《電子技術(shù)應(yīng)用》
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進(jìn)步中的“中國芯” 龍芯生態(tài)日臻完善

2017-04-06

2271億美元,這是2016年中國進(jìn)口芯片的總額,相當(dāng)于人民幣1.4萬億元,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了石油,成為中國每年進(jìn)口最多的產(chǎn)品。因為全球82%的筆記本電腦,70%的手機(jī)都是在中國生產(chǎn)的,但里面的核心芯片我們卻嚴(yán)重依賴國外。要知道,不只是手機(jī),從天上衛(wèi)星到水下的潛艇,芯片是無處不在的,中國真的沒有人能做出自己的芯片嗎?

81歲兩彈一星科學(xué)家投身“龍芯”16年 龍芯生態(tài)日臻完善

龍芯中科技術(shù)有限公司總裁胡偉武:CPU中央處理器用一句話來說就是國家大宗戰(zhàn)略產(chǎn)品。沒有CPU和操作系統(tǒng),就沒有IT產(chǎn)業(yè)。

中國科學(xué)院大學(xué)的一間教室里,正在給學(xué)生們講課的就是胡偉武,他既是中科院計算所的總工程師,也是龍芯公司的總裁。整堂課他一直強(qiáng)調(diào)中國要搞核心芯片自主研發(fā),因為這是關(guān)系到國計民生的大事。

誰說“中國芯”不如人:龍芯生態(tài)日臻完善

胡偉武:我們國家因為缺少自主CPU技術(shù)和產(chǎn)業(yè),不僅信息產(chǎn)業(yè)受制于人,國家安全還面臨威脅。我們國家的多數(shù)發(fā)電廠,美國人可以遠(yuǎn)程關(guān)機(jī),你還開不起來。我們國家的金融系統(tǒng),大家都把錢存在銀行,我們幾乎是不設(shè)防的。

走上這個講臺之前,胡偉武還在和同事們討論新一代芯片的事,16年來,他只做了一件事,研發(fā)中國自主的 “龍芯” CPU。可時至今日,龍芯CPU在新生代大學(xué)生眼里,還是個陌生事物。大部分人不了解龍芯,甚至有人會問這個龍芯難道還活著嗎?

誰說“中國芯”不如人:龍芯生態(tài)日臻完善

龍芯還活著。北京市西六環(huán)附近的一個科技園區(qū)里,矗立著龍芯中科公司的辦公樓。在大樓一層的一個實(shí)驗室里,工程師正在測試龍芯抗輻照芯片的高低溫性能。這款抗輻照芯片是北斗衛(wèi)星上的心臟,必須能承受零下55度和125度的極端溫度。除了溫度的驟然變化,外太空還有很多宇宙射線,如果打到人造衛(wèi)星上的芯片,就好比石頭打到玻璃上,會損毀芯片內(nèi)部電路。因此,這款芯片必須能抵抗輻照。

新一代北斗衛(wèi)星上有3個被稱為“單機(jī)”的黑盒子,每個約有4本400頁的32開圖書摞起來那么大。其中兩個黑盒子里,每個裝了2片龍芯1E芯片和4片龍芯1F芯片。龍芯1E負(fù)責(zé)進(jìn)行常規(guī)運(yùn)算,龍芯1F完成數(shù)據(jù)采集、開關(guān)控制、通訊等功能。

十幾年前,這種宇航級的芯片壟斷在美國的一家公司手中,中國必須通過首腦級別的外交才能買到少數(shù)的幾顆。胡偉武帶領(lǐng)團(tuán)隊在2008年研發(fā)出首款抗輻照芯片, 并通過了強(qiáng)輻照測試。在龍芯公司的檔案室里,胡偉武給我們展示了龍芯抗輻照芯片的測試報告。眼下,蒼茫宇宙中,已經(jīng)有3顆人造衛(wèi)星使用了龍芯的抗輻照芯片,最久的已經(jīng)在軌運(yùn)行了兩年多,沒有一次被宇宙射線打壞而影響工作。此外,還有十幾顆衛(wèi)星即將搭載龍芯抗輻照芯片。

誰說“中國芯”不如人:龍芯生態(tài)日臻完善

在龍芯公司有一位白發(fā)蒼蒼的老人格外惹人注目,她就是龍芯中科的研究員黃令儀,今年已經(jīng)八十一歲。龍芯公司起源于中科院計算所,黃令儀以前是中科院計算所的 研究員,曾參與過兩彈一星芯片的研發(fā)。2001年,得知胡偉武要研發(fā)中國自己的芯片,66歲的黃令儀放棄退休,加入到研發(fā)隊伍之中。十六年來,龍芯的每個設(shè)計方案,每個版圖,黃老都要一一過目,如同檢查學(xué)生作業(yè)的嚴(yán)師一樣。

胡偉武:你芯片外面供的是3.3伏,它生成的1.8伏,然后1.8伏它出去,出去再進(jìn)來,但你出去夠不夠?

龍芯中科芯片研發(fā)工程師李兵:它的大概的值是夠的。

龍芯中科研究員黃令儀:大概,我不要大概。任何討論問題的時候,你不能說大概,也不能說可能,是什么樣就是什么樣,這非常重要,以前我做筆記都記你們說的話的,現(xiàn)在不說了,但是我跟你們講清楚。

每一次出芯片版圖,能不能過黃令儀這一關(guān),成為龍芯工程師們心中,不敢偷懶的原因所在。眼下,這款抗輻照芯片也進(jìn)入設(shè)計的最后階段,即將走向市場,未來胡偉武期望這款芯片能賣十萬片。

胡偉武:可能好多消費(fèi)者,老百姓覺得龍芯電腦在哪呢,但我們在行業(yè)里面用,比如可能很多人不知道,我們馬路口的控制紅綠燈鐵盒子里面,都有龍芯芯片,像海信的電視里面,海爾的機(jī)頂盒里面,用龍芯的CPU,用進(jìn)去的已經(jīng)賣了五百多萬套了。

誰說“中國芯”不如人:龍芯生態(tài)日臻完善

2001年龍芯一號剛出來的時候,很多人為之振奮,胡偉武當(dāng)時曾經(jīng)收到一封杭州老人的來信,激動地表示要為這顆中國芯捐上自己一個月的退休金??蛇@不是蘿卜白菜, 要搭載在電腦上才行,然而縱觀世界,電腦市場都被微軟+英特爾的聯(lián)盟牢牢把控,這一市場格局很難被撼動,龍芯已經(jīng)更新到第三代了,但是龍芯的電腦我們還沒怎么見過,最困難的時候,胡偉武連工資都發(fā)不出來,他不得不開發(fā)各種各樣的芯片,因為最重要的是活下來。去年,龍芯終于實(shí)現(xiàn)了盈利。而胡偉武本人也不甘心僅僅在航天、機(jī)頂盒或是紅綠燈上做文章,他盼著龍芯的電腦有一天也能在市場上大賣,可這又談何容易。

今天,胡偉武和張戈要去拜訪一個重要客戶——太極計算機(jī)。張戈是胡偉武的博士生,畢業(yè)后留在龍芯,現(xiàn)在是龍芯負(fù)責(zé)銷售的副總裁。他們要去的太極是一家系統(tǒng)集成商,專門服務(wù)廣大政企客戶。胡偉武希望能和太極盡快合作,加入到政企采購的系統(tǒng)中。

太極計算機(jī)股份有限公司副總裁申龍哲:普華操作系統(tǒng)那是我們集團(tuán)的,惠點(diǎn)的辦公那是國內(nèi)做辦公,實(shí)際上是最專業(yè)的公司了。然后這就再加上寶德,所以我們的這個組合的這個陣營還是比較完整。

太極已經(jīng)集成了中國自主研發(fā)的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件等,唯獨(dú)缺少CPU,于是雙方很快達(dá)成共識。胡偉武看到英特爾之和微軟形成的隱形WINTEL聯(lián)盟,實(shí)現(xiàn)了軟件與硬件強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,他也想自己建一個以龍芯為核心的生態(tài)。

從太極公司出來,張戈又趕到北京中關(guān)村軟件園的神州數(shù)碼,他要參加龍安聯(lián)盟的常務(wù)會議。這個以龍芯為技術(shù)核心的生態(tài)聯(lián)盟成立近三年,現(xiàn)在已經(jīng)有11家會員,他們當(dāng)中有對標(biāo)微軟做操作系統(tǒng)的,也有做應(yīng)用開發(fā)的,主打信息安全。

神州數(shù)碼總經(jīng)理厲軍:我們作為一家作為各大行業(yè)提供IT整體解決方案的一個集成商,應(yīng)用軟件開發(fā)商,我們覺得國家企業(yè)的信息安全對我們企業(yè)來講是義不容辭的責(zé)任,所以我們把它作為我們公司業(yè)務(wù)發(fā)展的一個戰(zhàn)略。那在這樣的一個戰(zhàn)略落地的過程當(dāng)中,我們對整個技術(shù)路線要做出我們的選擇,那我們看到應(yīng)該說龍芯在這個方面有非常好的基礎(chǔ)。

中國芯尋求市場化突圍產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟抱團(tuán)發(fā)展

劉世偉是龍芯電腦少有的忠實(shí)粉絲,十一年來,他購買了3臺龍芯電腦。這個像一本大字典一樣的黑色盒子就是劉世偉買的第一臺龍芯電腦,它還是當(dāng)年風(fēng)靡一時的微型主機(jī)。這邊這臺又小又厚的筆記本是他的第二臺龍芯電腦。去年,他又入手了一臺最新款的龍芯筆記本。

龍芯發(fā)燒友劉世偉:我第一次接觸這個產(chǎn)品,是2007年的時候,龍芯開始面向開發(fā)者推出了這個,他們當(dāng)時他們拿得出手的么一臺機(jī)器。我就申請了這么一臺,我在里面可以發(fā)現(xiàn)一些問題,解決一些問題這樣的機(jī)會比較多,如果它要是Windows就沒有我什么去發(fā)現(xiàn)解決問題的機(jī)會了,大家都已經(jīng)把它搞得很明白了。

問:您用龍芯會獲得一個成就感?

劉世偉:對。

劉世偉的辦公桌上還同時擺放著一臺Windows系統(tǒng)的電腦,Windows系統(tǒng)基于X86專有架構(gòu)運(yùn)行,根本不對龍芯開放,所以龍芯電腦只能運(yùn)行開源的 Linux系統(tǒng)。因為全球使用Linux系統(tǒng)的電腦數(shù)量偏少,軟件廠商不愿意開發(fā)相關(guān)的實(shí)用軟件。龍芯不得不自己尋找軟件合作伙伴,配套的辦公軟件是這其 中最重要的一個,金山辦公軟件的開發(fā)經(jīng)理柳楊又來龍芯了,他們給龍芯開發(fā)了配套的wps,但工程師曹惠雄發(fā)現(xiàn)用拼音打字的時候總出現(xiàn)亂碼,他們正在尋找解決方案。

誰說“中國芯”不如人:龍芯生態(tài)日臻完善

雖然開發(fā)龍芯軟件的成本會高于會比其他平臺,但金山更看重龍芯用戶的增長潛力。

今天,張戈把金山辦公軟件的首席執(zhí)行官葛珂請到了龍芯,之前金山給龍芯開發(fā)的是專業(yè)版辦公軟件,這一次,應(yīng)他們的要求,再開發(fā)一款適合個人用戶的辦公軟件。

張戈2001年就跟隨胡偉武讀碩士和博士,是中科院計算所出了名的學(xué)霸,2010年,龍芯脫離中科院體制辦企業(yè),這位一直搞科研的學(xué)霸,被胡偉武安排改做銷售。他才發(fā)現(xiàn)研發(fā)芯片難,賣出去就更難了。

張戈:龍芯一開始做產(chǎn)業(yè)化的時候,遇到了非常多的不認(rèn)可和不認(rèn)同,很多人認(rèn)為龍芯就是一個處于科研狀態(tài)的產(chǎn)品,他是靠國家項目去支撐的,并沒有真正走到商業(yè)化這個領(lǐng)域里面去。

胡偉武曾經(jīng)用龍芯找人代工生產(chǎn)了一批電腦,還特意在北京電子商品最集中的地方開了一家店,這也是張戈第一次賣東西,那時候創(chuàng)業(yè)都叫“下?!?,這海水的苦澀張戈可是體驗足了。

誰說“中國芯”不如人:龍芯生態(tài)日臻完善

張戈:龍芯大概在2009年,2011年的時候,專門在我們中關(guān)村樓下面,開了一個龍芯專賣店,就是希望把龍芯的這種臺式機(jī),筆記本,能夠銷售到更多的這個用戶當(dāng)中去。當(dāng)時有一個老太太,專門過來詢問說希望給他的兒子買一臺龍芯電腦回去用,當(dāng)時我們沒法去賣這個產(chǎn)品,因為我們知道,個人消費(fèi)者希望能夠玩游戲,裝各種各樣的軟件,我們都做不到。

消除這些障礙也絕不是一朝一夕的事,胡偉武在自己的辦公室里常備著兩臺電腦,一臺龍芯筆記本,一臺英特爾PC機(jī)。他無時無刻不在比較這兩臺電腦,思考著如何縮小與對手的差距。

胡偉武:我們2020年之后,工作重心會從行業(yè)走向產(chǎn)業(yè),因為我們技術(shù)平臺積累夠了,打價格戰(zhàn)就打價格戰(zhàn),我們不是很怕,我們團(tuán)隊的服務(wù)能力,體系建設(shè)能力,已經(jīng)基本上夠了,就想著我打不了上海北京,我打個石家莊試試看唄。

十多年來,裝有中國芯的電腦也吸引著不少像劉世偉那樣的粉絲,今天,幾臺安裝了龍芯3號的電腦剛剛擺進(jìn)展廳,胡偉武趕緊邀請了幾位龍芯的粉絲來試用,他們當(dāng)中最遠(yuǎn)的來自江蘇,雖然只有7位粉絲,但在胡偉武看來,這些就是星星之火,早晚有一天這些星火可以燎原。

觀察:

最新的龍芯3號系列產(chǎn)品,具有64位運(yùn)算處理內(nèi)核,每秒能240億次運(yùn)算,這已經(jīng)比龍芯一號進(jìn)步了很多,不過這和世界芯片巨頭英特爾相比,還只相當(dāng)于它的中低端產(chǎn)品,但這已經(jīng)表明我們在追趕,而且在逐漸縮小和世界領(lǐng)先水平之間的差距。

說到胡偉武,他的確是中國少有的靠自主創(chuàng)新做芯片的人,但自主創(chuàng)新并不是發(fā)展“中國芯”唯一的路,為了解決中國的無芯之痛,有些人購買成熟產(chǎn)品的授權(quán),有些人直接并購海外的芯片公司,有個詞說的好,“競合”,我們可以和國外的公司競爭合作,取長補(bǔ)短。清華大學(xué)魏電子所所長魏少軍就曾經(jīng)說過,兩條腿走路,再過 10年,中國的集成電路半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),一定能走到世界的前列。

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