揭秘:中国独属 CPU 的研发之路与市场突围
在当今科技飞速发展的时代,CPU 作为计算机系统的核心,其重要性不言而喻。而中国,一直怀揣着打造一颗独属于自己 CPU 的梦想。今天,就让我们走进龙芯的故事,探寻中国自主 CPU 的发展历程。
胡伟武,这位出生于浙江永康农村的科学家,心中一直有着深深的科技强国梦。他最喜欢的科学家是 “两弹一星” 元勋邓稼先和郭永怀,他们的奉献精神和爱国情怀深深影响着胡伟武。1986 年,胡伟武以永康第一名的成绩考入中国科学技术大学,本科毕业设计时,他用 400 多个小芯片焊出了一个 8086 的 CPU,展现出了卓越的技术天赋。此后,他师从有中国 “计算机之母” 之称的夏培肃院士,在计算机领域不断深耕。
2001 年初,在海外计算机产品大量涌入,国内 CPU 芯片全部依赖进口的背景下,33 岁的胡伟武在中国科学院计算所的支持下,带头组建了龙芯课题组,开启了高性能通用 CPU 芯片的自主研制之路。一年多后,龙芯 1 号研制成功,它被赋予了一个亲切又寓意美好的小名 “狗剩”。龙芯 1 号虽然性能只相当于上个世纪 Intel 586 处理器的水平,但它实现了我国通用处理器从无到有的飞跃,标志着中国人只能用外国 CPU 造计算机的历史一去不复返。
此后,龙芯团队不断砥砺前行。2003 年 10 月 17 日凌晨 4 点 30 分,龙芯 2B 通过测试,成为我国第一款 64 位高性能通用 CPU;2006 年,龙芯 2E 研制成功,其性能达到中低档奔腾 Ⅳ 处理器的水平,并且具有功耗低、安全性高等特点,成为当时除美国之外世界上性能最高的 CPU 产品。这些成绩的背后,是龙芯课题组成员无数个日夜的辛勤付出。他们常常夜以继日地连续在实验室工作,为了按期完成任务,牺牲了无数个节假日。
在龙芯的发展过程中,也涌现出了许多优秀的人才。陈云霁,19 岁就被胡伟武招为研究生,带入龙芯研发团队。此后,他在龙芯团队一干就是 12 年,从龙芯 1 号参与者晋升到龙芯 3 号主要架构师,并且把弟弟陈天石也带进了龙芯课题组。兄弟俩后来成为了 “寒武纪” 神话的创造人。陈云霁曾说,从导师胡伟武身上,他不仅学会了如何设计芯片,更明白了科学研究需要苦干实干的道理。
随着龙芯技术的不断积累,团队开始面临新的挑战 —— 产业化和市场竞争。2010 年前,主要国外 CPU 企业均曾寻求与龙芯合作,但胡伟武深知其中的风险,他清醒地认识到,要想真正发展,必须依靠自己,靠市场长大。于是,龙芯团队在技术创新之外,开始修炼商业与市场竞争的课程。
他们先是在 2006 年成立了龙芯产业化基地,2008 年组建了龙芯中科公司。2010 年,胡伟武率领龙芯团队从事业编改为企业编,集体下海,将命运与龙芯彻底绑定。然而,产业化之路并非一帆风顺。研发资金从哪来?龙芯能不能卖出去?这是摆在他们面前的两大生死难关。
好在北京市中关村管委会开了 20 多次协调会,最终让北京工业发展投资公司投资 1 亿元,并带动民资跟投 1 亿元。此后,龙芯中科又得到了创投 B、C、D 轮投资。在市场销售方面,高性能通用 CPU 作为信息领域最基础和最核心的部件,竞争异常激烈。龙芯不仅要面对产品本身的竞争,还要应对产品背后的竞争。为了打破困境,龙芯启动了根据地战术和星火战术。根据地战术是找准几个有竞争力的市场,建立牢固的产业根据地;星火战术则是团结一切可以团结的力量参与龙芯的应用和推广。同时,龙芯不断加强产品力的提升,以满足客户需求和提高性价比为核心。
尽管在发展过程中遭遇了国家项目支持变化等波折,但龙芯中科始终坚持以市场需求为导向,不断调整研发方向。2022 年,龙芯中科成功在科创板上市,期间龙芯 CPU 在电子政务等领域的桌面应用达到百万套量级,党的二十大报告中提到的十项重大科技进展中,有七项使用或选用了龙芯 CPU。
2022 年上市后,电子政务为代表的政策性市场大幅萎缩,龙芯中科再次启动了 “两点一面” 的转型。“两点” 是基于通用 CPU 做专用解决方案,基于自主研发做成本最低专用芯片;“一面” 是在政策性市场带动下,不断提高龙芯 CPU 的性价比并完善软件生态,争取更大市场份额。如今,龙芯的 “三剑客” 3A6000、3C6000、2K3000 和 “三尖兵” 1C0203、2K0300、2P0300 以颇具竞争力的性价比广受市场好评。其中,2023 年推出的龙芯 3A6000,性能可以跟 Intel 的第 10 代酷睿相比,达到了国际主流水平。
除了在 CPU 领域不断取得突破,龙芯在自主指令系统的研发上也迈出了重要步伐。在胡伟武看来,我国信息产业长期依赖美西方主导的 X86 和 ARM 体系,要实现民族复兴,必须构建独立的第三套信息技术体系和产业生态。2019 年,龙芯下定决心研发自主指令系统。2020 年,龙芯中科推出自主指令系统 LoongArch,简称 “龙架构” 或 “LA 架构”。龙架构在硬件方面易于高性能低功耗设计,在软件方面易于编译优化和操作系统、虚拟机的开发,还可以通过高效二进制翻译运行 X86、ARM 等平台上的二进制应用程序。目前,龙架构已获得国际 GNU 组织编号 258 号,得到了与指令系统相关的主要国际软件开源社区、众多操作系统以及基础应用的支持。2025 年 3 月发布的《龙架构生态白皮书(2024 年)》宣布,独立于 X86 和 ARM 的第三套新型信息技术体系和产业生态已基本建成。
然而,对于龙芯而言,打造信息技术体系第三极仍是一场 “持久战”。按照胡伟武的设想,基于龙架构的自主生态会在 2035 年形成与 X86 和 ARM “三足鼎立” 的态势。胡伟武就像一位坚定的战士,他没有业余爱好,做龙芯就是他的兴趣所在,哪怕不赚钱只要有饭吃他也愿意做。他拒绝了报院士的机会,因为他深知,中国不缺院士,但缺一个像 Intel 这样的企业。如今,Intel 已江河日下,而龙芯中科才刚刚开始,未来充满无限可能。

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