来源 | 远川研究所
作者 | 杨健楷
2006年1月10日，苹果一年一度的Macworld大会召开，但当年大会上最抢镜的不是乔布斯，而是穿着一身实验室外套的英特尔CEO保罗·欧德宁。在弥漫的干冰烟雾中，欧德宁缓缓走向乔布斯，庄严的将一张硅片交给后者，大声说道：“报告史蒂夫，英特尔准备好了！”
天选之子
2002年8月10日清晨6点，伴随电脑上闪现的“login:”字样，中科院计算所里爆发出一阵欢呼——龙芯1号CPU终于工作了。原本一夜没合眼的工程师反而更加兴奋，结伴打车到天安门，在领袖纪念堂前排了一个多小时的队，向领袖做了龙芯的工作报告[2]。
这款CPU被命名为“夏50”，取名的是32岁的胡伟武，名字则是为了纪念他的博士生导师，“中国计算机之母”夏培肃从事计算机事业50周年。龙芯问世一年多前，力主上马通用国产CPU的计算所领导李国杰，从紧张的科研经费里抠出了100万元，竖起了CPU的大旗。面对这个烫手山芋，胡伟武立下军令状：搞不成，提头来见。
龙芯总设计师胡伟武
龙芯的成功不仅意味着国产CPU设计的突破，也是芯片制造的战果，当年给龙芯流片的正是大名鼎鼎的中芯国际。除了参与草创的工程师连夜鏖战，龙芯短时间内的成功，也得益于当时国产CPU的“有限自主”原则。
顾名思义，所谓“有限自主”指的是基于海外精简指令集进行自研。当时CPU领域存在两个指令集（类似于命令方式），一个是精简指令集，可以理解为一个命令只干一件事儿；另一个则是以Intel为代表的复杂指令集，成本高昂、技术复杂、功能强大。
在当时的条件下，所有指令从0自研的“完全自主”，将会面对没有编译器、没有操作系统、没有软件可用的局面，既不现实也不效率，更枉论对标Intel的复杂指令集。因此，国内企业都把目光聚焦到了海外的精简指令集，在此基础上做自主研发。
除了龙芯，飞腾早在1999年研发出第一款CPU，采用SPARC架构。申威由无锡历史悠久的56所研发，采用古老的Alpha架构。而中科院的龙芯，则基于开源的MIPS架构。虽然MIPS如今岌岌无名，但作为90年代微架构大混战的产物，MIPS64不仅是最早商业化的64位架构，还有完善的微架构设计与较为完整的软件链支持。
同一时期，凭借863、核高基等众多国家级经费的支持下，国产CPU迎来了春风：基本保持着每一两年就出一款芯片的速度，在性能的赶超上不遗余力。2004年的龙芯二号，已经可以追平1999年的奔腾三。但看似一片大好的形势下，国产CPU也面临着三个难题：
性能难题：虽然国产CPU进展不小，但对手也在进步，尤其是英特尔进入新世纪战斗力爆表，让国产CPU始终存在代差；生态难题：x86专利墙高耸，国产自主CPU统一采取了绕行策略，但如此一来很难适配微软系统；量产难题：使用者已经适应了微软的操作系统，一个荒芜的桌面，没有吸引力，何谈量产。
国产CPU起步之初，龙芯、飞腾、申威这一个个课题组，原本是国立研究机构中的一个个科研小作坊，属于计划经济体制遗留下来的一种产物，经过改革开放二十年的冲击，一是预算极其有限，二是早已失去了配套的工业产业链。在两大约束下，国产CPU只能在预算的紧财政框架内，力争完成上级下达的研发任务。
在这种情况下，精简指令集架构成为了一种权宜之计：由于市场狭窄，它们的授权价格往往便宜到让人不敢相信，飞腾当初购买SPARC的授权，仅花费了99美元。SPARC、Alpha这样的架构，多由与英特尔死磕的众多大厂闭门造车，他们兵精粮足，更愿意以低成本拉来同盟与英特尔抗衡。
龙芯采用的MIPS架构还有一个特殊的优势：作为一个不依托于任何大厂的独立架构，MIPS更钟情于游戏机、光碟、机顶盒等嵌入式设备，这些场景起量快，来钱也快。时值台湾地区设计业风起云涌，MIPS在岛内的生意做的很好，授权费收到手软，但是，就像大多数外资科技公司一样，MIPS在大陆地区面临棘手的知识产权问题。
此前，龙芯一直在未经授权的情况下自己搞MIPS架构的电脑CPU，但由于没有商业化，双方也相安无事。但在2005年，龙芯与微软合作开发Windows CE，龙芯板卡快要送到美国时，MIPS给微软发了一封致命的邮件：只要龙芯踏上美利坚的土地，便违反了MIPS的专利权。龙芯眼看唾手可得的微软加持buff，鸡飞蛋打。
MIPS的警告信揭开了中国科技界一个几乎默认的锅盖：改革开放之初，外资公司对中国市场多不重视，申请专利也未同步申请，而当时的中国的专利法规定，若未在一年内申请专利，则之后不可申请，由此造就了一个空前的机遇——不过美中不足的是，这个基于只在中国境内管用。
没了大陆专利锅盖的保护，龙芯遭遇了一系列专利狙击：2005年7月，半导体调研机构In-Stat发布独立分析报告称，龙芯处理器架构与MIPS近似度达95%，由于未获授权，一旦龙芯开始市场化，可能引发知识产权纠纷。
作为国家863计划重点项目，中科院计算机研究所紧急辟谣，身为研究组组长的胡伟武也出面澄清，龙芯是中国人自主研发而成，指令系统有意避开了国外已有专利。
但MIPS显然无法满足于这个说法，几番谈判之后，MIPS开出了100万美元的天价。2006年，芯片界爆发了臭名昭著的汉芯事件，加之中芯国际在台积电的官司上认输赔款，整个舆论对半导体行业开展了无差别的口诛笔伐，负面评价铺天盖地。
手拿“汉芯1号”展示芯片的陈进，2003年
眼看火烧眉毛，危机不得不解。正值中法两国2007年交流逢春，利用这个政治契机，中科院通过借道合作伙伴意法半导体的方式，让龙芯间接获取了MIPS架构全部专利。在中法双方领导人的牵头下，龙芯还与意法半导体在人民大会堂举行了一场发布会，合作宣布当天，《人民日报》的大号标题上书：
中国龙芯面向全球市场。
引进之忧
“引进派”在2010年后成为业界主流，继而影响决策方向，有国产CPU自身拉胯的因素，但更多是全球产业格局的变动。
2006年后，英特尔的宿敌AMD接连犯错，先是收购ATI的GPU业务两线作战，难以同时应付牙膏厂和皮衣男黄仁勋；后是自家的晶圆代工厂格罗方德阴沟翻船，业务生存空间逼仄，叠加制程升级受阻，股价从从最高峰时的40多美元，一路跌到只有一块多。
2012年，AMD亏损超过10亿美元，大幅裁员15%，华尔街顺手给AMD宣判了死刑：“没有任何投资价值”。风雨飘摇之际，黄仁勋的远房亲戚苏姿丰接过了AMD的帅位。而与AMD一样失意的，还有台塑之父王永庆的虎女王雪红创办的威盛电子。
AMD新掌门人苏姿丰
上世纪80年代，威盛从CPU周边开始一路蚕食英特尔地盘，到了90年代，王雪红更是收购了两家研发CPU的美商，拥有不少x86架构专利，一度被台湾地区视为产业升级的希望。但新世纪后，英特尔开始自研芯片组。加上王雪红的主要精力放在了HTC手机上，威盛慢慢成了一个鸡肋。
x86阵营的两个大玩家失意，让国内产业界看到了希望。在新一轮国产CPU的路线转换中，地方政府成为新兴势力背后不可忽视的支持力量。
2013年，上海市国资与威盛电子合作成立了兆芯——王家与上海结缘甚深，王雪红的哥哥几乎和张汝京在同一时间来沪创办晶圆代工厂，威盛则早在世纪初就在上海设点，大陆设计团队发展有十余年时间，兆芯站在威盛的肩膀上，省了不少力气。
与龙芯一样出于中科院门下的中科曙光，则在2016年选择与AMD成立了海光。海光的背后，是成都市国资的大力支持。当年“砸锅卖铁支持龙芯研发”的李国杰，在90年代一手领导了曙光服务器的研发，在后来的二十多年，曙光成为与联想匹敌的国内服务器厂商。
对于中国来说，AMD的Zen架构性能强悍，是一个很有吸引力的选项。在支付了约3亿美元的合作费用后，透过两层公司的11个流程授权，海光最终得以在中国大陆地区销售产品。虽然引进的芯片经联合研发后，被AMD做了大幅阉割，但性能表现依然远超众多国产CPU，海光继承的五年前的架构，放到今天，依然是第一梯队选手。
AMD和海光的合作，为苏姿丰提供了一笔丰厚的启动资金，消息公布当日，公司的股价就非理性上涨了50%。兆芯对威盛的交易也是一石三鸟，CPU研发团队、x86架构专利、芯片组产业链；海光背靠上市公司中科曙光，借鉴AMD的作业，加上国密算法，在商用服务器起量很快。
更重要的是，两者的起步经费动辄20亿，相比于十五年花了不过8亿的龙芯，引进派弹药充足。兆芯成立两年后便实现了量产，卖了一万多套。海光2020年上半年营收2.7亿，净利润6000多万。
引进路线看起来立竿见影，却有一个致命的风险——国际局势的变化。
2019年中美贸易摩擦，一直在潜水《华尔街日报》突然给海光扣上了一顶“军方背景”的帽子。同年，海光被美国列入实体清单，AMD随之宣布不再授权新一代Zen架构。从威盛那里买到专利的兆芯，也早收到了英特尔的警告：不要越过雷区。
正所谓此一时彼一时，相比当初的风雨飘摇，此时的AMD已经走过了漫长的死亡之谷，不再需要外援输血。况且，在湾区的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室，AMD的芯片被用来为美国的核威慑提供动力。孰轻孰重，AMD自知。
“拿来主义”的路线，最终还是被证明存在根本缺陷。一直以来，大陆的x86人才极为薄弱，“拿来主义”能否进化到“吸收创新”，要打一个很大的问号。如果只能停留在对x86硬件层面的拷贝与粘贴，那么很难深入地去搞研发，并且满足高安保级别和消费者市场的需求。
这种对于x86架构吸收的吃力，可以从兆芯管窥一二。2010年，威盛把x86带到了上海，技术负责人带着几百号人闷在小黑屋里，光是CPU核的源代码就看了两年，最终才弄懂。兆芯开始搞CPU后，四五百人的研发团队，倾力攻坚三四年，也只是维持了一个半CPU项目的开发，x86繁重的历史包袱，是“吸收创新”的巨大拖累。
全自主，需要从底层开始，几无可能；引进x86架构，却也面临被断供、无法更新的担忧。国产CPU的下一步，不得不回到最本源的问题：生态。
生态摸索
2018年，中兴事件爆发，国产CPU市场开始放量崛起。
在离开联想的二十多年间，倪光南始终在为国产CPU奔走。当初的倪柳之争成为了中国科技史上的一段佳话，“贸工技”与“技工贸”的纷争直到今天都是社交媒体上的话题。
倪光南当年的年轻助手梁宁，在中兴事件后把倪光南描述成了一个崇高的理想主义者，在当时引发了热议，国人无不唏嘘[6]。
1994年，随着贸易壁垒拆除，英特尔、微软等海外公司大举入华，倪光南奔波于北京上海两地，策划成立电脑CPU设计中心，尝试失败。随后，倪光南又搞了一个“方舟CPU”，类似于今天谷歌上网本的极端超前的想法，结果公务员被摊派下去都不想用，第二次尝试告败。
中国的很多高科技产业发展，大多都尊循这么几个步骤：领导殷切关怀-部委高度重视-财政天量投入-企业集中攻关-技术取得突破。大多数领域都依赖于这套中国特色的产学研模式，然而这套模式有两个关键的前提——不考虑成本，不考虑良率。
有一个很有意思的问题：英特尔、苹果和华为，谁的研发费用最多？谁的最少？
但强如华为，其推出自研服务器CPU也就是近两年的事情，甚至还要早于苹果的M1芯片。在英特尔盘踞的电脑和服务器CPU大本营，除了拉胯几年真香几年的AMD，一直缺乏有力的竞争者。
前段时间，胡伟武的一段“14nm芯片已经够用的言论”再度引发争议，很多人只注意到“不要美国做5纳米，我们就要做5纳米”的言论，而忽视了后半句：“90.9%的应用都能用14nm，只要做好系统优化，就能够在市场中有很强的竞争力。”
与筚路蓝缕的30年前相比，如今的中国有市场、有政策、有紧迫、有口号。但对于国产CPU来说，需要理想主义的热忱，也需要对市场规则的敬畏，更需要对科研人员的慷慨、包容和耐心。
中国的很多产业，并不害怕屡战屡败，害怕的是“今天大手一挥，明天造不如买”的左右摇摆。
