这群特殊材料制成的人默默付出20余年,只为中国芯

龙科多 2022-06-27 浏览:

201410月,刚刚被任命为AMD首席执行官的苏姿丰,正紧张地坐在前往北京的飞机上。这趟中国之行,关系到整个公司的生死存亡。从2006年算起,AMD的运营策略接连失误,导致公司股价大幅下跌,债务水平不断上升,甚至连华尔街都给它宣判了死刑:没有任何投资价值

没有让苏姿丰失望,这趟中国行,让AMD得到了充分的回血。组建合资公司、提供X86技术许可、共同生产芯片,公司不但拿到了巨额的授权费,还能根据合资公司的芯片销售情况,拿到另一笔技术特许使用费。为了套现,不久之后,AMD又将两座芯片厂85%的股权,出售给中国实体。

就在引进授权合资收购成为业内热搜词时,20197月,《华尔街日报》的一篇报道,让苏姿丰的心提到了嗓子眼。文章标题是“AMD是如何将芯片王国的钥匙交给中国的,内容指责该公司不顾本国国家安全,让中国企业获得先进的X86技术,而且为了逃避监管,还故意设计了复杂的交易方案。

结果这一年,不再需要外援的AMD,正式宣布,不再授权新一代Zen架构给中国公司。而在旧金山湾区劳伦斯·利弗莫尔国家实验室,AMD的芯片已经被用来为美国的核威慑提供动力。

一段时间内,国内CPU技术徘徊在引进消化自主创新之间。像备受热议的ARM架构,引自国外IP授权,在自主性、经济性与安全性方面,存有较大争议。ARM架构由英国ARM公司掌控,其他ARM CPU企业要不断花重金购买最新版本的授权,才能获得升级的机会。可在近期的俄乌冲突中,英国政府下令断供俄罗斯芯片厂的ARM授权与技术服务。自主、经济、安全的风险显然也成为了悬在中国相关企业头顶的利剑。而抛开引进路线,在国产CPU自主创新领域,国内有一家企业至今被外界看作特殊的存在,行事风格与其他公司迥异,常蒙着一层神秘面纱。

龙芯中科,相信关注国产CPU的人士,必然听说过这个名字。这家从科研院所孵化出来的企业,一直环绕着理想专业的标签。而近期,龙芯中科董事长胡伟武一篇三万多字的报告,更是在业界引起不小轰动。

报告以精神硬才能技术硬为标题,提到了很多特殊的字眼,比如说人民国家价值观辩证法。印象中,高校思政课才会出现类似的词语,今天却出自一位商界人士的阐述。而这家企业更加特殊,花费二十多年磨砺国产CPU,如今奔向科创板。但如果是想挣钱,它却迟迟不做国外授权IP的产品。

带着这些疑惑,笔者采访到了胡伟武,回头再细思这些文字和行为,对这份特殊也有了新的理解。

一个人的特殊

CPU的重要性已经无需多言,卡脖子问题至今仍让业界感到呼吸困难。而作为龙芯中科董事长,胡伟武对国产CPU”一直抱着坚定与执着。他曾经说:中国不缺院士,缺的是像英特尔这样的企业。国家需要这样的企业,我们就干这个

从高校、研究机构走出来的企业家很多,他们或是西装笔挺地坐在台上,与主持人侃侃而谈商业模式,又或是将传统文化与公司运营结合,诉说着武侠传奇。而已经迈过知天命之年的胡伟武,举手投足间不紧不慢,带着典型的学者气息。他那一身灰色中山装、胸带红色像章的形象,更是引发众多的猜想与解读。

与胡伟武交流,最大的感受是专业加理想。虽然每次对外讲述的内容都避免不了重复,但他还是会不厌其烦地解释技术需要既自主又兼容等等之类观点。普通人难以理解的生涩、专业词汇,他会用最通俗的语言,与你清晰明快地讲解。他常说:自主指令集就像是语言,中国人不可能用英语书写灿烂的中华文化。

十年前,圈内有人将胡伟武看成笑话,说他是堂吉诃德,弄个(龙芯)长矛斗两个风车,一个叫英特尔,一个叫ARM”。自主CPU的背后,往往承载了一个生态。英特尔的X86与微软的Windows结合,形成了经典的Wintel电脑软件生态,而ARM与安卓操作系统也造就了手机领域的AA体系。在胡伟武看来:中国要想成为真正的强国,建设第三套信息技术生态体系必不可少。

生态主导权的背后,不但是软硬件实力的较量,也是国家意志的竞争。八十年代,当电脑发展还在莽荒时代、CPU市场大局未定时刻,日本也曾有机会翻身。东京大学教授坂村健提出计算无所不在的构想,其核心思路是,打造日本自己的CPU和操作系统,以开放的策略建立生态。那个时候,所谓Wintel体系、AA体系都是后话。

1984年,日本推出了自己的TRON VLSI CPU架构,打算再次书写像DRAM领域一样的传奇。而且,英特尔、摩托罗拉等企业为了降低CPU制造成本,也分别将处理器外包给日立、三菱、NEC。英特尔更激进,直接将8086处理器的技术许可,授权给NEC等日本企业。而这些日本企业也是盘算着吃透美国处理器,为自家的CPU架构服务。结果,没想到美国挥舞起制裁大棒。

时任英特尔公司总裁安迪·格鲁夫说:英特尔是美国电子业迎战日本电子业的最后希望所在,他凭借着1984年在美国通过的《半导体保护法》,将日本企业告上法庭,指责它们私下改动英特尔的CPU技术,偷偷摸摸做成产品,在日本销售。结果,日本企业败诉,CPU授权被收回,引进消化,再创新的路子被堵死。美国企业之所以能如此强势,背后是美国国家实力的支撑,对日本实施制裁,而后者也被迫接受苦果、丧失生态主导权。

在美日芯片技术交锋时代,年轻的胡伟武还在求学苦读中。上世纪80年代,很多华侨回国探亲,他们带回了随身听、高级手表,还是中学生的胡伟武投去了羡慕的眼光,可父亲对他说:我们的日子会好起来的,但需要你们加倍努力,为国家,也为自己。中学毕业时,胡伟武就在入党申请书中写道:树立填补祖国空白、为祖国争光的斗志。思想钢印在青少年时代就开始被印刻。

他曾亲身感受老一辈科学家的奉献精神。曾经在龙芯中科工作的年近80岁的计算机专家黄令仪教授,一天到晚拖着鼠标盯着屏幕。当被人劝说时,老前辈的回答是:我这辈子最大的心愿就是匍匐在地,擦干祖国身上的耻辱。时至今日,胡伟武仍然能清晰地回忆起当时的场景,如数家珍。

站在风口上,猪都能被吹起来,这样的经验总结曾风靡业内。2010年后,国内一批互联网科技企业抓住了这样的风口,赚得盆满钵满。而类似的风口,也吹向了国内CPU行业。手握国外授权的IP,借助已有的软件生态体系,一批国内企业纷纷设立,并迅速搅动市场。

大环境之下,科班出身的胡伟武却显得另类,与众人追求的时代潮流逆向,坚持另起炉灶、另建指令集、另构软件生态。在他的观点中,为人民做龙芯才是重中之重。国家和人民所需要恰恰就是不被卡脖子的自主CPU

成功的事业往往在起步时刻,最为艰难。19984月,在香山会议上,年近古稀的中国计算机专家金怡濂院士,曾语重心长地指出:“CPU一定得做做看,哪怕做个586也得试试58620世纪90年代初的英特尔处理器,主频只有几十兆,而当时市场的主流产品已经迭代了好几轮。

不足十几平的实验室、十几个人的团队,这是胡伟武在2000年初的创业基础。为了进展顺利,他们还给龙芯起了一个好养活的名字狗剩。而这样土味的叫法背后,也深刻着埋头苦干的信念。

不到两年时间,龙芯1号就被团队攻关成功。紧接着,一年之后,龙芯2号也被成功拿下。在龙芯2号通过测试后,胡伟武给每人倒了半纸杯珍藏了很久的一位硅谷朋友送的XO,还一起打车到天安门观看升旗仪式。

龙芯的成长过程,伴随着三个必须回答的问题:中国要不要研制通用CPU?中国能不能研制通用CPU?龙芯能不能卖得出去?胡伟武说:20012006年,我们用了6年的时间回答了前两个问题。如今能不能卖出去,也早已经有了答案。

CPU产品性能还未先进时,胡伟武选择开拓小而散的工控市场,这就像在盐碱地上耕种一样,至少可以解决温饱问题。这些小系统服务起来很辛苦,但起到了练兵作用。如今,龙芯系列产品已经广泛应用于党政机关、能源、电力、石油、交通等行业。

2015年,龙芯实现盈亏平衡后,又相继推出3A20003A30003A4000202010月,龙芯研制的3A5000通用处理器性能是3A100010倍以上,超过了引进ARM技术的其他国产CPU。而今年6月发布的16核心服务器芯片3C5000,性能媲美Arm 64核服务器芯片。

这群特殊材料制成的人默默付出20余年,只为中国芯

在技术向上的过程中,公司的营收数据也在向上攀爬,从2015年营收平衡,到利润过千万,再到后来的利润过亿。胡伟武曾说:赚钱不是因而是果,越是坚持为人民做芯片,利润越会滚滚而来。二十多年的技术坚守,证明了他当初的抉择。

一群人的特殊

当前,国内芯片大潮汹涌澎湃,一笔又一笔热钱涌入其中。与CPU相关的华丽职业履历,成为迈向高薪的阶梯。在公开的招聘信息中,资深IC验证工程师的36万的月薪,已是常态,对于工作经验35年的CPU/SoC性能建模工程师,甚至有企业给到百万年薪。

龙芯中科位于北京海淀,这里既聚集着中国的软件龙头公司,也坐落着硬件领军企业。胡伟武在采访中,开玩笑地说:一个白丁来龙芯工作三四年后,就可能成为技术高手,然后再去龙芯之外的企业,拿高薪不是难题。可龙芯中科的核心骨干们,却没有被近在咫尺的利益诱惑,甘愿埋头于技术研发。

2010年,龙芯团队开始市场化转型,一群体制内的年轻人,毅然决然放弃优越的学术岗位。像现任龙芯中科副总裁张戈,2001年就已经获得中科大少年班的计算机学士学位,2006年又获得中科院计算所的博士学位,25岁已经是副高职称。可当龙芯转向市场、告别国家扶持时,他选择破釜沉舟地做芯片,放弃象牙塔中的温室

胡伟武的学生中,很多人都做出了这样的选择。另一位现任的龙芯中科副总裁高翔,在硕士阶段就跟着胡伟武做CPU研究,还获得过中国计算机学会科技进步一等奖。包括杨旭、李晓钰这几位龙芯中科现任高管,都曾是中科院计算所的在读博士。在外人看来,这些人学术前途一片光明,可在关键时刻他们选择退学,加入新成立的公司。在演讲中,胡伟武曾开玩笑说:一般人办企业从零开始,像他们这群研究人员办企业,是从负数开始。

学院派到市场化,他们想的是在学术体制之外,再次拓展国产CPU生存空间。他们中,有人曾以办公区的上下铺为家,有人为了赶项目奋战六天六夜。为了争分夺秒的抓住研发时间,他们甚至连女儿希望爸爸在家陪我的愿望,都无法轻易拍着胸脯答应。

专业领域从不缺高手,缺的是耐得住寂寞、挡得住诱惑、受得了委屈的人。《龙芯的足迹》一书中写道:精干的操作系统组,才四个人,3个月内搞定了一切与软件有关的东西,包括BIOSLINUX2.4内核、gcc编译器、X-Window、调试工具、Web Server等等……甚至做到了与别人的处理器引脚级兼容,只要把别人的拔下来,自己的插上去就行

龙芯1研制阶段,中科院计算所龙芯课题组的成员们,甚至能熬夜到清晨,累到扶着鼠标、靠在椅子上睡着。胡伟武曾自责自己比周扒皮还狠,因为看到这样的场景,他还要下狠心叫醒他们,询问前一晚的项目进度如何。实际上,胡伟武自己更是拼命三郎,有两次是七天七夜不睡觉,因为当时是夏天,他没时间回家洗澡,衣服都粘连在身上,汗水浸透在其中都能闻见馊味。

从实验室走向商业战场,这群人一直不离不弃。去年6月,龙芯中科递交科创板招股书中,核心团队的薪资水平让人大跌眼镜,与国内传统大厂相比,存在不小差距。可就是这样一支高技术低薪队伍,却没有被这些巨头们挖走。

事实上,产业化探索过程也是不断蝶变过程。从样品到产品,从产品到商品,龙芯团队受到过褒奖与鼓励,也经历过失败与嘲讽。在给有关部委汇报工作时,有部门负责人曾说:我们现在反向设计的都不敢用,别说你们(龙芯)正向设计的了

为了让自主CPU用起来,当初龙芯团队好几位成员,亲自跑到江苏常熟,去做整机。像龙芯1号、龙芯2号的主要结构设计者之一张福新,没有太多犹豫,放弃高薪工作、舍弃留在北京的发展机会,刚刚结婚才两个月,就前往常熟,研发生产龙芯的整机。

从研究员变成管理者,似乎有赶鸭子上架的味道。但是,把龙芯从实验室带到市场上,将科研成果转化为生产力,张福新依然像他在实验室做研究、写代码一样,他的一天通常在凌晨两点结束。他说过:收入高的工作不一定就好,做自己感兴趣的工作,比短期收入更重要。只是工作地点换了,他热爱的事业依然在。尽管当时张福新不在龙芯中科任职,但他的工作还是与龙芯紧紧联系在一起,他一直都是龙芯团队的忠实战友。现在,随着龙芯产业链的茁壮成长,张福新已经回归龙芯团队。

胡伟武曾在演讲中提到,接到过猎头电话,要给他高薪,让他担任国外企业的CPU研制负责人,可他直接拒绝了。而这个猎头又让他推荐一个学生或同事,胡伟武的回答是:他们也不会去,因为他们是在为自己国家做芯片。

可能很多人不知道,龙芯1处理器还有另外一个名字“XIA50”,为的是纪念中国第一台计算机研制者夏培肃院士。她是胡伟武的导师,被誉为中国计算机之母,为两弹一星研制计算机,克服了种种困难。她与其他先辈一起,从无到有建立起中国计算机工业体系。在龙芯中科面向市场后,夏培肃还一直关心技术突破和应用开拓,如果有在国外芯片企业工作的朋友回国,她都会给胡伟武介绍。

这群特殊材料制成的人默默付出20余年,只为中国芯

胡伟武与夏培肃院士

学高为师,身正为范。夏培肃对学生既要求严格,又十分关心。在古稀之年,她仍不顾年迈的身体状况,对学生的论文,从学术内容,到章节安排,甚至标点符号,都进行仔细推敲和修改。手把手地教学生,如何做学问。在荣誉方面,夏培肃十分谦让。按照国内外学术惯例,研究生学论文,一般把导师作为作者之一,可夏培肃却不允许这样做,除非论文中确实包括她的实质贡献。而且在上报科技进步奖时,她会尽量将名额让给年轻人。在她看来,老师就是人梯。

夏培肃曾说:希望在龙芯发展到一定实力的基础上,建立起像IBMWatson实验室或朗讯的Bell实验室那样的前瞻机构。如今看来,中国计算机界前瞻机构的脉络早已清晰,从夏培肃、黄令仪、金怡濂、李国杰,到胡伟武,再到如今工作在龙芯中科博士、硕士们,这是扎根在一株根基上的参天大树。他们不仅传承了严谨、求实的科学精神,也接力扛起了为国家、为人民造的历史使命。

这群人组成公司的特殊

龙芯团队从2000年初的十几人,到2022年的近千人,达到这样的规模居然花了二十多年。而在国内,一家常规的芯片创业型公司,可能几年之间就能赶上这样的人员名额。只要手中有足额的资金,扩大规模不是问题。不过,有些投资人也给出不一样的看法,他们认为国内企业基于国外公版处理器IP,很难做出差异化,所以他们对投资此类芯片创业型公司,表现出谨慎的态度。

在与胡伟武的交流中,他提到了一个特殊的观察点:为什么同样是卖芯片,国外企业能大把地赚取巨额利润,而国内公司不但有时不赚钱,甚至可能出现倒贴的情况。他认为,一个重要因素是,中国公司卖的只是简单的产品,而国外巨头卖的信息产业解决方案,这恰恰决定了用户的使用习惯和产业主导权。像电脑怎么用、什么时候升级,是英特尔、微软说了算,它们可以制定利润分配规则。

1978年,英特尔推出8086处理器时,芯片上只有4万个晶体管,因为起步早,自然获得充分的试错、技术迭代的机会,促使它不断推陈出新。但在同一时代,英特尔与蓝色巨人IBM相比仍有差距。1999年,英特尔推出的奔腾III处理器,在性能仍然无法赶超IBM的技术。

在竞争的关键阶段,英特尔选择了生态、兼容、平台化。业界有一个不成文的经验,拿十年前的Windows系统,安装到现在英特尔处理器的主板,仍然可以运行。90年代,IBMSun等公司在高端服务器领域,拥有强大的话语权,可具体到每台机器本身,却出现技术兼容性问题。而英特尔选择团结产业链伙伴,从低端服务器入手,避开大公司竞争。结果随着时间的推移,巨头们的高端服务器市场,也难以为继。这样的细节案例,似乎也隐藏着某种普遍性规律。

精神硬才能技术硬的那篇报告提到:技术要做到既自主又兼容。而从龙芯构建自主指令集LoongArch,推出操作系统内核、编译器、虚拟机、二进制翻译系统,解决工控领域数以千计的难题,再向PC、服务器迈进时,我们隐约看到了熟悉的一幕,正在上演。

更特殊的是,在胡伟武看来,前人的路线还可以再优化,他说:Wintel模式中,英特尔与微软仍存在磨合匹配问题,而AA体系中,谷歌和ARM是也面临相同的情况,所以龙芯要做的是谷歌+英特尔模式,既要卖CPU,又要提供开源的基础版操作系统。

从技术角度看,考虑到自主与效率,当前也有很多厂商计划以开源架构为基础,打造国产CPU,比如说广受追捧的RISC-V,它起始于加州大学伯利克分校,可以免费地用于所有希望的设备中,允许任何人设计、制造、销售相关的芯片和软件。但正因为如此,造成了RISC-V生态的碎片化,没有统一的修改规则,谁都可以增添指令。胡伟武在采访中提到:自主指令集LoongArch吸收了前人的经验,在未来它会面向业界免费开放,但是如果要调整修改,需要遵从一套标准的规范。

为了构建第三套信息技术体系,龙芯团队也将这个过程分解成多步。因为起步早,国内的工控市场已经是龙芯熟悉的领域。这个领域比较特殊,考验的是底层的软硬件能力,比如说工控主板的内存不是标准内存条,而龙芯CPU的内存控制器是自己做的,所以他们可以帮用户把工控主板的内存调稳定。其他厂商CPU的内存控制器是国外买来的,往往很难做到这点。

2015年后,龙芯在电子政务市场取得很大进展,凭借这一市场的爆发式增长,最终在十三五期间,实现了销售收入和CPU性能双十倍增长的成绩。这几步走下来,龙芯展现出了对产业规律的深刻认知和运用。

如今,在几十年的技术积累之上,龙芯已经掌握了“2+3+3+2”十大基础软件能力,可实现在自主软硬件系统上兼容已有应用,即两大核心软件——BIOS、操作系统内核(含驱动和虚拟化),三大编译器——GCCLLVMGOLANG,三大虚拟机——JavaJavaScript.NET,两大二进制翻译系统——X86ARM

关于如何建设既自主又兼容的软件生态体系,胡伟武讲到:首先,提供基础版开源操作系统,从而降低产业链门槛,规范硬件兼容性,实现应用兼容性;其次,通过高效二进制翻译系统消除指令系统壁垒,实现广泛兼容,作为过渡手段,在龙芯平台上运行X86/Windows应用,通过软硬件结合大幅提高二进制翻译效率;最后,形成自主编程语言和编程框架,就像写手机APP的人会写一个安卓版一个苹果版,希望未来写电脑APP的人会写一个微软版、一个龙芯版。当应用开发商发现,越来越多的人在龙芯上用他们的产品,他们自然会聚集到基于龙芯自主指令系统架构的平台上。一旦这样风潮涌起,也就预示着中国第三条信息技术生态体系,将会大踏步地向上迅速构建。

这群特殊材料制成的人默默付出20余年,只为中国芯

从龙芯中科的上市招股书来看,20192021年,公司年收入分别是4.86亿元、10.8亿元、12亿元,归母净利润分别为1.9亿元、7179.9万元、2.37亿元。在这三年中,公司研发投入金额累计达6.08亿元,占各年营业收入的比例分别为 16.11%19.26% 26.78%,可见其对研发的重视程度。虽然在绝对规模上,与国外巨头相比,仍有差距。但是,从数据的良好变化趋势来看,龙芯团队在精神硬才能技术硬的道路上,必定会越走越远。

结尾手记

一个团队、一个组织要做到技术硬,首先要必须做到精神硬,没有灵魂的团队就没有战斗力。七十多年前,军饷很低甚至不发军饷的红军、八路军、解放军,在艰苦的条件下,依然是战斗作风顽强,为了崇高的红色理想,前赴后继地向前冲锋。就像胡伟武所说,从思想上解决了为谁龙芯做这个根本性问题,队伍才有战斗力。

吃苦耐劳、奋斗创业的故事很多,但能让龙芯团队二十年如一日扎根技术研发,背后的精神支撑正是这种为人民造龙芯的决心。六十年前,夏培肃等前辈为两弹一星事业研制计算机,一代人吃了两代苦,没有任何享受,为国防事业构建坚固盾牌。身怀利器、为人民服务,这完美诠释了中国科研先辈的又红又专。如今,从夏培肃,到胡伟武,再到龙芯团队,为人民造龙芯的精神在艰苦的磨砺下,正在不断开枝散叶。

四十年前,创业先锋与农民工兄弟一起,为中国的工业、基建筑牢了地基。现在这些人在前线撑不住了,此时需要中国科研人员担负起使命,奔向新战场。在中美技术竞争的转折点上,国家、人民有了困难,勇敢站出来的科研人员必将成为这段历史的功臣之一。

从研究机构到企业公司,龙芯团队站了出来,运用商业思路,打破了科研成果验收会就是追悼会的魔咒,为国产CPU抛洒汗水。因为有了为人民造龙芯的精神内核,让人们更加理解龙芯的精神硬才能技术硬。同时,这也诠释了龙芯的上市,不是简单的做产品挣钱上市,而是站在国家的角度考虑龙芯的发展,为人民构建安全可控的信息技术体系。

当前,国内信息技术发展类似于90年代的硅谷,技术快速迭代,产业链深度融合,资本高度活跃。当时,英特尔、ARM还是没有成为巨头的小公司,但它们灵活勇敢地抓住历史的潮流,将IBM等传统巨头甩在身后。胡伟武开玩笑说:丫鬟拿了一辈子钥匙还是个丫鬟。只有加持专业与理想,抓住历史机遇,才能翻身做主人。

这群特殊材料制成的人默默付出20余年,只为中国芯

在当年中科院计算所北楼实验室的墙上,挂着一则标语:人生能有几回搏,这里是龙芯团队曾经战斗过的地方。为了支持龙芯的发展,甚至有工人从微薄的退休金里拿出1000元寄来。后来者不意味着永远跟跑,正如中国人从1840,到1949,再到当下,为了美好的生活,探索了近百年,如今各项事业正处在关键节点。技术发展与国家命运有着某种程度上的同步性,选择好正确的路线,就意味着把握住了机会。

有了为人民造龙芯的理想,有了时代的历史机遇,十年之后,中国企业用自己的特殊技术语言书写中国自己的信息社会,必然不再是殷切期待。

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