“在取名時，大家給芯片取的小名叫‘狗剩’，寓意著容易養(yǎng)活，能健康成長。”龍芯中科技術股份有限公司董事長胡偉武在回憶“龍芯1號”的研制時表示。

2002年龍芯1號研制成功，2005年龍芯2號研制成功，2009年龍芯3號研制成功。2010年研制團隊決定要市場化運作。2021年6月，龍芯中科科創(chuàng)板IPO申請獲得上交所受理。龍芯中科擬募集資金總額為35億元。

CPU是我國科技領域被“卡脖子”的關鍵點之一，尤其是通用CPU。在全球計算機領域，CPU商用市場基本被英特爾和AMD兩家外國公司占據(jù)，其他廠商整體市場份額不超過1%。

不過，經(jīng)過從2001年中科院龍芯課題組到現(xiàn)在20年的積累，龍芯中科在2020年底推出的龍芯3A5000達到了12/14nm工藝節(jié)點，雖然相比7nm工藝仍有差距，但其所生產(chǎn)的通用處理器性能已經(jīng)逼近商用領域市場主流產(chǎn)品水平。目前，龍芯系列產(chǎn)品在電子政務、能源、交通、金融、電信、教育等行業(yè)領域已獲得廣泛應用。

胡偉武曾寫過一篇《論龍芯的持久戰(zhàn)》，在文中他表示，在戰(zhàn)略上藐視它，在戰(zhàn)術上重視它是我國發(fā)展自主知識產(chǎn)權微處理器和信息產(chǎn)業(yè)時應遵循的一個基本原則。

未來，龍芯中科能否扛起國產(chǎn)芯片的“大旗”？

20年不放棄

“龍芯”靠“三級跳”實現(xiàn)技術跨越

說起龍芯，不得不提起研發(fā)團隊帶頭人胡偉武。

1968年，胡偉武出生在浙江省永康縣的一個鄉(xiāng)村教師家庭。小學三年級后，他在假期就要跟著大人到生產(chǎn)隊掙工分，條件艱苦。受父親的影響，他在小學和中學都是“學習尖子”。

1986年胡偉武以永康縣高考狀元的身份考入中國科技大學計算所。1991年9月，他免試直接攻讀中國科學院研究生院計算機系統(tǒng)結構專業(yè)博士研究生，師從著名計算機專家夏培肅院士，獲工學博士學位。

1996年3月，胡偉武就職于中國科學院計算技術研究所，歷任助理研究員、副研究員、研究員、博士生導師、所長助理、副總工程師、總工程師等職務。

這時中國已經(jīng)開始進入計算機時代，電腦在各個行業(yè)各個部門得到越來越多的應用。不過彼時基本上所有電腦中都是外國芯，中國是否應該發(fā)展自主處理器？當時社會上有一種流行觀點認為，中國應該發(fā)展嵌入式處理器，沒必要做通用處理器，因為通用處理器與國外差距太大，并且投入太高，還很難市場化，難以形成生態(tài)體系。

在1997年香山科學會議上，夏培肅院士、金怡濂院士（2002年度國家最高科學技術獎獲得者）、周毓麟院士討論我國高性能機發(fā)展，會上形成了一個結論：一定要做自己的CPU。

2001年，時任中國科學院計算技術研究所研究員的胡偉武等人在中科院成立了龍芯課題組，這就是龍芯中科的前身。

“我們2001年開始做龍芯CPU，當時我們的所長李國杰院士給了我100萬，我們拿100萬人民幣做了一個原型系統(tǒng)，一種叫現(xiàn)場可編程的邏輯（門陣列）。把那個設計燒進去，把操作系統(tǒng)嘩嘩跑起來了，我記得那天是2001年8月19日。登錄進去，我給李老師發(fā)了一個郵件，然后就拿那個成果找科學院匯報，要了500萬，加上計算所匹配500萬，總共1000萬，做個龍芯1號。”胡偉武在一次公開演講中表示。

2002年8月10日，“龍芯1號”研制成功，雖然在性能上它只能和上世紀的英特爾586相當，而且在當時還無法量產(chǎn)，但它是我國首枚完全擁有自主知識產(chǎn)權的通用高性能微處理芯片，它的出現(xiàn)打破了我國信息技術產(chǎn)業(yè)長期建立在外國核心技術之上的僵局。

根據(jù)胡偉武回憶，“龍芯2號”研究過程中最大的難點就是無處可學，“國外的核心技術不可能教給我們，我國芯片研究完全只能自己摸索，同時在研究過程中也存在資金不足的情況。但我們沒有放棄，大家為了攻克難關日以繼夜的熬過、艱辛過、困惑過，也吃過很多苦，但大家卻認為當芯片研制出來時一切都是值得的。甚至在芯片取名時，大家給芯片取的小名叫‘狗剩’，寓意著容易養(yǎng)活，能健康成長。”

胡偉武在《論龍芯的持久戰(zhàn)》中表示，龍芯團隊采取了每十五個月左右性能提高3倍的“三級跳”技術指導思想。2003年10月調試成功的龍芯2B性能是龍芯1號的3倍，2004年12月調試成功的龍芯2C性能是龍芯2B的3倍，2006年3月調試成功的龍芯2E性能是龍芯2C的3倍。

通過上述“三級跳”，龍芯高性能通用CPU實現(xiàn)了跨越發(fā)展，在單處理器設計方面達到了世界先進水平。其中龍芯2E采用90納米CMOS工藝設計和生產(chǎn)，內含5000多萬個晶體管，最高主頻達到1.0GHz，最高雙精度浮點運算速度每秒40億次，實測SPECCPU2000性能超過500分，達到中低檔奔騰IV處理器的水平，并且具有功耗低、安全性高等特點。

2010年下海

最初靠工控類芯片養(yǎng)活自己，站穩(wěn)了腳跟

胡偉武曾表示，做了20年CPU，前10年龍芯中科一直靠著國家給的4億元經(jīng)費，直到2010年成立公司走市場化的路線。

2005年和2009年，龍芯2號與龍芯3號研制成功。但與此同時，胡偉武不再滿足讓龍芯繼續(xù)“呆在”中科院，他認為，產(chǎn)品需要市場的檢驗。“龍芯在科學院的體制內、在計算所繼續(xù)做下去，已經(jīng)沒有意義了，因為CPU不是用來開鑒定會用的，也不是評職稱用的，它必須在市場中讓客戶來評價。中國不缺院士，但缺個像英特爾這樣的企業(yè)。”胡偉武曾這樣公開表示。

在他的堅持下，龍芯中科應運而生，2010年公司開始市場化運作，對龍芯處理器研發(fā)成果進行產(chǎn)業(yè)化，龍芯1至3號也成為了龍芯中科的主力產(chǎn)品。

2012年，龍芯中科遇到了問題，基于龍芯CPU的龍芯電腦項目產(chǎn)業(yè)化沒做起來，國家支持也沒了，龍芯處于“斷糧”的困境。

胡偉武不斷反思，到處找項目。他發(fā)現(xiàn)，在英特爾等巨頭看不上的小而散的工控領域，存在著市場機遇。

龍芯中科將產(chǎn)品類別分為工控類芯片、信息化類芯片和解決方案三類，其中，工控類與終端等領域的應用場景包括如網(wǎng)絡設備、行業(yè)終端、智能制造等；信息化領域的應用場景包括桌面和服務器等。通過在工控領域的持續(xù)深耕，2015年，龍芯中科實現(xiàn)了盈虧平衡。

招股書顯示，龍芯中科研制的芯片中，龍芯1號系列、龍芯2號系列主要面向工控類應用;龍芯3號系列主要面向信息化應用（其中工業(yè)級產(chǎn)品面向高端工控類應用）。

值得注意的是，信息化類芯片在龍芯中科總收入的占比逐年升高，如2018年工控類芯片收入占比54.25%，2020年則降低至15.66%；2018年信息化類芯片收入占比25.95%，2020年則躍升至73.21%。

截至目前，龍芯中科掌握指令系統(tǒng)、處理器核微結構、GPU以及各種接口IP等芯片核心技術，在關鍵技術上進行自主研發(fā)，是國內極少數(shù)使用自主架構研制通用處理器的企業(yè)，也是極個別在股權結構方面保持開放、未被整機廠商控制的企業(yè)。

值得關注的是，龍芯中科研發(fā)了自主的龍芯指令系統(tǒng)LoongArch，并研制了基礎版操作系統(tǒng)、編譯工具鏈、Java虛擬機等關鍵基礎軟件，建立了完整的基礎軟件技術生態(tài)體系。

招股書顯示，龍芯中科2018年、2019年、2020年全年營收分別為1.93億元、4.86億元、10.82億元；歸屬母公司的凈利潤分別為790.33萬元、1.93億元、7179.85萬元。

根據(jù)龍芯中科招股書，該公司主營業(yè)務為處理器及配套芯片的研制、銷售及服務，主要產(chǎn)品與服務包括處理器及配套芯片產(chǎn)品與基礎軟硬件解決方案業(yè)務，屬于電子信息產(chǎn)業(yè)的核心領域。龍芯中科主營業(yè)務收入主要來自于處理器及配套芯片產(chǎn)品銷售和解決方案業(yè)務，公司核心技術產(chǎn)品收入在近三年來占營業(yè)收入比例始終在99%以上。

龍芯中科表示，基于龍芯CPU的電腦產(chǎn)品使用體驗已經(jīng)達到市場主流水平，產(chǎn)品在電子政務、能源、交通、金融、電信、教育等行業(yè)被廣泛應用。目前，與龍芯中科開展合作的廠商達到數(shù)千家，下游開發(fā)人員達到數(shù)十萬人，基于龍芯通用處理器的自主信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系正在逐步形成。

與英特爾和AMD差距正在縮小

有望擺脫芯片“卡脖子”困境

談起芯片，國人最關心的是中國何時能擺脫被“卡脖子”的困境，生產(chǎn)出一流的芯片。

對此，龍芯中科在招股書中表示，相較英特爾、AMD、ARM公司等國際CPU龍頭企業(yè)，其在產(chǎn)品的研發(fā)銷售規(guī)模、客戶對產(chǎn)品的認知程度、市場知名度和商用領域的應用軟件生態(tài)等方面均有差距。

據(jù)了解，在全球計算機領域，CPU商用市場基本被英特爾、AMD兩家占據(jù)。其中，英特爾依靠其強大的X86生態(tài)體系，在通用CPU市場占據(jù)領先地位，市場份額常年保持在80%左右，AMD近期追趕勢頭明顯，而其他廠商整體市場份額不超過1%。

龍芯中科在招股書中表示，目前國內市場對進口通用處理器過度依賴，多數(shù)通用處理器產(chǎn)品需要從境外采購，桌面市場主要為英特爾、AMD占領;服務器市場則主要為英特爾壟斷。我國對進口通用處理器的過度依賴已經(jīng)成為我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大軟肋。近些年，受國際供應鏈不確定性影響，部分企業(yè)的CPU供應也成為問題。近兩年，采用國產(chǎn)CPU的桌面產(chǎn)品發(fā)展迅速，但市場份額仍不足5%。

技術上，目前市場廣泛認為AMD的7nm芯片代表著CPU市場的最頂尖水平，相比之下，龍芯中科在2020年底推出的龍芯3A5000達到了12/14nm工藝節(jié)點，與頂尖水平仍有差距。

除了技術，還有資金和人力上的差距。新京報貝殼財經(jīng)記者梳理發(fā)現(xiàn)，截至2020年年底，英特爾的資產(chǎn)總額達到1530.91億美元，員工數(shù)量超過11萬人。而龍芯中科招股書顯示，龍芯中科擬在科創(chuàng)板發(fā)行股票數(shù)量不超過4100萬股，擬募集資金總額為35億元。而截至2020年底，龍芯中科資產(chǎn)總額16.56億元，員工數(shù)量為647人。

雖然仍有差距，但差距正在縮小。

龍芯中科自主研發(fā)的芯片已經(jīng)在各個領域取得了應用。東方證券研究所研報顯示，龍芯系列CPU芯片廣泛應用在航天、車載導航、交換機、軍用電腦等領域。2015年發(fā)射上天的2顆北斗導航衛(wèi)星的核心芯片使用的就是中國特制的“龍芯”系列專用CPU，可在高輻射極溫條件下穩(wěn)定運行。國產(chǎn)陸軍和海軍裝備上使用的北斗導航一體化終端設備中使用的就是“龍芯1B”嵌入式CPU，在芯片國產(chǎn)化進程中，國產(chǎn)CPU在軍用領域已經(jīng)逐漸代替國外CPU。

“應用生態(tài)的建設是通用處理器企業(yè)取得商業(yè)成功的關鍵。目前全球IT領域，微軟與英特爾形成的Wintel體系，谷歌與ARM形成的AA體系。跟隨這兩個體系，只能做芯片或整機產(chǎn)品，而無法構建自主的軟件生態(tài)。為了打破現(xiàn)有體系的壟斷，公司致力于打造獨立的生態(tài)體系。公司圍繞信息系統(tǒng)和工控系統(tǒng)兩大平臺開展下游產(chǎn)業(yè)鏈建設工作。以龍芯中科的Loongnix和LoongOS為基礎，持續(xù)完善基礎軟件，開展應用生態(tài)建設。”龍芯中科在招股書中表示。