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小名叫“狗剩”的国产芯片终年夜了:龙芯是怎么炼成的?_龙芯_中科

admin 2025-01-10 14:06:52 0

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2002年龙芯1号研制成功,2005年龙芯2号研制成功,2009年龙芯3号研制成功。
2010年研制团队决定要市场化运作。
2021年6月,龙芯中科科创板IPO申请得到上交所受理。
龙芯中科拟召募资金总额为35亿元。

CPU是我国科技领域被“卡脖子”的关键点之一,尤其是通用CPU。
在环球打算机领域,CPU商用市场基本被英特尔和AMD两家外国公司霸占,其他厂商整体市场份额不超过1%。

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不过,经由从2001年中科院龙芯课题组到现在20年的积累,龙芯中科在2020年底推出的龙芯3A5000达到了12/14nm工艺节点,虽然比较7nm工艺仍有差距,但其所生产的通用途理器性能已经逼近商用领域市场主流产品水平。
目前,龙芯系列产品在电子政务、能源、交通、金融、电信、教诲等行业领域已得到广泛运用。

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(图片来自网络侵删)

胡伟武曾写过一篇《论龙芯的持久战》,在文中他表示,在计策上唾弃它,在战术上重视它是我国发展自主知识产权微处理器和信息家其时应遵照的一个基本原则。

未来,龙芯中科能否扛起国产芯片的“大旗”?

20年不放弃

“龙芯”靠“三级跳”实现技能超过

提及龙芯,不得不提起研发团队带头人胡伟武。

1968年,胡伟武出生在浙江省永康县的一个村落庄西席家庭。
小学三年级后,他在假期就要随着大人莅临盆队挣工分,条件艰巨。
受父亲的影响,他在小学和中学都是“学习尖子”。

1986年胡伟武以永康县高考状元的身份考入中国科技大学打算所。
1991年9月,他免试直接攻读中国科学院研究生院打算机系统构造专业博士研究生,师从著名打算机专家夏培肃院士,获工学博士学位。

1996年3月,胡伟武就职于中国科学院打算技能研究所,历任助理研究员、副研究员、研究员、博士生导师、所长助理、副总工程师、总工程师等职务。

这时中国已经开始进入打算机时期,电脑在各个行业各个部门得到越来越多的运用。
不过彼时基本上所有电脑中都是外国芯,中国是否该当发展自主处理器?当时社会上有一种盛行不雅观点认为,中国该当发展嵌入式处理器,没必要做通用途理器,由于通用途理器与国外差距太大,并且投入太高,还很难市场化,难以形成生态体系。

在1997年喷鼻香山科学会议上,夏培肃院士、金怡濂院士(2002年度国家最高科学技能奖得到者)、周毓麟院士谈论我国高性能机发展,会上形成了一个结论:一定要做自己的CPU。

2001年,时任中国科学院打算技能研究所研究员的胡伟武等人在中科院成立了龙芯课题组,这便是龙芯中科的前身。

“我们2001年开始做龙芯CPU,当时我们的所长李国杰院士给了我100万,我们拿100万公民币做了一个原型系统,一种叫现场可编程的逻辑(门阵列)。
把那个设计烧进去,把操作系统哗哗跑起来了,我记得那天是2001年8月19日。
登录进去,我给李老师发了一个邮件,然后就拿那个成果找科学院申报请示,要了500万,加上打算所匹配500万,统共1000万,做个龙芯1号。
”胡伟武在一次公开演讲中表示。

2002年8月10日,“龙芯1号”研制成功,虽然在性能上它只能和上世纪的英特尔586相称,而且在当时还无法量产,但它是我国首枚完备拥有自主知识产权的通用高性能微处理芯片,它的涌现冲破了我国信息技能家当长期建立在外国核心技能之上的僵局。

根据胡伟武回顾,“龙芯2号”研究过程中最大的难点便是无处可学,“国外的核心技能不可能教给我们,我国芯片研究完备只能自己摸索,同时在研究过程中也存在资金不敷的情形。
但我们没有放弃,大家为了占领难关日以继夜的熬过、艰辛过、困惑过,也吃过很多苦,但大家却认为当芯片研制出来时统统都是值得的。
乃至在芯片取名时,大家给芯片取的小名叫‘狗剩’,寓意着随意马虎养活,能康健发展。

胡伟武在《论龙芯的持久战》中表示,龙芯团队采纳了每十五个月旁边性能提高3倍的“三级跳”技能辅导思想。
2003年10月调试成功的龙芯2B性能是龙芯1号的3倍,2004年12月调试成功的龙芯2C性能是龙芯2B的3倍,2006年3月调试成功的龙芯2E性能是龙芯2C的3倍。

通过上述“三级跳”,龙芯高性能通用CPU实现了跨加倍展,在单处理器设计方面达到了天下前辈水平。
个中龙芯2E采取90纳米CMOS工艺设计和生产,内含5000多万个晶体管,最高主频达到1.0GHz,最高双精度浮点运算速率每秒40亿次,实测SPECCPU2000性能超过500分,达到中低档奔驰IV处理器的水平,并且具有功耗低、安全性高档特点。

2010年下海

最初靠工控类芯片养活自己,站稳了脚跟

胡伟武曾表示,做了20年CPU,前10年龙芯中科一贯靠着国家给的4亿元经费,直到2010年景立公司走市场化的路线。

2005年和2009年,龙芯2号与龙芯3号研制成功。
但与此同时,胡伟武不再知足让龙芯连续“呆在”中科院,他认为,产品须要市场的考验。
“龙芯在科学院的系统编制内、在打算所连续做下去,已经没故意义了,由于CPU不是用来开鉴定会用的,也不是评职称用的,它必须在市场中让客户来评价。
中国不缺院士,但缺个像英特尔这样的企业。
”胡伟武曾这样公开表示。

在他的坚持下,龙芯中科应运而生,2010年公司开始市场化运作,对龙芯处理器研发成果进行家当化,龙芯1至3号也成为了龙芯中科的主力产品。

2012年,龙芯中科碰着了问题,基于龙芯CPU的龙芯电脑项目家当化没做起来,国家支持也没了,龙芯处于“断粮”的困境。

胡伟武不断反思,到处找项目。
他创造,在英特尔等巨子看不上的小而散的工控领域,存在着市场机遇。

龙芯中科将产品种别分为工控类芯片、信息化类芯片和解决方案三类,个中,工控类与终端等领域的运用处景包括如网络设备、行业终端、智能制造等;信息化领域的运用处景包括桌面和做事器等。
通过在工控领域的持续深耕,2015年,龙芯中科实现了盈亏平衡。

招股书显示,龙芯中科研制的芯片中,龙芯1号系列、龙芯2号系列紧张面向工控类运用;龙芯3号系列紧张面向信息化运用(个中工业级产品面向高端工控类运用)。

值得把稳的是,信息化类芯片在龙芯中科总收入的占比逐年升高,如2018年工控类芯片收入占比54.25%,2020年则降落至15.66%;2018年信息化类芯片收入占比25.95%,2020年则跃升至73.21%。

截至目前,龙芯中科节制指令系统、处理器核微构造、GPU以及各种接口IP等芯片核心技能,在关键技能上进行自主研发,是海内极少数利用自主架构研制通用途理器的企业,也是极个别在股权构造方面保持开放、未被整机厂商掌握的企业。

值得关注的是,龙芯中科研发了自主的龙芯指令系统LoongArch,并研制了根本版操作系统、编译工具链、Java虚拟机等关键根本软件,建立了完全的根本软件技能生态体系。

招股书显示,龙芯中科2018年、2019年、2020年整年营收分别为1.93亿元、4.86亿元、10.82亿元;归属母公司的净利润分别为790.33万元、1.93亿元、7179.85万元。

根据龙芯中科招股书,该公司主营业务为处理器及配套芯片的研制、发卖及做事,紧张产品与做事包括处理器及配套芯片产品与根本软硬件办理方案业务,属于电子信息家当的核心领域。
龙芯中科主营业务收入紧张来自于处理器及配套芯片产品发卖和解决方案业务,公司核心技能产品收入在近三年来占业务收入比例始终在99%以上。

龙芯中科表示,基于龙芯CPU的电脑产品利用体验已经达到市场主流水平,产品在电子政务、能源、交通、金融、电信、教诲等行业被广泛运用。
目前,与龙芯中科开展互助的厂商达到数千家,下贱开拓职员达到数十万人,基于龙芯通用途理器的自主信息家当生态体系正在逐步形成。

与英特尔和AMD差距正在缩小

有望摆脱芯片“卡脖子”困境

谈起芯片,国人最关心的是中国何时能摆脱被“卡脖子”的困境,生产出一流的芯片。

对此,龙芯中科在招股书中表示,相较英特尔、AMD、ARM公司等国际CPU龙头企业,其在产品的研发发卖规模、客户对产品的认知程度、市场有名度和商用领域的运用软件生态等方面均有差距。

据理解,在环球打算机领域,CPU商用市场基本被英特尔、AMD两家霸占。
个中,英特尔依赖其强大的X86生态体系,在通用CPU市场霸占领先地位,市场份额常年保持在80%旁边,AMD近期追赶势头明显,而其他厂商整体市场份额不超过1%。

龙芯中科在招股书中表示,目前海内市场对入口通用途理器过度依赖,多数通用途理器产品须要从境外采购,桌面市场紧张为英特尔、AMD盘踞;做事器市场则紧张为英特尔垄断。
我国对入口通用途理器的过度依赖已经成为我国信息家当发展的一大软肋。
近些年,受国际供应链不愿定性影响,部分企业的CPU供应也成为问题。
近两年,采取国产CPU的桌面产品发展迅速,但市场份额仍不敷5%。

技能上,目前市场广泛认为AMD的7nm芯片代表着CPU市场的最顶尖水平,比较之下,龙芯中科在2020年底推出的龙芯3A5000达到了12/14nm工艺节点,与顶尖水平仍有差距。

除了技能,还有资金和人力上的差距。
新京报贝壳财经梳理发现,截至2020年年底,英特尔的资产总额达到1530.91亿美元,员工数量超过11万人。
而龙芯中科招股书显示,龙芯中科拟在科创板发行股票数量不超过4100万股,拟召募资金总额为35亿元。
而截至2020年底,龙芯中科资产总额16.56亿元,员工数量为647人。

虽然仍有差距,但差距正在缩小。

龙芯中科自主研发的芯片已经在各个领域取得了运用。
东方证券研究所研报显示,龙芯系列CPU芯片广泛运用在航天、车载导航、交流机、军用电脑等领域。
2015年发射上天的2颗北斗导航卫星的核心芯片利用的便是中国特制的“龙芯”系列专用CPU,可在高辐射极温条件下稳定运行。
国产陆军和海军装备上利用的北斗导航一体化终端设备中利用的便是“龙芯1B”嵌入式CPU,在芯片国产化进程中,国产CPU在军用领域已经逐渐代替国外CPU。

“运用生态的培植是通用途理器企业取得商业成功的关键。
目前环球IT领域,微软与英特尔形成的Wintel体系,谷歌与ARM形成的AA体系。
跟随这两个体系,只能做芯片或整机产品,而无法构建自主的软件生态。
为了冲破现有体系的垄断,公司致力于打造独立的生态体系。
公司环绕信息系统和工控系统两大平台开展下贱家当链培植事情。
以龙芯中科的Loongnix和LoongOS为根本,持续完善根本软件,开展运用生态培植。
”龙芯中科在招股书中表示。

新京报贝壳财经 罗亦丹 编辑 徐超 校正 付春愔

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