中國CPU之殤，美國送來解決方案？

作者 戴嵐山

現在關心國產芯片的人挺多，其中CPU是一個非常受關注的芯片。自媒體經常傳來中國某某CPU取得突破的消息，可能會給你一個國產CPU捷報頻傳的印象。

可惜，自媒體上靠吹牛抓眼球的文章多。真實情況是，國產CPU長期以來發展得不怎么樣；不僅發展得不好，而且直到不久以前都看不到希望。在可見的將來，您和您公司的電腦里主芯片仍然會來自美國的Intel或AMD，您的手機里的主芯片仍然會是基于英國ARM內核開發的產品。

早期發展CPU，中國存在戰略誤判

中國人是有CPU情結的。早在本世紀初，國家就投入巨資（按當時的標準）進行CPU研發，后來成為了某芯公司。算起來，都超過20年了。當時很多人聽說過的第一個芯片就是電腦里的CPU，做CPU就是要爭氣。

2000年，張汝京在上海創辦中芯國際，得到上海市政府的大力支持，早期股東包括上海實業、摩托羅拉、北大青鳥 （北大微電子所）、高盛、淡馬錫等

但當時把目標定在英特爾Intel，是個戰略錯誤。那時候中國政府投入的巨資，十年期間花了幾個億，大約就是人家一天的研發經費。半導體芯片是一個非常廣闊的天地，在中國芯片剛剛起步的時候瞄準CPU，就好像秋收起義以后馬上去打南京或上海。

作為史上最成功的芯片公司，Intel有兩大在世界范圍內無可比擬的優勢。第一個就是它不僅擁有強大的芯片設計能力，還擁有最先進的集成電路生產工藝。單憑這一點，就打敗了硅谷所有的競爭對手。但這幾年，這個優勢沒那么重要了。臺積電逐漸在晶圓制造領域超過了Intel，讓它最大的競爭對手AMD賺到了便宜。

第二個更重要，就是專利壁壘，不光其電路設計有知識產權，它的指令集同樣有知識產權。指令集是軟件和CPU之間的語言。這就意味著，就算你可以繞開人家數千個電路設計的專利，設計出一個可以做同樣事情的CPU，可以跑同樣的程序，但依舊侵犯了人家的知識產權。而你如果自己發明一套指令集，那樣的CPU沒有用！

除非你首先開發像編譯器那樣的工具軟件，再求著全世界的軟件公司，從操作系統，到瀏覽器，即時通訊、游戲等等，都為你的CPU重新的編譯。可你一個沒有多大市場的新公司，哪個軟件公司愿意花錢投入，為你的機器重新調試呢？

一個新的CPU，最大的困難是什么？生態、生態、生態，重要的事情說三遍。用的人多，才會有基于這個CPU的各種應用軟件，才會有人來買這個CPU。如果一個領域已經有一種CPU已經建立了生態系統，后來者基本上是完全沒有機會的，無法打破這個循環。Intel打敗了所有的競爭對手后，實質上壟斷了電腦市場，為了防止反壟斷訴訟，只把指令集授權給AMD等少數幾個公司。

農村包圍城市，ARM攜手中國企業阻擊英特爾

但是在Intel稱霸CPU后，仍然有另一家公司卻抓住了機會崛起，這就是英國的ARM。隨著數字技術的發展，不僅電腦需要CPU，很多家用電器，從冰箱、微波爐甚至熱水器，都需要運行一點兒程序，需要一個簡單的CPU。

這些芯片銷售價格很低，Intel自然看不上。ARM就在90年代初，從這里起步。他們采用了一種新的商務模式，不自行銷售芯片，而是把自研的CPU內核授權給各個芯片廠家，作為一個IP嵌入。他們的指令集也是被專利保護的，你也可以花一筆很高的費用，取得指令集的授權，自行設計CPU。ARM靠正確的市場定位加創新的商業模式取得了成功。

20世紀90年代，蘋果公司首席執行官約翰·斯卡利展示牛頓掌上電腦，配備了低功耗和高效能的ARM芯片

新世紀初，就在中國人剛剛開始做CPU的時候，智能手機產業興起了。那時候功能手機的生態環境還沒有成熟，沒有生態環境的困難，ARM抓住了這個歷史機遇打入并逐步占領了手機市場。

Intel不是不想要手機市場，但一個成功公司都有路徑依賴，能做高端的復雜的CPU，做簡單的、低成本的、特別是低能耗的CPU，偏偏比不過ARM。智能手機的興起讓ARM成為世界一流公司。現在使用ARM內核的芯片一年銷售超過300億顆。

須知全世界人口才70億，你身邊有很多ARM芯片，只是你不知道。今天，一輛汽車從電動車窗、電動座椅到引擎蓋下面，到處都需要數字控制芯片，這類芯片叫MCU。一輛汽車需要上百個MCU，大部分都是基于ARM內核設計的。ARM在吃下了平板電腦后，已經開始在服務器市場向Intel進攻。

反觀中國某芯，不管性能好不好，都很難賣。不過國家想養一家芯片公司還是做得到的。他們被迫自己進行軟件和硬件的集成，銷售整個電腦，賣給軍隊。正規的芯片公司會把微利的苦差事丟給聯想那樣的下游企業。

2013年，斯諾登爆料了美國的棱鏡門。中國政府開始高度重視數字產品的國家安全，推動核心芯片以及核心軟件的國產化。中國開始有了一個信創產業，CPU是這個產業的重要根基。彼時的中國已經不再是吳下阿蒙，有錢有人。不僅可以購買國外的公司和技術，硅谷和歐洲的海歸推動了中國芯片行業的發展，其中很有一些人敢拍胸脯去做CPU的。

中國信創產業的大致歷程

中國的CPU，應該迎來一個大發展吧？結果是，情況更糟了！中國特色是內卷，沒有一個行業是沒有競爭的。一時間，至少冒出五六家CPU公司，有的是完全自主開發的，有的是買國外的技術，都號稱是自主可控。購買國外技術，如果把源碼一起買來，消化吸收，叫自主可控也沒毛病。但信創市場畢竟沒有外面的世界大，又被五六家分割，每一家都賺不到大錢。

在硅谷，Intel靠市場競爭絞殺了所有的對手。中國這個情況，每一家都有不同的地方或政府部門的支持，一時半會兒誰也死不了；所以誰也沒有機會靠信創市場成長起來，走出去成為世界級的公司。

更重要的，五六家CPU公司都使用不同的指令集，這嚴重影響了軟件應用的發展和產業的整體效率。市場越大效率越高，這是常識。須知Intel聯合微軟統一了電腦行業，大大地促進了電腦的普及應用，中國互聯網的崛起也受益于此。而ARM聯合谷歌的安卓稱霸智能手機，幫助了中國手機行業的發展。

中國企業似乎不善于建公共平臺，但非常善于在別人的平臺上競爭和發展。經過一番內卷，智能手機的一只虎（華為）和幾匹狼（oppo，VIVO，小米等）成長起來，而十幾年前眾多的洋品牌手機已經沒剩下幾個了，連曾經不可一世的諾基亞和摩托羅拉都煙消云散。要不是美國開始打科技戰，華為這會兒已經把蘋果咬得遍體鱗傷了。說實在的，要不是先后遇到國家安全和卡脖子的問題，中國人沒必要自己做CPU。

最近聽一位業內的老專家講：一位高層領導詢問，中國的CPU該怎么辦？他回答說：您隨便挑一個就好。我們懂行的人都知道，在五六家中閉著眼睛挑一個，肯定不會錯。要說技術誰家好，各有千秋，找專家論證肯定眾說紛紜。歷史上市場的勝利者也不一定是技術最先進的，被Intel絞殺的Sun Sparc，PowerPC，技術就未必比它差。重要的是指令集統一，應用軟件兼容，行業才能發展。

但領導被嚇回去了。因為這個過程不可能公平公正，萬一選錯了，還要終身追責。

基于RISC-V，中國芯片開發有了新生態

就在中國CPU不知道往何處去的時候，美國人送來了禮物。RISC-V的創始人，是一群理想主義者，他們認為，靠私有的指令集壟斷市場是不對的。RISC-V這套指令集，最早是加州大學伯克利分校由圖靈獎得主David Patterson主持的實驗室里，一名教授帶著兩個研究生在2010年設計的。

2015年RISC-V成立了國際組織，讓指令集免費被所有廠家使用，大家可以在軟件兼容的條件下公平競爭，也可以自行發展這個指令集做進一步的創新；甚至也可以進一步把自己CPU的設計開源，給所有人免費使用（應該只是一些低端產品）。中美科技戰爆發后，這些人還把總部從美國搬到了瑞士，宣布保持政治中立。

就像Linux開源操作系統極大地促進了信息產業的發展（手機的安卓系統是基于Linux開發的），很多人認為開源CPU也會帶來行業的巨變。對于芯片設計公司，免費或低成本的CPU內核是一個很大的誘惑，首先受到威脅的就是ARM。但做出放棄ARM的決定并不容易，原因就是生態、生態、生態。

然而就在這個時候，美國政府送來了禮物：2018年4月中美貿易戰打響，美國迫使ARM一度中斷了對華為的業務。做企業最怕不可控的風險，一時間芯片公司人人自危。ARM嘗試過在中國成立合資公司支持中國業務，但合資公司出現了內部問題。今年ARM終于把最新的V9指令集授權給了華為。靜悄悄地，RISC-V在中國起來了。

據報道2022年全球銷售了100億顆使用RISC-V架構的處理器，其中一半來自中國。CPU內核IP的供應商，美國的SiFive，歐洲的Codasip，中國臺灣的Andes以及大陸的阿里平頭哥和芯來科技開始群雄逐鹿。

RISC-V國際基金會的會員數量在不斷增長。預計到2025年，RISC-V架構芯片的出貨量有望突破800億顆

RISC-V的會員中，有華為、阿里、騰訊、中興等眾多實力強勁的中國公司。就這幾年功夫，一個新的生態環境的建立，已經不可阻擋了。

美國人終于注意到RISC-V，最近包括反華積極分子盧比奧在內的三名美國議員跳出來，要求拜登政府禁止美國人和美國公司與中國合作RISC-V技術。對此，RISC-V的負責人馬上表態，說這是一個公開的工業標準，破壞它的全球化會扼殺科技創新。SiFive表示，如果這樣做那將是一個悲劇。而中國企業呢？根本就不屑一顧。

美國的體制與中國不同，在中國如果有政界人物對外國蠻橫自大，一定會招致眾多批評。而美國議員這樣做，選票只會多不會少，也許還能借機尋租。美國人早已習慣老子天下第一，想收拾誰就收拾誰，國會充滿了外交民粹。這幾位沒文化的議員哪里知道，既然已經公開了指令集，幫助中國企業開始了統一大業，除了先進工藝，你還能卡我們什么？

突破高端CPU，中國要倡導全球自由競爭

目前由于摩爾定律快走到盡頭了，數據吞吐能力又在制約性能的提高，傳統CPU的技術路線快走不下去了。開源CPU提供了非常好的技術創新機會。美國如果真搞那樣的制裁，只會打擊硅谷SiFive這樣優秀的創業公司，讓中國企業偷著樂。

SiFive業務開發副總裁Jack Kang批評美國的制裁措施是一場巨大悲劇

面對這樣一個有利的局面，中國應該怎么辦？首先政府要歡迎和支持RISC-V，讓這個在開放市場中成長起來的架構進入信創市場。原來的幾家這芯那芯，不需要再刻意保護，讓市場競爭來決定幸存者。

記住，在中美科技戰中，美國是破壞全球化的一方，中國是倡導全球化的一方（只是要爭取我們自己在全球化中最有利的位置）。我們歡迎自由的國際競爭。

至于中國企業，要長點兒出息爭口氣。中國很有一些企業有實力做好、用好新的CPU，關鍵是不要只內斗，還要合作共同建設好新的公共平臺，大企業有責任幫助推進行業的發展。RISC-V的一個風險就是沒有權威的標準制定者，各家可以獨立發展，要是逐漸破壞了軟件兼容性，就自己打敗自己了。如果（可能性很小）美國真能迫使RISC-V國際組織排除中國公司，那我們自己把這個平臺管好就是了。

做到這一點，相信幾年內中國就可以產生世界級的CPU公司。

（注：作者為物理學博士，觀點不代表本號立場。）