終局還是開局？國產CPU第一股之戰

作者

：易俊江/丁建宇/楊健楷

編輯

：楊健楷

在近年來中美交鋒引發的歷史性機遇下，國產CPU行業被由上而下牽引著，面臨著一個全新的發展環境：大門開啟的政府採購市場，聞風而來的ODM工廠，逐漸統一的OS作業系統。

發展環境向好演變，國產CPU捷報頻傳：龍芯和海光相繼透過科創板註冊，飛騰引入多家戰投加速向資本市場邁進。

遠川科技評論一直緊密追蹤著國產CPU行業的動態：

2020年11月釋出的

《誰主沉浮：國產CPU的三大路線之戰》

一文，將龍芯、海光和飛騰分別歸類為自主派、引進派和生態派；當年年底，我們應邀參與了飛騰在天津舉辦的生態大會，親身見證了國產CPU茁壯成長的IT生態。

2021年3月釋出的《死磕：一顆國產CPU的浮沉樣本》一文，以胡偉武的創業之旅為軸，著重回顧了以龍芯為代表的自主派如何一步步邁過荊棘、走向成功之路；當年5月底，我們對龍芯創辦人胡偉武做了

兩個小時的訪談

，對國產CPU創業做了全面系統的方法論覆盤。

時值國產CPU上市潮，遠川科技評論根據招股書、實地走訪、過往訪談等資料，試圖對國產CPU行業做一個全面的總結。

本文主要分為三個部分：

1。產品應用、財務業績與原因分析；

2。技術基座的重要性；

3。產業鏈構建、生態與市場拓展。

01

產品應用、財務業績與原因分析

首先對比下x86與Arm國產CPU的營收與利潤。背靠中科曙光和中電的支援，

採用x86架構的海光和採用Arm架構的飛騰在最近三年的營收增長態勢相近，但是飛騰的淨利潤狀況要顯著優於海光

。

再對比下

引進派與自主派的利潤資料

，能夠發現，龍芯一直維持著很好的淨利率，尤其在2019、2020年與海光是一正一負的區別。當然到了

2021年，龍芯在淨利潤總額上不及海光，但淨利率依然略高

。

龍芯的淨利潤率相對較高，來源於更加均衡的營收結構

。2021年，

工控類晶片收入增長約70%，佔比近25%

，這是龍芯區別於其他國產CPU的很關鍵的一點。

僅是簡單的營收、利潤上的分析，還不足以說明真實的經營狀況，計算國產CPU至今

整個生命週期的投入產出比

，才能看出不同技術路線究竟如何：

x86架構的投入是公開資料顯示最高的，國內的兩大玩家僅購買架構授權和IP等就花了不下5億美元。此外，根據財報披露，海光2021年關聯交易佔營業收入比重超過60%，研發費用資本化比例直到2021年上半年依然維持在40%以上，超過一半的研發費用被列入無形資產。

Arm架構在國內的指令集授權費用是一個謎，目前尚無Arm陣營國產CPU公佈詳盡的財務資料，不好妄加揣測，故不作比較。

採用自主架構的龍芯，在2015年盈虧平衡前總計投入2。5億元，此後一直維持在盈利狀態，是盈利時間最長（七年）的國產CPU，加上2018年前未披露的淨利潤資料，龍芯的累計淨利潤總額完全可以達到國內第一梯隊，若計算ROI（投入產出比），則是

ROI最高的國產CPU公司

。

而且，根據公開財務資料，

龍芯營收的關聯交易佔比低於3%，研發支出資本化比例為12。7%，無形資產佔總資產比例僅為6%。

說明龍芯的盈利質量非常高。

這說明了龍芯的一個核心優勢：沒有整機公司控股和扶持，獨立性很強，不依靠關聯方的賺錢能力最強，但也是龍芯在過去較長一段時間內令人哭笑不得的“劣勢”——沒有整機公司作為大股東。

簡要分析完三大國產CPU公司的財務資料，我們會發現一個有意思的現象。

在國產CPU市場和產業鏈成熟的背景下，x86和Arm架構同樣是獲取了大量資本投入、購買現成的架構與IP、藉助現有渠道順勢切入，在最近兩年的收入和利潤總額趨勢上增長迅猛，

但若算盈利質量和ROI，反而是堅持自主架構、被預設為市場“錢景”不足的龍芯，是財務層面上最健康的、也最可持續的

。

而不同國產CPU的財務表現，決定於對核心技術的掌控層次和力度。

02

技術基座的重要性

說到核心技術，說到“缺芯少魂”，大家會說“CPU+OS”，但不得不指出，這是淺嘗輒止的、教條主義的。發展到現在，產業鏈分工已經十分完善，做出一個CPU並不困難，以Arm架構為例：

對於一般公司而言，只要有了使用權授權，在加上Arm及安謀科技的本地化IP生態支援，就可以迅速攢出一個CPU，甚至之前被認為難度較大的伺服器CPU，現在也扎堆出現了很多創業公司。

可見，在現有成熟架構的技術和生態加持下，造出一顆CPU的難度被大大降低了。

那麼，要給CPU配套OS作業系統呢？也不難。僅以作業系統中的瀏覽器為例，只需要用Chrome核套一個殼就可以了，很多國產OS都是如此。

可見，“CPU+OS”，其實早已不是一件難事。真正難的，是兩個核心環節：

構成CPU的核心IP模組，連線CPU與OS的基礎軟體元件

。IP模組與基礎軟體元件的自研與否，在相當程度上決定了研發投入是否健康有效，也決定了產品毛利率與淨利率能否經受價格戰衝擊。

如龍芯在工控類晶片的毛利率上一直維持在

70%以上

，便是得益於此。

國內工控領域從硬體到軟體都是垂直獨立，沒有被生態壟斷，服務能力要求高，可以說是一個天然的試驗場。2013年開始，龍芯憑藉自主研發的核心、記憶體控制器等，逐漸形成了適配工控場景的應用平臺，做出了全球一流的圖形實時作業系統。也正是在早期積累下的數百個工控專案的經驗，使龍芯能夠接住最近工控市場國產化的機遇，在收入迅速放量的同時也維持住了相當的毛利率。

IP模組與基礎軟體元件的重要性，不僅僅體現在財務層面，還體現在戰略層面。根據此前對龍芯的訪談，胡偉武這樣總結：

自研IP模組的意義在於，在透徹掌握IP核後，一可以更容易實現CPU效能突破，二可以解決購買國外IP核引發的作業系統升級不相容問題，三可以自由組合、調教IP模組，磨合好細節，充分釋放CPU架構潛力。

簡單來說，IP模組自研可以讓我們在現有的國內工藝節點下，仍然做出媲美市場水平的全自主CPU。

自研基礎軟體元件的意義在於，只有透徹掌握三大編譯器（GCC、LLVM、Golang）和三大虛擬機器（Java、JavaScript、。NET），才能牢牢把住生態的命門。

舉個最簡單的例子，很多事業單位還在用IE瀏覽器，一般的國產作業系統因為在虛擬機器領域投入不足，是沒辦法做到相容的。但龍芯作為一家國產CPU廠商推出了相容IE的龍芯瀏覽器，這樣就可以自行打通並構建起完整的生態，最終使使用者受益。

所以，生態不是跟出來的，不是移植複製軟體就可以的，而是在掌握基礎軟體元件後做出來的。

綜上，“CPU+OS”並不是核心，“IP模組+基礎軟體元件”才是核心，我們可以將其稱為“技術基座”。

“技術基座”是奠定資訊化大廈的地基，只有地基打的牢固，往上蓋樓才能越蓋越高。“技術基座”也是建設資訊化大廈的最基本單元，一旦掌握，也就不必或租或買，也不會在付出了昂貴的代價後依然不能掌握髮展的主動權。

那麼，這個“技術基座”又是如何形成的？

北大的路風教授有一個關於高科技工業的技術能力理論，大意是說，“技術基座”來源於“技術能力”。技術可以買到，但技術能力買不到，技術能力來自於產品開發過程中對核心技術環節的高強度學習。

如果一家國產CPU的研發，沒有涉及到“IP模組+基礎軟體元件”，不管其研發費用有多高，其技術能力、核心競爭力和可持續發展能力都是要大打折扣的。

只引進、學習具體產品形式，不學習原理；只是原樣複製產業鏈環節、不復制能力的產業發展路線，最終會被淘汰。中國的彩電、VCD等產業有大量的失敗案例，無不印證了這一點。

縱觀國產CPU產業，在已有生態繁榮景象的吸引下，一些參與者是沒有必要、沒有動力、也沒有時間去探索更為深入的“技術基座”的，畢竟市場尚處於跑馬圈地階段。但這不代表就能迴避更長遠的問題，因為，當CPU架構的定義權掌握在別人手裡的時候，問題始終是難以迴避的。

03

產業鏈構建、生態與市場拓展

一些人可能會問，又不是非得有自己的架構，不掌握架構定義權又怎麼樣？我們以x86和Arm架構為例來探討一下：

首先是x86架構：

早在成立之初，國內兩家CPU公司透過外資合作伙伴繞道取得x86授權，這或許意味著合作的共識是隻能在中國市場做生意，不能向外拓展市場，觸及他人的利益；去年年底，英特爾將威盛旗下x86處理器研發子公司 Centaur Technology 部分開發部門收入囊中；今年2月，英特爾宣佈將開放x86核心授權，以吸引客戶前來代工；並且還要收購以色列晶圓代工廠高塔半導體。

英特爾這一系列動作影響深遠，說明不掌握架構定義權，授權取決於他人，變數大。架構所有者的任何產品、股權和戰略上的變動，都會對該架構的使用者產生連帶影響。

英特爾發展代工，看起來和x86國產CPU沒有關係，但其實影響深遠。實際上，造x86 CPU變得更加容易了，市面上將來會出現大量中低端產品，競爭更加激烈，那當初高價獲得授權的意義又何在？

再看Arm架構：

在市場範圍上，Arm比x86要好一些，但Arm在俄烏衝突中宣佈斷供俄羅斯，最近英國政府進一步加碼，擬禁止俄廠商獲得架構授權。在資本結構上，Arm在創始人離休後股權結構不穩定，已經成為國外資本眼中的肥肉，資本方的動作會對中國市場產生影響，如最近的安謀內鬥，使一些觀察者質疑Arm是否還要繼續之前的本地化研發政策。最後，比較容易被人忽略的一點，Arm作為一個以架構和專利許可商業模式立足的公司，對於其授權的企業，是有權審計並要求提供各類資訊的，至於審計許可權，則視Arm背後的商業和資本利益而定。

接下來我們探討下自主架構。

堅持自主架構，也就是完全掌握架構定義權，相信會引發大家一連串更加疑惑的問題：國產自主的怎麼發展起來生態？怎麼在經濟性和易用性上與別人PK？能開拓更大的市場麼？

要回答這一系列問題，我們不妨看一下Arm架構的成功經驗。

很早以前，Arm架構其實比不上MIPS，因為在處理器核技術上不夠先進，起先MIPS的客戶要更多更好。後來高通要選一個架構研發CPU，MIPS自恃技術高深愛搭不理，Arm則是很努力地爭取，讓利很大。最後的結果大家都知道了，高通在手機市場攻城略地，手機CPU盡是Arm的地盤。

可以看出，生態不是一日建成的，市場不是天上掉下來的。一個新生架構的崛起，往往開始於一個不為人所注意的市場。

龍芯作為堅持全自主架構的國產CPU玩家，在一些門檻較高、難度較大的核心市場已站穩腳跟。在黨政內網市場，龍芯的市場份額居於統治地位；電力、石油、軌交等關鍵工控市場也成為龍芯的根據地，近兩年一些特定行業收入實現成倍增長。

當然，外界對龍芯LoongArch架構的真實地位有一些疑問。但實際上，

LoongArch已獲得國際開源社群的認可，並拿到了CPU架構的身份證——由GNU組織頒發的ELF machine碼，編號為258，從而與x86、Arm架構並列，真正掌握了架構的定義權。

龍芯掌握LoongArch架構的定義權，對其長遠發展意義重大：

一，掌握定義權意味著，規則由自己制定，龍芯可以自主決定是否接受他人提交的補丁，發展權也就緊緊攥在自己手中。而如果是沿用已有架構，則受制於人。

二，可以在全球範圍內進行IP授權，進一步完善龍芯生態，這是具有獨特意義的。相較之下，x86和ARM相容的國產CPU即使晶片銷售也可能根據授權協議有地域和領域的限制，更不用說對外進行IP授權了。

同時，用其他架構面臨一個現實的問題：在地緣政治趨於緊張的背景下，外資廠商往往不願意給最新的架構，或對最新架構的授權模稜兩可。授權x86的AMD需要遵守日益嚴格的美國法律；Arm公司則對最新推出的V9架構授權不置可否，若是之後每一代新的架構授權都有延遲或根本沒有，中國廠商便不能定製最新的處理器核IP，而只能購買設計好的IP做晶片，這無疑會部分削弱市場競爭力。

三，就架構本身而言，藉助開源社群的認可，龍芯能夠吸納全球智慧，不斷精進架構。一旦兩年後龍芯做好準備向全球免費全部開放LoongArch架構，正反饋更會加速。例如，LoongArch成為。NET支援的唯三架構之一。。NET是微軟旗下用於構建多種伺服器應用的開源平臺，有了。NET支援，龍芯的軟體生態得以進一步完善。

如果只有自主架構，那還不夠。因為這隻解決了CPU的問題，但要組成一塊主機板，必然少不了GPU、時鐘晶片等周邊配套晶片，這些晶片自己做不了，就只能高價外購，這樣一來即使CPU不要錢，主機板上其他器件加起來依然價格不菲。

不同於一些國產CPU已經出現的價格戰趨勢，龍芯追求的不是單顆晶片的價效比，而是

整機系統的價效比

。因此，龍芯推出了自己的GPU/橋片/電源和時鐘晶片，還有各種介面，做齊了一塊主機板的配套晶片。

基於強大的技術實力，龍芯有了更大膽的嘗試：砍掉一些環節，重構產業鏈！胡偉武將其稱為充滿顛覆意味的

“

矽谷模

式”

：

首先是團結ODM廠商

。

雖然龍芯具備做主機板的能力，但不具備比較優勢，需要扶持發展一些ODM廠商。

比如，珠三角地區有很多焊接廠，他們只做代工，沒有自己的產品，技術含量不高，附加值也低。於是，龍芯提供作業系統，教他們如何製造自己的主機板產品。如此一來，他們做每塊主機板，能夠獲得幾倍於代工的利潤，也就願意與龍芯緊密繫結。產能上去了，產業鏈成本也就降下來了。

其次，在山西長治、浙江金華等發展IT產業意願極強的地市，建立以龍芯為核心的產業叢集。

龍芯獲得地方政府的全力信任，在拿下一個地市全部換機需求的同時，也主導上下游產業鏈在當地生根發芽，自然形成配套。

因此，自主架構CPU是大有可為的，龍芯的實踐趟出了一條市場之路。市場的發育按照順序是這樣的：

在掌握了架構定義權後，龍芯生態的建設速度加快，對於一般使用者的吸引力增強；此時，龍芯憑藉自研周邊晶片大大降低整機生產成本，並將主機板製造環節創造性地交給珠三角代工廠商，減少產業鏈的環節，以達到提升產能的目的；隨著龍芯推行試點的地市越多，那些跟著龍芯賺到錢的產業鏈參與者自發地到各地設點，也就能消化每個市場的需求。

那麼，按照龍芯的節奏來，國產CPU的市場前景，就遠遠不只是政策性市場，而是開放市場的更大份額。對於接下來兩三年的開放性市場拓展，龍芯有三個重點：

一：工控

。這裡指的是比較低端的民用市場，如智慧門鎖、跑步機等。龍芯提供基於晶片的解決方案，鼓勵智慧門鎖等企業自己生產，或扶持小規模的ODM企業代工電路板。這一市場對標的是兆易創新的消費級MCU，但減少了產業鏈的環節和成本，潛力巨大。

二：教育。

這是一個每年數百萬臺出貨的龐大市場，當然也是國產CPU通往開放市場最重要的橋樑。龍芯尤其重視在中小學資訊科技教學當中的應用，憑藉較x86、Arm更優的程式設計環境進入程式設計課堂，既逐步向教師、家庭群體滲透，又培養未來習慣使用LoongArch架構的工程師。

三：雲伺服器

。隨著網際網路大廠日益成為伺服器市場的主流使用者，白牌伺服器預計會佔到整個市場的1/3。其特點是：第一，應用比較固定第一；第二，不需要特別強的生態。因此，只要能把價效比做高，就能打進市場。龍芯作為CPU原廠控制伺服器成本，主攻應用固定、服務集中的客戶，用重構產業鏈的方式再新開闢一個全新的市場。

可以看出，龍芯的市場策略是比較有想象力的，也是比較注重利用市場主體的力量的。相比之下，x86和Arm的國產CPU其實更需要充分利用好手頭的資源。

海光背靠曙光，就勢切入伺服器市場是比較容易的，在三大運營商的中標記錄可以說明這一點。

飛騰身處中電的“PKS”體系，大股東長城在體系內有相當的影響力，天津的信創產業鏈也初步形成氣候。

因而，飛騰充分發揮央企的技術、渠道資源，已經可以有很好的增長，加強Arm生態建設，向重點行業進行更多拓展，是接下來的重點。

04

尾聲

我國目前的國產CPU大戰，有些類似美國上個世紀八九十年代轟轟烈烈的CPU大戰，參與的公司數量之多，令人眼花繚亂。

不同的是，我國目前的國產CPU大戰，目前只能看到一家自主CPU架構。而美國的CPU大戰，可是MIPS、Alpha、x86、Sparc等多個原創CPU架構的混戰。

美國的CPU大戰，培養了大批對原創架構理解深刻、具備多層次IT系統能力的人才。比如矽谷大名鼎鼎的晶片架構設計師

Jim Kelle

r

，先後在DEC、AMD、SiByte從事研發工作，他使用過的晶片架構，就包括了Alpha、x86和MIPS。等到2008年他進入蘋果，隨後開發出A系列晶片，一炮走紅。

所以，美國IT系統保持活力和霸主地位的關鍵，不是因為其擁有x86架構的所有權，也不是因為蘋果公司強大的晶片設計能力，而是那些掌握了架構定義能力的領導者與工程師群體。他們親身參與了一個架構從無到有、從發展到消亡或壯大的過程，也就能夠在反覆權衡後，設計出地表最強的CPU

。

那麼，中國的國產CPU產業，是多一些得到國際認可的原創架構好，還是跟著別人已經設計好、培養好的架構走？

因為中國市場實在龐大，民用市場存在大量的沿用成熟架構的機器，用現成架構、做好備份、做大市場，當然沒錯。

但是，堅定地做大自己的架構，更有意義。

高技術行業各類專業人才的密度，決定了組織的未來，進而決定了其所處商業環境的成熟度與高度。如果中國從事CPU核心IP模組設計、基礎軟體元件的人，始終只能從龍芯這樣的公司培養出來，IT系統便無法走向成熟和穩定，也無法向上攫取更多的超額利潤。

假以時日，有越來越多像龍芯一樣的自主架構公司，中國也就不用為用哪個架構煩惱了，因為我們可以設計自己的架構。

此外，由政策主導創造出來的國產CPU產業鏈，註定可以培植出幾個年營收幾十億的公司，但如果僅止於此的話，未免代價太大。大力發展一個自主架構，在為技術自主、自立、自強贏得更多話語權同時，也可以成為我國參與國際政治博弈的一個有力工具。

龍芯已將出海計劃提上日程並取得了一定進展，目標是幫助他們打造自己的整機企業。如果順利推進，則龍芯不僅能實現國產CPU出海，還將逐步把重構產業鏈的方法輸出到全球。

最後，國產CPU登陸資本市場，是終局，但也可以是開局。

無論股價如何，那些具備技術能力、堅持自主創新的國產CPU玩家，都將逐漸佔據更多的公開市場份額。對於引進派CPU來說，上市可能就是目標，是終局。但對於以建立自有生態為目標的龍芯來說，上市只是新徵程的開始，是開局。