摘要：
前语
CPU作为ICT设备的运算和操控中心，担任指令读取、译码与履行，因研发门槛高、生态构建难，被认为是集成电路工业中的“珠穆朗玛峰”。纵观全球，Intel、AMD两大巨子领跑通用CPU（桌面与服务器CPU）商场；国内，国产CPU正处于奋力追逐的关键时期，以鲲鹏、海光、龙芯、飞扬、兆芯、申威等为代表的厂商正全力打造“我国芯”。本文将要点环绕国产CPU的展开进程与当时工业链各领军企业的布局状况作翔实解读，详细如下：
- 1国产CPU展开进程回溯
- 2鲲鹏：快速鼓起的领导者
- 3海光：功能抢先的实干者
- 4龙芯：彻底自主的引领者
- 5飞扬：PK生态的主导者
- 6兆芯：合资CPU的探路者
- 7申威：为超算而生的强者
一、国产CPU展开进程回溯
回溯我国的国产CPU展开进程，可分为三个阶段：
起步：上世纪50-70时代。1956年，半导体科技被列为国家新技能四大紧急措施之一。尔后，中科院核算所、109厂、半导体所先后建立，锗晶体管、硅平面晶体管、集成电路等半导体器材相继完结打破，为109乙机、109丙机、156机的诞生别离供给了根底。1975年，随同大规划集成电路技能的鼓起，我国榜首台集成电路百万次核算机013机研发成功。这一时期独当一面的工业高质量展开为我国CPU作业打下了坚实根底。
转机：上世纪80-90时代。1985年，中科院核算所、半导体所有关研发大规划集成电路的单位和109厂兼并，建立中科院微电子中心。但这一时期，因为方针支撑力度有所削弱等原因，工业彻底商场化但自主性缺乏。
提速：21世纪初至今。从“十五”开端，国产CPU自主性的问题再度提上议程，工业方针不断加码。泰山计划、863计划等催生了一批国产CPU品牌，2002年，我国首款通用CPU——龙芯1号（代号X1A50）流片成功。2006年，“核高基”严重专项推出，“高”即为高端通用CPU。2014年，我国发布《国家集成电路工业高质量展开推进大纲》，国家集成电路工业出资基金（简称国家大基金）第1期建立，首要出资集成电路制作企业。2019年，国家大基金第2期建立，首要出资使用端。
在阅历数十年的艰苦探究后，现在，国产CPU工业已初具规划，涌现出一批领军企业。咱们依据CPU指令集系统进行分类：1）杂乱指令集（CISC）下，以X86架构为主，国内代表厂商包含海光、兆芯；2）精简指令集（RISC）下，触及ARM架构、MIPS架构、Alpha架构等，国内代表厂商包含鲲鹏（ARM）、飞扬（ARM）、龙芯（MIPS）、申威（Alpha）等。
二、鲲鹏：快速鼓起的领导者
鲲鹏是华为核算工业的主力芯片之一。为满意新算力需求，华为环绕“鲲鹏+昇腾”构筑双算力引擎，打造算、存、传、管、智五个子系统的芯片族，完结了核算芯片的全面自研。鲲鹏系列包含服务器和PC处理器。近年来，华为先后推出Hi1610、Hi1612、Hi1616等服务器CPU产品，不断完结主频与核数的前进，并终究开宣告当下的旗舰产品鲲鹏920与鲲鹏920s，别离用于服务器和PC机。
鲲鹏具有“端边云算力同构”的优势。鲲鹏CPU根据ARM V8架构，处理器核、微架构和芯片均由华为自主研发规划。商场上现在存在超越500万根据ARM指令集的安卓使用，与ARM服务器天然兼容，无需移植即可直接运转，且运转过程中无指令翻译环节，功能无丢失，比较X86异构最高可以前进3倍功能。
2019年1月，华为宣告推出鲲鹏920，以及根据鲲鹏920的TaiShan服务器和华为云服务。鲲鹏920选用7nm制作工艺。标准方面，支撑64内核，主频可达2.6GHz，集成8通道DDR4，支撑PCIe4.0及CCIX接口，可供给640Gbps总带宽。鲲鹏920主打低功耗、强功能，在典型主频下，SPECint Benchmark评分超越930，超出业界标杆25%；一起，能效比优于业界标杆30%。
鲲鹏生态蓬勃展开。华为坚持硬件敞开、软件开源，使能协作同伴，推进鲲鹏核算工业高质量展开。现在，已有超越12家整机厂商根据鲲鹏主板推出自有品牌的服务器及PC产品，华为还与工业同伴联合建立了至少15个鲲鹏生态立异中心。作为鲲鹏核算工业底座的鲲鹏处理器，华为将秉承量产一代、研发一代、规划一代的演进节奏，执行长时间投入、全面布局，后向兼容和继续演进的战略，高效满意商场需求。
三、海光：功能抢先的实干者
海光芯片功能抢先，中科曙光为重要股东。海光信息技能有限公司是国内高功能核算机龙头中科曙光的参股子公司。2014年，在天津注册建立；后历经数次股权改变，2018年10月，中科曙光以5.5元/股受让海光信息1.948亿股股权，受让后算计持有海光信息36.44%股权，为海光信息榜首大股东。
2016年，海光信息同AMD到达协作，一起合资建立两家子公司，引进X86架构授权。其间，成都海光微电子技能有限公司具有授权IP所有权，并担任芯片出产，成都海光集成电路规划有限公司担任芯片规划及出售作业。根据AMD供给的Zen1架构，海光开宣告8中心桌面版CPU Dhyana、32中心服务器版CPU Dhyana Plus。
海光信息扭亏为盈，协同效应显着。2018年下半年，海光CPU完结量产，并连续投入商用，首要客户为国内服务器整机厂商。2019年，海光完结营收3.90亿元，净利润为0.60亿元，初次扭亏为盈，体现出与中科曙光等厂商的协同效应显着。一方面，中科曙光具有优质客户资源、杰出出售途径；另一方面，海光CPU满意国产化需求，将获益于以“我国芯”为底座的IT工业鼓起。
近期，我国电信发布服务器（2020年）会集收购项目货品投标会集资历预审布告，布告显现，H系列服务器共集采11185台，CPU类型为鲲鹏 920系列处理器或海光Dhyana系列处理器，标志着国产CPU已在技能杂乱度较高的运营商商场完结了规划化的工业落地。
四、龙芯：彻底自主的引领者
龙芯是我国最早研发的高功能通用CPU系列。2001年，龙芯起步于中科院核算所，曾得到863、973、核高基等项目的支撑，先后成功流片我国首款通用CPU龙芯1号、首款64位通用CPU龙芯2B、首款主频超越1GHz的通用CPU龙芯2E、首款四核CPU龙芯3A等，完结底层中心技能的堆集。2010年，中科院、北京市政府一起牵头出资，龙芯中科技能有限公司正式建立，开端工业化运作。
龙芯坚持走自主立异与生态建造之路。龙芯走商场带动技能的路途，经过系统内商场引导，带动技能前进，再参加系统外商场之间的竞赛。根据MIPS架构，龙芯构成了自主指令集LoongISA，处理器中心的微结构和物理规划悉数自主研发，并获得了500多项专利。龙芯学习Intel+Google+Apple的商业和技能形式，打造从端到云敞开的全工业链生态系统，完结OS的跨渠道兼容。
现在，龙芯共有三个产品系列定位。3号大CPU面向桌面/服务器类使用，定位Intel酷睿/至强系列；2号中CPU面向工控和终端类使用，定位Intel阿童木系列；1号小CPU面向特定使用与需求，曾用于斗极卫星、石油勘探、智能设备（门锁、水表、电表）等方面，完结“上天入地，护卫国门，维护家门”。
龙芯通用CPU在迭代中展开：
榜首代，根本可用。3A1000、3B1500单核功能较低，SPEC CPU2006测验分值仅2-3分，翻开20M文档需求33秒，使用者实在的体会一般。
第二代，可用。3A/B3000四核处理器选用28nm工艺，主频1.35-1.5GHz，单核功能到达10-11分，超越凌动系列，翻开20M文档仅需6秒。具有安全自主程度高、整机厂商品类多、国产化桥片计划等特色。现在，累计出货超越30万颗，是此前信创工程上比例最大的通用CPU。
第三代，好用。2019年12月发布的3A/B4000四核处理器完结相同工艺下功能前进一倍，主频1.8-2.0GHz，单核功能到达20-30分，到达AMD 28nm工艺最终产品“挖掘机”的水平，可秒开20M文档。
未来，前进主频和核数。3A5000四核桌面CPU将选用12nm工艺，单核功能争夺达25-30分，与3A4000兼容，可原位替换，估计2020年二季度流片；3C5000十六核服务器CPU相同选用12nm工艺，支撑4-16路服务器，估计2020年三季度流片。
五、飞扬：PK生态的主导者
飞扬CPU由国防科技大学研讨团队发明，起步于1999年，曾先后测验X86、Epic、SPARC、ARM四个指令集，并以SPARC开源代码为根底规划了FT-1000、FT-1000A、FT-1500等CPU。之后出于生态考虑，获得了ARM指令集授权，集满足自主处理器内核，构成了掩盖桌面、服务器和嵌入式等范畴的完好产品线。
服务器CPU：FT-2000+/64于2017年发布，集成64个FTC662处理器内核，16nm工艺，主频2.0-2.3GHz，首要使用于高功能服务器范畴，功能与Intel Xeon E5-2695V3系列适当。在ARM v8指令集兼容的产品中，FT-2000+/64在单核核算才能、单芯片并行功能、单芯片cache一致性规划等指标上处于先进水平。2019年5月，根据FT-2000+/64的服务器产品群在福州数字我国峰会上发布。
桌面CPU：2019年，飞扬发布FT-2000/4，整体功能与Intel Core I5系列适当。FT-2000/4集成4个FTC663处理器核，16nm制程，主频2.6-3.0GHz。在SPEC 2006测验中，全芯片实测整数核算得分61.1，浮点核算得分62.5，比较上一代的FT-1500A/4前进近1倍，访存带宽前进3倍。现在，FT-2000/4已和国产银河麒麟操作系统完结适配作业，包含联想、长城等整机厂商正在展开终端和板卡研发。
PK系统赋能信息技能使用立异。飞扬CPU积极参加CEC（我国电子集团）主导的PK（即飞扬Phytium CPU和麒麟Kylin操作系统）系统建造，打造安全牢靠的我国核算机软硬件根底系统国家队。
六、兆芯：合资CPU的探路者
兆芯系列CPU由上海兆芯集成电路有限公司推出。公司建立于2013年，由上海市国资委部属企业和台湾威盛电子合资建立。公司根据X86架构，成功研发并量产多代通用CPU，构成“开先”、“开胜”两大产品系列，完结了“从双中心到八中心”、“从1.6GHz到3.0GHz”、“从处理器+芯片组计划到SoC单芯片计划”等多方面的展开与立异，具有自主演进展开的才能和条件。
主力产品功能较好。2019年6月，兆芯在上海正式发布新一代16nm X86处理器产品——开先KX-6000和开胜KH-30000。新一代兆芯处理器是首款主频到达3.0GHz的国产通用处理器，支撑双通道DDR4-3200内存，选用SoC规划，包含CPU、GPU和芯片组，芯片集成度进一步增强，功能功耗比上一代产品前进3倍。KX-6000适配win7、win10等干流操作系统，SPEC 2006 INT RATE成果为170分，单芯片功能已到达7代i5的平等水平，使用体会大幅前进。
积极展开前瞻研讨。兆芯计划于2021年推出开胜KH-40000系列CPU，根据16nm工艺，32中心且支撑双路互联，专门面向高功能服务器产品商场。此外，兆芯已着手7nm以下工艺产品的界说和研发作业，作为开先KX-7000系列，连续SoC规划的详细计划，在内存、USB、PCIe等标准方面将瞄准世界同期干流水准。
兆芯生态具有优势。兆芯在完结技能立异与产品前进的一起，始终保持敞开协作，最大化兼容X86生态的优势。兆芯CPU大范围的使用于电脑整机、笔记本、一体机、服务器和嵌入式核算渠道等，可以为党政工作、金融、教育、交通、网络安全、动力等职业供给牢靠的解决计划。
七、申威：为超算而生的强者
申威CPU由上海高功能集成电路中心研发，根据DEC公司的Alpha架构，并进行了指令集扩展和微结构自主立异，成功使用在国产超级核算机中。
在探究中迭代展开。2006年，申威1单核CPU研发成功，130nm工艺，主频900MHz。2008年，申威2双核CPU推出，同为130nm工艺，主频1.4GHz。2010年，申威1600十六核CPU推出，65nm工艺，运用于威风蓝光超算。2012年，申威1610、410相继推出，均为40nm工艺、1.6GHz主频，别离用于服务器和PC。申威现已构成高功能核算CPU、服务器/桌面CPU、嵌入式CPU三个系列产品线。
申威432、443、3232在研。申威432、443均为4核CPU，别离选用第四代、第五代申威中心，主频将别离达2.2-2.5GHz和2.8-3.0GHz，归纳功能将别离到达同期世界干流桌面CPU的60%和80%。申威3232为32核CPU，首要面向云核算、大数据范畴，归纳功能估计为同期英特尔干流服务器CPU的60%-70%。
申威信息安全工业联盟应运而生。现在已有包含上海高功能集成电路中心、我国仪器进出口（集团）公司、中电科技（北京）有限公司等在内的50多家成员，掩盖芯片规划、根底软件、工业操控、整机及计划、定制服务等多个职业范畴。2020年3月，统信UOS也已完结对申威421系列、1621系列机型的适配。
结语：CPU国产化大潮起，群雄正逐鹿中原。CPU作为ICT工业的中心根底元器材，是国家展开的一大“命门”。现在，在世界环境、工业方针、商场需求的联合驱动下，一大批国产CPU厂商奋楫前行，在工艺、功能、生态建造等多个方面不断获得打破，为CPU的自主可控、安全可信做出了奉献，并在“好用”的商场化路途上越走越远。未来，“我国芯”作业天高任鸟飞，海阔凭鱼跃，空间潜力巨大，我国科技企业由追逐者到并行者，再到引领者，值得等待！
本文作者：蒋佳霖 孙乾
