6月24日（今日），國內(nèi)半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)供應(yīng)商龍芯中科技術(shù)股份有限公司（以下簡稱“龍芯中科”）于上交所科創(chuàng)板首發(fā)上市，正式“大刀闊斧”融資開啟CPU技術(shù)自主創(chuàng)新之路。
這家國產(chǎn)CPU上市場公司研發(fā)的“龍芯”芯片系列是我國最早研制的通用處理器系列之一，于2001年在中科院計(jì)算所開始研發(fā)，得到了中科院、國家自然科學(xué)基金、863、973、核高基等項(xiàng)目的大力支持。
該公司擁有區(qū)別于X86的自主指令系統(tǒng)，并掌握了CPU IP核的所有源代碼，擁有了操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件的核心能力。公司在政企辦公領(lǐng)域已覆蓋100多個(gè)部委，在金融、交通、能源等領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)了對多廠商、多設(shè)備的覆蓋。
公司發(fā)展歷程
2008年3月，龍芯中科成立，開始進(jìn)行處理器產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的前期探索。
2010年，龍芯中科開始市場化運(yùn)作，著眼于研發(fā)符合客戶需求和具有市場競爭力的處理器產(chǎn)品。
2012年，四核龍芯3A1000處理器完成產(chǎn)品化并推廣應(yīng)用。龍芯3A1000使用GS464微結(jié)構(gòu)，主頻0．8－1．0GHz，單核通用處理性能與Intel公司的PentiumIII處理器相當(dāng)。
2016年，四核龍芯3A2000／3B2000處理器實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并推廣應(yīng)用。龍芯3A2000／3B2000以龍芯3A1000四核結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，處理器核升級為GS464E微結(jié)構(gòu)，主頻0．8－1．0GHz，單核通用處理性能是龍芯3A1000芯片的2．5倍左右。
2017年，四核龍芯3A3000／3B3000處理器實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并推廣應(yīng)用。龍芯3A3000／3B3000基于龍芯3A2000進(jìn)行工藝升級，主頻1．2－1．5GHz，單核通用處理性能是龍芯3A2000／3B2000芯片的1．5倍左右。
2019年，四核龍芯3A4000／3B4000實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并推廣應(yīng)用。龍芯3A4000／3B4000處理器核升級為GS464V微結(jié)構(gòu)，主頻1．8－2．0GHz，單核通用處理性能是龍芯3A3000／3B3000的2倍左右。
2020年，四核龍芯3A5000／3B5000處理器研制成功。龍芯3A5000／3B5000基于龍芯3A4000／3B4000進(jìn)行工藝升級，同時(shí)處理器核升級為LA464微結(jié)構(gòu)，主頻2．3－2．5GHz，單核通用處理性能是龍芯3A4000／3B4000芯片的1．5倍左右，逼近開放市場主流產(chǎn)品水平。
自主研發(fā)創(chuàng)新
為解決中國信息產(chǎn)業(yè)“缺芯少魂”的問題，龍芯中科一直在為研發(fā)自主CPU，并打造獨(dú)立自主的信息技術(shù)體系與產(chǎn)業(yè)生態(tài)進(jìn)行技術(shù)積累。區(qū)別于市場X86和ARM指令系統(tǒng)，其采用獲得授權(quán)的MIPS指令系統(tǒng)且擴(kuò)展自定義指令。
2018年－2019年，該公司主要產(chǎn)品基于MIPS指令系統(tǒng)。2020年，通過十余年的自主研發(fā)和市場化運(yùn)作，在處理器研發(fā)、基礎(chǔ)軟件研發(fā)、生態(tài)體系建設(shè)等方面已具備充足的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累的條件下，龍芯中科推出了自主指令系統(tǒng)LoongArch（龍芯架構(gòu)）。
LoongArch是一款充分考慮兼容需求的自主指令系統(tǒng)，在定義時(shí)充分考慮了MIPS、X86、ARM、RISC－V等主要指令系統(tǒng)的特征，具有較好的自主性、先進(jìn)性、擴(kuò)展性和兼容性。同時(shí)，基于LoongArch指令系統(tǒng)的芯片產(chǎn)品龍芯3A5000已于2020年年底完成流片，并于2021年5月形成銷售。
其次，龍芯中科掌握了處理器核及相關(guān)IP核設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，包括CPU、GPU、內(nèi)存控制器、IO接口控制器、高速SRAM、高速接口、鎖相環(huán)等核心IP。龍芯CPU所有片內(nèi)關(guān)鍵IP源代碼均為自主編寫，電路圖均為自主設(shè)計(jì)，在通用CPU芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了較大創(chuàng)新突破。2020年底流片成功的龍芯3A5000使用12／14nm工藝節(jié)點(diǎn)，主頻最高為2．5GHz，集成雙通道DDR4－3200和HT3．0接口，單核SPEC CPU 2006 Base定浮點(diǎn)分值均超過26分，逼近開放市場主流產(chǎn)品水平。
最后，龍芯中科在操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件的核心技術(shù)領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)較高程度的自主創(chuàng)新。在操作系統(tǒng)內(nèi)核、編譯器、Java、．NET、視頻播放、瀏覽器等核心基礎(chǔ)軟件領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了對龍芯系列處理器和配套芯片的完備支持，在此基礎(chǔ)上完成了主流開源軟件在龍芯系統(tǒng)上的遷移，為軟件生態(tài)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
產(chǎn)品快速迭代
為打破國際巨頭Intel、AMD等在計(jì)算機(jī)CPU芯片領(lǐng)域的長期壟斷，國芯中科憑借20余年的CPU技術(shù)積累，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，掌握了CPU指令系統(tǒng)、處理器IP核、操作系統(tǒng)等核心技術(shù)，并打造自主開放的軟硬件生態(tài)和信息產(chǎn)業(yè)體系。
龍芯中科研制的芯片包括龍芯1號、龍芯2號、龍芯3號三大系列處理器芯片及橋片等配套芯片。
龍芯1號系列為低功耗、低成本專用嵌入式SoC或MCU處理器，通常集成1個(gè)32位低功耗處理器核，應(yīng)用場景面向嵌入式專用應(yīng)用領(lǐng)域，如物聯(lián)終端、儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)采集等。
龍芯2號系列為低功耗通用處理器，采用單芯片SoC設(shè)計(jì)，通常集成1－4個(gè)64位低功耗處理器核，應(yīng)用場景面向工業(yè)控制與終端等領(lǐng)域，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、行業(yè)終端、智能制造等。
龍芯3號系列為高性能通用處理器，通常集成4個(gè)及以上64位高性能處理器核，與橋片配套使用，應(yīng)用場景面向桌面和服務(wù)器等信息化領(lǐng)域。
配套芯片包括橋片及正在研發(fā)尚未實(shí)現(xiàn)銷售的電源芯片、時(shí)鐘芯片等，其中橋片主要與龍芯3號系列處理器配套使用和銷售，電源芯片和時(shí)鐘芯片主要與龍芯2號、龍芯3號系列處理器配套使用。
其中，龍芯1號、2號、3號處理器芯片及配套芯片的主要客戶是板卡、整機(jī)廠商。
龍芯中科芯片產(chǎn)品依據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同可分為工控類芯片和信息化類芯片。
工控類芯片面向嵌入式專用設(shè)備、工業(yè)控制與終端等，如物聯(lián)終端、儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、行業(yè)終端、智能制造等，系列產(chǎn)品在網(wǎng)安通信、能源、交通等行業(yè)領(lǐng)域已獲得廣泛應(yīng)用。
信息化類芯片面向桌面和服務(wù)器等，系列產(chǎn)品在電子政務(wù)、金融、電信、教育等行業(yè)領(lǐng)域已獲得廣泛應(yīng)用。龍芯1號系列、龍芯2號系列主要面向工控類應(yīng)用；龍芯3號系列主要面向信息化應(yīng)用，其中部分面向高端工控類應(yīng)用；配套橋片在工控類和信息化類領(lǐng)域均有應(yīng)用。
商業(yè)模式演變
龍芯中科從2015年開始，產(chǎn)品在市場上開始盈利。目前，全球IT領(lǐng)域，英特爾與微軟形成了Wintel生態(tài)體系，ARM公司與谷歌形成了AA生態(tài)體系。自成立以來，龍芯中科致力于打造獨(dú)立于上述兩套生態(tài)的自主生態(tài)體系。發(fā)展自主CPU并建立自主信息技術(shù)體系與產(chǎn)業(yè)生態(tài)，不僅是國家的需求，也是時(shí)代的需求。龍芯中科一直遵循開放、兼容、優(yōu)化的原則，開放以吸引行業(yè)合作伙伴，兼容以形成生態(tài)合力，優(yōu)化以提升用戶體驗(yàn)，從使用國外核心技術(shù)、追隨國外產(chǎn)業(yè)生態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)檠邪l(fā)自主核心技術(shù)、建設(shè)自主產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
龍芯中科的商業(yè)與技術(shù)模式為：一是形成由CPU和ODM廠商組成的硬件產(chǎn)品核心并向外輻射，技術(shù)上遵守統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)范，保持結(jié)構(gòu)的兼容與穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)級二進(jìn)制兼容；二是研制基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)，并免費(fèi)開放給合作伙伴，支持合作伙伴推出發(fā)行版操作系統(tǒng)產(chǎn)品；三是以用戶體驗(yàn)為中心，從全系統(tǒng)角度進(jìn)行優(yōu)化，專注細(xì)節(jié)改善，大幅提升用戶體驗(yàn)。
目前該公司擁有面向桌面與服務(wù)器應(yīng)用的Loong nix及面向終端與控制類應(yīng)用的Loong OS兩大基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)。在上述兩大操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)跨硬件的二進(jìn)制兼容，通過完善應(yīng)用編程框架實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的二進(jìn)制兼容與優(yōu)化。通過上述兩套操作系統(tǒng)、兩個(gè)兼容優(yōu)化的軟件生態(tài)布局，龍芯中科構(gòu)建獨(dú)立于Wintel和AA體系的信息技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
