終局還是開局？國產(chǎn)CPU第一股之戰(zhàn)

易俊江 丁建宇 楊健楷

近年來，國產(chǎn)CPU（中央處理器）行業(yè)面臨著一個全新的發(fā)展環(huán)境：大門打開的政府采購市場，聞風(fēng)而來的ODM（原始設(shè)計制造商）工廠，逐漸統(tǒng)一的OS（Operating System）操作系統(tǒng)。

發(fā)展環(huán)境向好演變，國產(chǎn)CPU捷報頻傳：龍芯和海光相繼通過科創(chuàng)板注冊，飛騰引入多家戰(zhàn)投加速向資本市場邁進。

時值國產(chǎn)CPU上市潮，本文將根據(jù)這3大國產(chǎn)CPU公司的招股書、過往訪談等資料，試圖對國產(chǎn)CPU行業(yè)做一個較全面的總結(jié)。

首先，對比x86與ARM架構(gòu)下國產(chǎn)CPU的營收與利潤。背靠中科曙光和中電的支持，采用x86架構(gòu)的海光和采用ARM架構(gòu)的飛騰，最近3年營收增長態(tài)勢相近，但飛騰的凈利潤狀況要顯著優(yōu)于海光。

其次，對比堅持自主架構(gòu)的龍芯，可以發(fā)現(xiàn)龍芯一直維持著很好的凈利率，尤其在2019-2020年與海光是一正一負的區(qū)別，到2021年，龍芯在凈利潤總額上不及海光，但凈利率依然略高。

龍芯凈利潤率相對較高，來源于其更加均衡的營收結(jié)構(gòu)。2021年，其工控類芯片收入增長約70%，營收占比近25%，這是龍芯區(qū)別于其他國產(chǎn)CPU很關(guān)鍵的一點。

當(dāng)然，僅從簡單的營收、利潤上分析，還不足以說明真實的經(jīng)營狀況，計算國產(chǎn)CPU至今整個生命周期的投入產(chǎn)出比，才能看出不同技術(shù)路線究竟如何。

據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，x86架構(gòu)的投入是最高的，國內(nèi)兩大玩家僅購買架構(gòu)授權(quán)和IP等就花費了不下5億美元。此外，2021年海光關(guān)聯(lián)交易占營收比重超過60%，研發(fā)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(fā)費用被列入無形資產(chǎn)。

由于目前尚無ARM陣營國產(chǎn)CPU公布詳盡的財務(wù)數(shù)據(jù)，故不作比較。

而采用自主架構(gòu)的龍芯，在2015年盈虧平衡前總計投入2.5億元，此后一直維持盈利狀態(tài)，是盈利時間最長（7年）的國產(chǎn)CPU公司。加上2018年前未披露的凈利潤數(shù)據(jù)，龍芯累計凈利潤總額完全可以達到國內(nèi)第一梯隊。若計算ROI（投入產(chǎn)出比），則龍芯是ROI最高的國產(chǎn)CPU公司。

另外，龍芯營收的關(guān)聯(lián)交易占比低于3%，研發(fā)支出資本化比例為12.7%，無形資產(chǎn)占總資產(chǎn)比例僅為6%。

可見，龍芯的盈利質(zhì)量非常高，并擁有一個核心優(yōu)勢：沒有整機公司控股和扶持，獨立性很強，不依靠關(guān)聯(lián)方的營利能力較強。

簡要分析完3大國產(chǎn)CPU公司的財務(wù)數(shù)據(jù)，我們會發(fā)現(xiàn)一個有意思的現(xiàn)象。

在國產(chǎn)CPU市場和產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟的背景下，x86和ARM架構(gòu)同樣是獲取了大量資本投入、購買現(xiàn)成架構(gòu)與IP、借助現(xiàn)有渠道順勢切入，最近兩年收入和利潤總額趨勢上增長迅猛。但若看盈利質(zhì)量和ROI，堅持自主架構(gòu)、被默認(rèn)為市場“錢景”不足的龍芯，財務(wù)層面上反而是最健康、也最可持續(xù)的。

不同國產(chǎn)CPU的財務(wù)表現(xiàn)，決定于其對核心技術(shù)的掌控層次和力度。

說到核心技術(shù)，說到“缺芯少魂”，大家會說“CPU+OS”，但這是淺嘗輒止的。因為發(fā)展至今，產(chǎn)業(yè)鏈分工已十分完善，要做出一個CPU并不困難。

以ARM架構(gòu)為例：對于一般公司而言，只要有使用權(quán)授權(quán)，再加上ARM及安謀科技的本地化IP生態(tài)支持，就可以迅速攢出一個CPU。所以，在現(xiàn)有成熟架構(gòu)的技術(shù)和生態(tài)加持下，造出一顆CPU的難度被大大降低了。

那么，給CPU配套OS操作系統(tǒng)難嗎？其實也不難。以操作系統(tǒng)中的瀏覽器為例，只需要用Chrome核套一個殼即可，很多國產(chǎn)OS都是如此。

所以“CPU+OS”，早已不是一件難事。真正難的是2個核心環(huán)節(jié)：構(gòu)成CPU的核心IP模塊；連接CPU與OS的基礎(chǔ)軟件組件。

其中，IP模塊與基礎(chǔ)軟件組件的自研與否，在相當(dāng)程度上決定了研發(fā)投入是否健康有效，也決定了產(chǎn)品毛利率與凈利率能否經(jīng)受住價格戰(zhàn)沖擊。如龍芯在工控類芯片上的毛利率一直維持在70%以上，便得益于此。

2013年開始，龍芯憑借自主研發(fā)的內(nèi)核、內(nèi)存控制器等，逐漸形成適配工控場景的應(yīng)用平臺，做出了全球一流的圖形實時操作系統(tǒng)。也正是早期積累了數(shù)百個工控項目的經(jīng)驗，使得龍芯能夠接住最近工控市場國產(chǎn)化的機遇，在收入迅速放量的同時維持住了相當(dāng)?shù)拿省?/p>

IP模塊與基礎(chǔ)軟件組件的重要性，不僅體現(xiàn)在財務(wù)層面，還體現(xiàn)在戰(zhàn)略層面。

龍芯創(chuàng)辦人胡偉武曾總結(jié)：自研IP模塊的意義在于，透徹掌握IP核后，可以更容易實現(xiàn)CPU性能突破；可以解決購買國外IP核引發(fā)的操作系統(tǒng)升級不兼容問題；可以自由組合、調(diào)教IP模塊，磨合好細節(jié)，充分釋放CPU架構(gòu)潛力。

簡單來說，IP模塊自研可以讓我們在現(xiàn)有國內(nèi)工藝節(jié)點下，仍然做出媲美市場水平的全自主CPU。

另外，自研基礎(chǔ)軟件組件的意義在于，只有透徹掌握三大編譯器（GCC、LLVM、Golang）和三大虛擬機（Java、JavaScript、.NET），才能牢牢把住生態(tài)命門。

比如，很多事業(yè)單位還在使用IE瀏覽器，但一般的國產(chǎn)操作系統(tǒng)很難做到與IE瀏覽器兼容。而龍芯推出了可以兼容IE的龍芯瀏覽器，這樣就可以自行打通并構(gòu)建起完整的生態(tài)，最終使用戶受益。

所以，生態(tài)不是移植、復(fù)制軟件就可以的，而是在掌握基礎(chǔ)軟件組件后做出來的。

綜上，“IP模塊+基礎(chǔ)軟件組件”才是核心，才是“技術(shù)基座”。而所謂的“技術(shù)基座”，其實就是奠定信息化大廈的地基，只有地基打得牢固，往上蓋樓才能越蓋越高。

那么，“技術(shù)基座”如何形成？

北大的路風(fēng)教授有一個關(guān)于高科技工業(yè)的技術(shù)能力理論，大意是“技術(shù)基座”來源于“技術(shù)能力”。技術(shù)可以買到，但技術(shù)能力買不到，技術(shù)能力來自于產(chǎn)品開發(fā)過程中對核心技術(shù)環(huán)節(jié)的高強度學(xué)習(xí)。

如果一家國產(chǎn)CPU公司的研發(fā)，沒有涉及到“IP模塊+基礎(chǔ)軟件組件”，那么不管其研發(fā)費用有多高，其技術(shù)能力、核心競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力都要大打折扣。因為只引進、學(xué)習(xí)具體產(chǎn)品形式，不學(xué)習(xí)原理；只是原樣復(fù)制產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)、不復(fù)制能力的產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線，最終會被市場淘汰。

縱觀國產(chǎn)CPU產(chǎn)業(yè)，在已有生態(tài)繁榮景象的吸引下，一些參與者可以不去探索更為深入的“技術(shù)基座”，畢竟市場尚處于“跑馬圈地”階段，但這不代表就能回避更長遠的問題。因為當(dāng)CPU架構(gòu)的定義權(quán)掌握在別人手里時，問題始終是難以回避的。

一些人可能會問，沒有掌握架構(gòu)定義權(quán)會怎樣？這里我們以x86和ARM架構(gòu)為例：

x86架構(gòu)

早在其成立之初，國內(nèi)就有CPU公司通過外資合作伙伴繞道取得了x86授權(quán)，或許合作的共識是他們只能在中國市場做生意，不能向外拓展市場；2021年底，英特爾將威盛旗下x86處理器研發(fā)子公司Centaur Technology部分開發(fā)部門收入囊中；今年2月，英特爾宣布將開放x86內(nèi)核授權(quán)，以吸引客戶前來代工。

英特爾這一系列動作，說明不掌握架構(gòu)定義權(quán)，授權(quán)只能取決于他人。同時，架構(gòu)所有者任何產(chǎn)品、股權(quán)和戰(zhàn)略上的變動，都會對該架構(gòu)使用者產(chǎn)生連帶影響。

比如，英特爾發(fā)展代工，對x86國產(chǎn)CPU有著深遠影響：造x86架構(gòu)CPU變得更加容易了，市場將會出現(xiàn)大量中低端產(chǎn)品，競爭更加激烈，那當(dāng)初高價獲得授權(quán)的意義又何在？

ARM架構(gòu)

自ARM創(chuàng)始人離休后，其股權(quán)結(jié)構(gòu)一直不穩(wěn)定，已成為國外資本眼中的一塊“肥肉”。而資方動作也對中國市場產(chǎn)生了影響，如安謀內(nèi)斗，使一些觀察者質(zhì)疑ARM是否還要繼續(xù)之前的本地化研發(fā)政策。另外，ARM作為一個以架構(gòu)和專利許可商業(yè)模式立足的公司，對其授權(quán)企業(yè)是有權(quán)審計并要求提供各類信息的，至于審計權(quán)限，則視ARM背后的商業(yè)和資本利益而定。

然而，完全掌握架構(gòu)定義權(quán)，要如何發(fā)展起生態(tài)？怎么在經(jīng)濟性和易用性上與別人博弈？能開拓更大的市場嗎？

要回答這一系列問題，不妨看一下ARM架構(gòu)的成功經(jīng)驗。

ARM架構(gòu)最初其實比不上MIPS，因為在處理器核技術(shù)上不夠先進，同時MIPS的客戶要更多更好。后來高通要選一個架構(gòu)研發(fā)CPU，MIPS沒有理睬，而ARM很努力地爭取，讓利很大。最后，高通在手機市場攻城略地，手機CPU盡是ARM的地盤。

這就說明，生態(tài)不是一日建成的，一個新生架構(gòu)的崛起，往往開始于一個不為人所注意的市場。

龍芯作為堅持全自主架構(gòu)的國產(chǎn)CPU玩家，在一些門檻較高、難度較大的核心市場已站穩(wěn)腳跟。在政務(wù)內(nèi)網(wǎng)市場，龍芯的市場份額居于統(tǒng)治地位；電力、石油、軌交等關(guān)鍵工控市場也成為龍芯的根據(jù)地，其近2年在一些特定行業(yè)的收入實現(xiàn)了成倍增長。

同時，龍芯LoongArch架構(gòu)已獲得國際開源社區(qū)認(rèn)可，并拿到了CPU架構(gòu)的“身份證”——由GNU組織頒發(fā)的ELF machine碼，編號為258，從而與x86、ARM架構(gòu)并列，真正掌握了架構(gòu)的定義權(quán)。

龍芯掌握LoongArch架構(gòu)的定義權(quán)，對其長遠發(fā)展意義重大：

1. 規(guī)則由自己制定，可自主決定是否接受他人提交的補丁，發(fā)展權(quán)也攥在自己手中。

2. 可以在全球范圍內(nèi)進行IP授權(quán)，進一步完善龍芯生態(tài)。

3. 就架構(gòu)本身而言，借助開源社區(qū)的認(rèn)可，龍芯能夠吸納全球智慧，不斷精進架構(gòu)。一旦2年后龍芯做好準(zhǔn)備向全球免費全部開放LoongArch架構(gòu)，正反饋將會加速。

當(dāng)然，只有自主架構(gòu)還不夠。因為這只解決了CPU問題，而要組成一塊主板，必然少不了GPU、時鐘芯片等周邊配套芯片，若這些芯片自己做不了，就只能高價外購，如此，主板上其他器件加起來依然價格不菲。

不同于一些國產(chǎn)CPU已經(jīng)出現(xiàn)的價格戰(zhàn)趨勢，龍芯追求的不是單顆芯片的性價比，而是整機系統(tǒng)的性價比。因此，龍芯推出了自己的GPU/橋片/電源和時鐘芯片，還有各種接口，做齊了一塊主板的配套芯片。

基于強大的技術(shù)實力，龍芯有了更大膽的嘗試：砍掉一些環(huán)節(jié)，重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈。胡偉武將其稱為充滿顛覆意味的“硅谷模式”。

首先是團結(jié)ODM廠商。雖然龍芯具備做主板的能力，但不具備比較優(yōu)勢，需要扶持發(fā)展一些ODM廠商。

比如，珠三角地區(qū)有很多焊接廠，他們只做代工，沒有自己的產(chǎn)品，技術(shù)含量不高，附加值低。于是，龍芯提供操作系統(tǒng)，教他們?nèi)绾沃圃熳约旱闹靼瀹a(chǎn)品。如此一來，他們做每塊主板能夠獲得幾倍于代工的利潤。產(chǎn)能上去了，產(chǎn)業(yè)鏈成本也就降下來了。

其次，在山西長治、浙江金華等發(fā)展IT產(chǎn)業(yè)意愿極強的地市，建立以龍芯為核心的產(chǎn)業(yè)集群。龍芯通過獲得地方政府信任，在拿下一個地市全部換機需求的同時，也主導(dǎo)上下游產(chǎn)業(yè)鏈在當(dāng)?shù)厣l(fā)芽，自然形成配套。

因此，自主架構(gòu)CPU大有可為，龍芯的實踐蹚出了一條市場之路。其市場的發(fā)育順序是：掌握架構(gòu)定義權(quán)后，龍芯生態(tài)的建設(shè)速度加快，對于一般用戶的吸引力增強；此時，龍芯憑借自研周邊芯片降低整機生產(chǎn)成本，并將主板制造環(huán)節(jié)創(chuàng)造性地交給珠三角代工廠商，減少產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，以達到提升產(chǎn)能的目的；隨著龍芯推行試點的地市越多，跟隨龍芯的產(chǎn)業(yè)鏈參與者將自發(fā)到各地設(shè)點，消化每個市場的需求。

那么，按照龍芯的節(jié)奏來，國產(chǎn)CPU的市場前景就遠不只是政策性市場，而是開放市場的更大份額。對于接下來兩三年的開放性市場拓展，龍芯有3個重點：

1. 工控。這里指的是比較低端的民用市場，如智能門鎖、跑步機等。龍芯提供基于芯片的解決方案，鼓勵智能門鎖等企業(yè)自己生產(chǎn)，或扶持小規(guī)模ODM企業(yè)代工電路板。這一市場對標(biāo)的是兆易創(chuàng)新的消費級MCU，但減少了產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)和成本，潛力巨大。

2. 教育。這是一個每年出貨數(shù)百萬臺的龐大市場，當(dāng)然也是國產(chǎn)CPU通往開放市場最重要的橋梁之一。龍芯尤其重視在中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用，憑借較x86、ARM更優(yōu)的編程環(huán)境進入編程課堂，既逐步向教師、家庭群體滲透，又培養(yǎng)未來習(xí)慣使用LoongArch架構(gòu)的工程師。

3. 云服務(wù)器。隨著互聯(lián)網(wǎng)大廠日益成為服務(wù)器市場的主流用戶，白牌服務(wù)器預(yù)計會占到整個市場的1/3，其特點是：應(yīng)用比較固定，不需要特別強的生態(tài)。因此，只要把性價比做高，就能打進市場。龍芯作為CPU原廠 ，控制服務(wù)器成本，主攻應(yīng)用固定、服務(wù)集中的客戶，用重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈的方式可新開辟一個全新市場。

可以看出，龍芯的市場策略比較注重利用市場主體的力量。相比之下，x86和ARM架構(gòu)的國產(chǎn)CPU其實更需要充分利用好手頭的資源。

海光背靠曙光，就勢切入服務(wù)器市場是比較容易的，在三大運營商的中標(biāo)記錄可以說明這一點。而飛騰身處中電的“PKS”體系，大股東長城有相當(dāng)?shù)挠绊懥?，天津的信?chuàng)產(chǎn)業(yè)鏈也初成氣候。因而，飛騰充分發(fā)揮技術(shù)、渠道資源，可以有很好的增長，加強ARM生態(tài)建設(shè)，向重點行業(yè)進行拓展，是接下來的重點。

我國目前的國產(chǎn)CPU大戰(zhàn)，有些類似美國上世紀(jì)八九十年代的CPU大戰(zhàn)，參與公司數(shù)量之多，令人眼花繚亂。

不同的是，目前國產(chǎn)CPU大戰(zhàn)，只能看到一家自主CPU架構(gòu)。而美國CPU大戰(zhàn)，是MIPS、Alpha、x86、Sparc等多個原創(chuàng)CPU架構(gòu)的混戰(zhàn)，培養(yǎng)了大批對原創(chuàng)架構(gòu)理解深刻、具備多層次IT系統(tǒng)能力的人才。

而美國IT系統(tǒng)保持活力和霸主地位的關(guān)鍵，就是那些掌握了架構(gòu)定義能力的領(lǐng)導(dǎo)者與工程師群體。他們親身參與了一個架構(gòu)從無到有、從發(fā)展到消亡或壯大的過程，也就能夠在反復(fù)權(quán)衡后，設(shè)計出很強的CPU。

那么，國產(chǎn)CPU產(chǎn)業(yè)是往多一些得到國際認(rèn)可的原創(chuàng)架構(gòu)走，還是跟著別人設(shè)計好、培養(yǎng)好的架構(gòu)走呢？其實，民用市場存在大量沿用成熟架構(gòu)的機器，用現(xiàn)成架構(gòu)、做好備份、做大市場當(dāng)然沒錯，但堅定地做大自己的架構(gòu)，更有意義。

高技術(shù)行業(yè)各類專業(yè)人才的密度，決定了組織的未來，進而決定了其所處商業(yè)環(huán)境的成熟度與高度。如果從事CPU核心IP模塊設(shè)計、基礎(chǔ)軟件組件的人，只能從龍芯這樣的公司培養(yǎng)出來，IT系統(tǒng)便無法走向成熟和穩(wěn)定，也無法向上攫取更多的超額利潤。

如今，龍芯已將出海計劃提上日程并取得了一定進展，如順利推進，則龍芯不僅能實現(xiàn)國產(chǎn)CPU出海，還將逐步把重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈的方法輸出到全球。

也許國產(chǎn)CPU登陸資本市場是終局，但也可以是開局。因為對于上市即目標(biāo)的CPU公司來說，是終局，但對于以建立自有生態(tài)為目標(biāo)的“龍芯”們來說，上市只是新征程的開局。