研发。授权的性能代差，可能遭遇迭代和技术积累的瓶颈，发展前景并不明朗。但至少短期来看，ARM架构在性能上有能耗低的优势，生态建设也有一定的积累，因而比“授权+自研”路线的难度小得多。

采用x86架构的技术路线要补的课相对最少。x86架构在PC和服务器领域拥有绝对统治力，生态十分成熟。应用x86 CPU的服务器销量在全球服务器中的占比常年维持在90%以上，在操作系统领域，Windows和Linux均兼容x86架构，在应用软件方面，技术开发门槛低，使得海光、兆芯等x86架构CPU具备良好的产业生态优势。

作为国内x86路线的代表，海光信息拥有x86指令集永久授权，可以基于交叉授权模式，拥有自主迭代产品的能力，不会受任何限制。目前，海光CPU在ZEN1架构基础上消化创新，已独立迭代了3代产品，最新代性能与ZEN3差距不大。这也让国产CPU在高端处理器领域有了一席之地。

对走x86架构路线的企业而言，最大的挑战在于对优势技术的消化吸收和创新，逐渐缩小与国际水平的差距。与“授权+自研”路线和ARM架构路线相比，这至少是一个可以靠投入资源和自身努力解决的问题。

不过，也不能小看消化吸收先进技术的难度，CPU的研发设计和技术进步，必然是依靠大量投入，在失败中迭代的过程。以海光为例，其吃透x86技术是建立在每年高额研发投入上的。无论何种技术路线，国产CPU都只能在技术迭代和商业实践中，摸索出自己的发展方向。

少争论多实干，寻找良性循环路径

正因为前路艰难，少争论多实干是更有意义的态度。从历史经验看，国产CPU必须建立起技术创新和商业回报的良性循环，才能摸索出自己的发展方向。

CPU是一套软硬件系统的核心部件。因此，性能强大的CPU更容易建立起软硬件配套，而拥有完善的配套，又进一步提升CPU产品的市场回报，使企业能够投入更充足的资源用于技术创新，提升CPU的性能，并进一步巩固配套生态的地位。

x86架构之所以成为市场的绝对主流，正是基于Intel的硬件技术优势，形成WinTel联盟生态后，才形成了强大的规模效应，从而获得丰厚的市场回报，进一步推动Intel的技术创新，使WinTel联盟获得了“滚雪球”效应。

而国内CPU想要形成同样的“滚雪球”效应，需要把雪球滚起来的第一推动力，还需要较大的市场空间，有“足够长的坡”才能机会把雪球滚大，更关键的是，自身要有实力把握市场机会，能把坡上的雪“滚”到自己身上。

显然，国产化替代逐渐加速，已经提供了国内CPU快速发展的第一推动力，因有巨大的市场空间，坡足够长。统计显示，2013 年到 2020 年，我国集成电路行业复合年均增长率为 19.73%，复合增长率是全球增速的近三倍，而CPU作为核心部件，国产化水平较低的现实，也已经到了必须改变的时候。

x86架构显然更有机会“滚”到更多的雪。这主要源于x86架构CPU已经建立起了较完善的生态基础，且增速明显。根据IDC数据，2021年中国x86服务器市场出货量为382万台，同比增长11.1%。相比于全球市场，2021年国内x86服务器市场份额达97.7%，略高于全球的94.5%。

由于使用x86指令集，兆芯、海光的CPU，可以使用WinTel生态，兼容度更高，这能极大地降低了国产化替代过程中的迁移成本，并获得广泛的软硬件生态支持，为用户带来较为开放的选择权。据了解，海光一号、海光二号、海光三号已经实现商业化应用，广泛应用于电信、金融、互联网、教育、交通等重要行业。这使海光实现了理想的商业回报，从而确保了其充分的研发投入。2019-2021 年，海光营业收入年复合增长率高达 146.9%，研发投入从 8.65 亿元增长到 15.85 亿元，涨幅达到 83.3%。显然，基于x86架构的生态基础，海光正在初步建立技术创新和商业回报相互促进的“滚雪球”效应。

采用LoongArch架构的龙芯，以及采用Alpha架构的申威，虽然在商业应用市场上仍未能真正打开局面，但在北斗卫星、超算等特种领域，也取得了不错的成绩。在政策支持下，特种领域也可能成为自研路线CPU的核心赛道，在特定的细分领域，形成技术进步和市场回报的良性循环。

而ARM架构虽然受限于版本授权问题而前景不明，但在当下，仍可以凭借低功耗优势形成局部市场优势，从而在现有条件下推动技术创新。最关键的是，在此过程中积累的技术经验和人才储备，都是国产CPU产业的宝贵财富。

对国内CPU产业的发展，争论技术路线不重要也无必要。这既因为国内CPU在技术上仍需创新和追赶，也因为面对的商业环境与国际市场不尽相同，不同技术路线的产品，以及由此发展起来的生态体系，完全可能应用于不同的领域，从而呈现出不同技术路线并存的局面。

因此，国内CPU产业应该专注于潜心修炼内功，增强技术创新、人才积累和对生态建设的短板，补其在技术、产品和市场等各个领域的不足。路线之争辩不出CPU设计的突围之路，埋头赶路才是缩小差距的真正法门。

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