开启自主信息产业生态建设的新征程——访龙芯中科技术股份有限公司董事长胡伟武

本刊记者 王 超

胡伟武，龙芯中科技术股份有限公司董事长，中国科学院计算技术研究所研究员，博士生导师。第十一届全国人大代表，第九、十届全国青联委员，党的十八大、十九大代表。国家杰出青年科学基金获得者，2019年北京市突出贡献中关村奖获得者，2018年“CCF王选奖”获得者。 胡伟武是龙芯总设计师，从2001年起投身于龙芯处理器的研制工作。先后主持完成了龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号系列处理器的研制，改写我国信息产业无芯历史。胡伟武博士作为首席科学家全面主持龙芯中科的技术工作，组织规划龙芯研发线路图，组织领导新产品的研发。

在尖端科技领域，芯片的开发与制造一直是我国的短板。由于未掌握核心科技，在过去几年中，我国每年都要花费巨额外汇进口芯片，一旦被断供，国内高科技企业将会受到严重影响，切肤之痛让我们记忆深刻。这种“受制于人”的局面若无法得到改善，我国就很难在国际竞争中取得领先地位。发展“中国芯”，实现国产代替进口，走自主化道路，是一条虽难但必须要走的战略性道路。

毛泽东曾经说过：“封锁吧，封锁十年八年，中国的一切问题都解决了。”在美国的无端遏制和打压下，我们不仅没有落后，反而在芯片、半导体等科技领域越来越强大，虽然目前国产芯片与英特尔、AMD、英伟达等一众国际大厂仍存在一定的差距，但我们从以龙芯中科为代表的国产芯片厂商的不断发展中，看到了国产芯片的成长，也对国产芯片的未来充满了希望和期待。

通过20年的发展与沉淀，龙芯中科系统性地掌握了通用CPU和操作系统的关键核心技术，完成了从研发主体向市场主体的转型，明确了构建自主信息技术体系和产业生态的目标和途径。龙芯CPU的通用处理性能逼近市场主流计算机CPU的水平，龙芯自主指令系统和龙芯基础版操作系统的推出为龙芯生态建设打下了坚实的基础。龙芯市场的不断拓展以及销量的快速增加既为龙芯技术平台的试错迭代提供了丰富的应用场景，又为龙芯公司的发展提供了坚实的物质保障。

目前，龙芯中科基本完成了基于龙芯CPU及操作系统的自主信息技术体系的构建，正在开启自主信息产业生态建设的新征程。这是龙芯人的伟大光荣，同时也是国人的骄傲和自豪。记者有幸采访到了龙芯中科技术股份有限公司董事长胡伟武，围绕龙芯中科的发展、规划、成就等问题，进行了详细沟通和探讨。

记者：目前国产芯片面临着怎样的机遇和挑战？

胡伟武：回顾中国计算机产业发展历程，可以清晰地看到三个发展阶段——在改革开放以前，计算机研究服务于“两弹一星”，实现了完全的自主创新，但是没有走向市场；在改革开放以后，中国计算机产业开始走向市场化，却逐渐丧失了自主性，传统的芯片研究队伍几乎全面垮掉；从2000年开始，中国计算机产业迈入新阶段。

“十五”期间，国家通过“863”计划开始部署自主CPU的研发。“十一五”期间，国家通过重大专项把863计划的自主CPU研发成果导入产业并上升为战略方针。“十二五”期间，国家在重要设备的工控应用中推广使用自主CPU。“十三五”期间，国家开始在电子政务的信息化应用中推广自主CPU。沿着国际计算机产业的发展路径，我们看到中国芯片的机会。每隔18个月性能增加一倍的摩尔定律开始瓦解，自2010年后，CPU的性能升级日渐趋缓。云计算、移动互联的浪潮正在把整个信息产业引入另一个方向——用户体验至上，这对中国信息产业来说是一个绝佳的机会，虽然在整个平台化进程中落后很多，但我们完全可以聚焦到某个行业，找准突破口，变成一根针去刺痛对方。

目前，自主CPU有以“市场换技术”为主要特征的引进x86与ARM技术的道路和以“市场带技术”为主要特征的自主研发道路。需要强调的是，走“市场带技术”的道路，通过自主研发掌握CPU的核心技术，建立自主创新的信息技术体系，我们失去的只有锁链，得到的将是整个世界；走“市场换技术”的道路，通过引进技术发展自主CPU产品，只是将一副锁链换成另外一副锁链。没有什么比为人民做龙芯，为国家和民族建设自主创新的信息产业体系更艰苦和更有意义的事业了。自主创新的信息技术体系和产业生态是实现中华民族伟大复兴“中国梦”的重要组成部分。

记者：“引进技术发展自主CPU的尝试都失败了”，您如何看待这一现象？

胡伟武：国内经济最发达、GDP最高的两个省份，都曾有过通过引进技术发展自主CPU的尝试，最后都失败了。究其原因，就是再好的技术，只有符合中国国情，并和具体应用需求相结合才能发展。一支有创业精神、有研发能力的团队是自主CPU发展的内因；政府先引进技术，然后临时拼凑的团队是难以在激烈的市场竞争中获胜的。那些引进的所谓国外先进技术，大都是在国际市场上被淘汰的产品，不符合市场发展需求，因此希望打着“自主”的旗号，在党政信息化市场得到应用。

但“天下没有免费的午餐”，想依靠外国人帮助中国建立自主的信息技术体系是不现实的。有些单位或企业把国外的CPU拿来改换标签，或者稍作改动进行流片，然后在党政机关展开积极游说，试图打上“自主”的标签，其本质是为小集团利益牺牲国家安全利益。改革开放40多年来，对于国外垄断集团在我们不掌握技术时就封锁技术、在我们掌握技术后就通过技术合作阻止自主技术发展的微末伎俩，中国人民已经洞若观火。古人云：“莫见乎隐、莫显乎微。”那些为了小集团利益罔顾国家安全利益的人，那些千方百计贬低自主CPU、为买办CPU路线摇旗呐喊的人，只能是搬起石头砸自己的脚，最终会身败名裂，钉上中国信息产业发展历史的耻辱柱。

记者：我国芯片产业发展要想破局，根本出路在哪里？

胡伟武：芯片虽然“身材”小，却像是信息产业的“心脏”，关系我国信息产业的未来，建立真正的国产信息产业体系还需建立自主技术生态体系。从目前产业发展的情况来看，产业发展的主导权掌握在外国企业手中。据统计，我国工业行业的利润率普遍高于电子工业，如2017年我国工业利润率是6.5%，但电子工业的利润率只有5.4%。再比如，苹果2018年的净利润为595亿美元，而华为净利润为593亿元人民币（约88亿美元），差距甚大。究其原因则是核心技术没有掌握在中国企业手中，中国企业如果要破局，就要从根本上解决问题。

目前的芯片国产有三条路线或三种模式：第一条是以龙芯和申威为代表的“研”的路线（自主模式），源代码自己写，处理器核自己设计，优点是拥有自主发展权，但技术门槛也最高，因此是困难模式；第二条是“攒”的路线（授权模式），用国外的处理器核和指令系统进行集成设计，在此基础上进行局部优化，这样做的好处是技术门槛低、时间成本低，但风险在于授权到期后，国外企业可以终止授权或漫天要价，因此属于普通模式；第三条是“O（ODM，贴牌生产）”的路线（合作模式），把国外现成的设计直接拿过来换成中国品牌，这种芯片性能高、系统生态好，但完全没有自主发展权，从产品到生态还是不能摆脱受制于人的困局。

事实上，问题的关键不在于是做芯片还是整机，而是谁掌握了软件生态的主导权。中国IT业的根本出路在于建立自己的生态。龙芯的目标就是打造WIntel（微软+英特尔）体系和AA（ARM+安卓）体系之后的第三套生态体系。经过20年的努力，龙芯已经基本完成技术补课。2021年龙芯发布的采用龙芯自主指令系统LoongArch的3A5000处理器芯片，性能已逼近国际主流水平，基于龙芯CPU的操作系统也已经趋于成熟和稳定。

记者：龙芯中科在国产CPU创新研究与实践历程中，都有哪些沉淀和突破？

胡伟武：龙芯的发展目标是构建独立于Wintel体系和AA体系的信息技术体系和产业生态。与国内多数集成电路设计企业购买商业IP进行芯片设计不同，龙芯坚持基于自主研发的核心IP设计芯片。与国内多数CPU企业主要基于ARM或者x86指令系统融入国外信息技术体系不同，龙芯推出了自主指令系统LoongArch，并基于LoongArch形成了面向信息化应用的基础版操作系统Loongnix和面向工控和终端应用的基础版操作系统LoongOS。与国内多数CPU设计企业主要依靠先进工艺提升性能不同，龙芯通过设计优化和先进工艺提升性能，摆脱对最先进工艺的依赖，通过自主设计IP核补齐境内工艺IP核不足的短板。

在CPU芯片研发方面。发布了龙芯自主指令系统LoongArch，该指令系统除了具有自主性和先进性等特点，还充分考虑了兼容需求，通过指令系统的创新设计大幅度降低跨指令系统二进制翻译过程中的性能损失，可高效运行x86、ARM平台上的二进制应用程序。研制出包括系列化CPU 核、GPU核、内存接口、高速总线接口等上百种IP核。基于这些IP核形成了面向桌面和服务器应用的龙芯3号系列，面向终端和工控应用的龙芯2号系列，面向特定应用的龙芯1号系列等三大系列几十款CPU产品。建立了高性能CPU物理设计流程，比使用商业EDA工具的标准流程性能提高30%左右。2020年流片成功的龙芯3A5000，主频提高到2.3～2.5 GHz，单核SPEC CPU2006分值达到26～30分，逼近市场主流x86处理器水平，超过了国内引进ARM技术的处理器。

在基础软件方面。基于自主指令系统LoongArch 开展操作系统内核、编译器、编程语言虚拟机、云计算等基础软件领域的研发，形成了面向桌面和服务器应用的基础版操作系统Loongnix及面向终端和控制类应用的基础版操作传统LoongOS，建立了完整的基础软件技术生态体系。统一了包括CPU、桥片、BIOS、操作系统在内的系统架构，实现不同整机和操作系统的二进制兼容。对操作系统的核心模块如编译器、Java虚拟机、.NET虚拟机、浏览器、媒体播放、图形库、KVM虚拟机等进行迁移和优化，成为国际开源相关社区的积极参与者和维护者。联合基础软件合作伙伴对流式文件、版式文件、数据库等进行系统优化，提升用户体验。支持麒麟软件、统信UOS等基于Loongnix基础版操作系统形成产品操作系统，支持整机企业及集成商基于Loongnix开发专用操作系统。经过多轮应用迭代，目前Loongnix和LoongOS平台已经进入相对稳定的成熟发展阶段。我国微处理器发展的主要瓶颈正在从CPU性能不足和操作系统成熟度不够转向产业链不够完善和应用不够丰富。

在应用生态方面。自党的十八大以来，在党政军、能源、交通、金融、电信等涉及国家安全和国民经济安全的领域使用基于自主CPU的控制、通信、信息化产品、构建安全的信息技术体系和产业生态成为重要战略方针和产业界的积极行动。龙芯的合作伙伴已经有2000多家，CPU年销售量达到百万片量级。CPU、操作系统、数据库、整机、应用、集成商等紧密配合，协同解决用户试验过程中发现的问题，形成“应用试验、发现问题、解决问题并完善平台、在试验中检验”的良性循环，走出了一条“应用牵引、系统优化、软硬结合、规范适用”的技术道路。通过系统优化，做到在每个部分都不如国外的情况下整个系统的性能超过国外系统。预计到2030年前后，我国能够建立起独立于Wintel体系和AA体系的安全信息技术体系和产业生态。

记者：请您谈谈，对龙芯未来发展有何规划和展望？

胡伟武：初心易得，始终难守。经过20年的发展，龙芯正站在一个重要的历史转折点上，开启从CPU和操作系统技术补课走向全面开展产业生态建设的新征程，从政策性市场走向开放市场的新征程，从跟随性发展的“必然王国”走向自主发展的“自由王国”的新征程。我们将到中流击水、浪遏飞舟。

未来10年，龙芯通用CPU性能将达到市场主流产品的水平，工控类CPU与具体应用结合形成完整系列，与CPU配套的图形、网络、电源、时钟、接口等各类芯片比较完善。面向信息系统和工控系统的两大基础软件平台在功能、性能、稳定性、兼容性等方面均得到大幅提高。基于龙芯指令系统LoongArch和龙芯操作系统Loongnix的“双龙”体系基本建成。

与此同时，龙芯市场将继续沿工控和信息化两条战线实现从政策性市场，到开放市场，再到国际市场的跨越。与产业链合作伙伴一起，秉承共商、共建、共享的理念构建自主信息产业命运共同体。龙芯公司的销售收入将实现数量级的提高，成为有一定国际影响力的中国CPU企业。

此外，龙芯的供应链将更加安全稳健。坚持互惠互利的原则，加强与关键环节供应商的战略合作，并不断提高内部生产能力，从完全依赖代工的CPU设计企业向具有一定内部生产能力的CPU企业转型。同时，龙芯团队为人民做龙芯的信念将更加坚定，思想建设、政治建设、组织建设、作风建设、纪律建设均将取得长足发展。

龙芯不怕远征难。构建自主信息技术体系和产业生态的道路是一条不容易走的路，但走通后前途最光明，对国家和人民的好处最大。在我们前进的道路上不仅要有冲天的豪情，撸起袖子加油干；更要有钢铁般的意志，耐着性子坚持干。我国的信息产业不可能基于受制于人的与x86和ARM兼容的CPU到本世纪中叶实现建成社会主义现代化强国的“第二个百年”目标，我们这代人该完成的任务不能再留给下一代。