龍芯中科轉(zhuǎn)型——市場(chǎng)開(kāi)拓+核心創(chuàng)新，會(huì)好嗎？

CPU作為計(jì)算機(jī)運(yùn)算和控制的核心，是信息產(chǎn)業(yè)中最基礎(chǔ)的核心部件，它設(shè)計(jì)技術(shù)門(mén)檻高、研發(fā)周期長(zhǎng)，且具有極高的生態(tài)壁壘，是典型的技術(shù)密集行業(yè)，在電路設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)軟件開(kāi)發(fā)等方面對(duì)創(chuàng)新型人才的數(shù)量和專(zhuān)業(yè)水平等均有很高要求。國(guó)際上主流的CPU公司都經(jīng)歷了長(zhǎng)期的技術(shù)和市場(chǎng)積累，相對(duì)而言，國(guó)內(nèi)企業(yè)處在成長(zhǎng)階段，與國(guó)際主流廠商仍存在技術(shù)差距，競(jìng)爭(zhēng)力有待提升。

在國(guó)產(chǎn)CPU企業(yè)中，龍芯中科在自主創(chuàng)新和生態(tài)建設(shè)等方面，走出了自己的道路。

14年3輪迭代，應(yīng)用場(chǎng)景走向多樣化

龍芯中科主營(yíng)業(yè)務(wù)為處理器及配套芯片的研制、銷(xiāo)售及服務(wù)，主要產(chǎn)品與服務(wù)包括處理器、配套芯片產(chǎn)品、基礎(chǔ)軟硬件、解決方案等業(yè)務(wù)。

2001年，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所開(kāi)始研制龍芯處理器，進(jìn)行了十年的技術(shù)積累。2010年，在中國(guó)科學(xué)院和北京市政府共同牽頭出資支持下，龍芯開(kāi)始市場(chǎng)化運(yùn)作，對(duì)龍芯處理器研發(fā)成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。

市場(chǎng)化運(yùn)作以來(lái)，龍芯中科目前主要經(jīng)歷了三輪產(chǎn)品迭代：

2011-2015年在工控領(lǐng)域的第一輪迭代，達(dá)到每年幾萬(wàn)片量級(jí)；
2016-2019年在電子政務(wù)領(lǐng)域的第二輪迭代，達(dá)到每年幾十萬(wàn)片量級(jí)；
2020開(kāi)始的面向更多應(yīng)用場(chǎng)景的第三輪迭代，達(dá)到每年幾百萬(wàn)片量級(jí)。

多年的發(fā)展中，龍芯中科主要基于信息系統(tǒng)和工控系統(tǒng)兩條主線開(kāi)展產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，面向網(wǎng)絡(luò)安全、辦公與業(yè)務(wù)信息化、工控及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域與合作伙伴保持全面的市場(chǎng)合作，系列產(chǎn)品在電子政務(wù)、能源、交通、金融、電信、教育等行業(yè)領(lǐng)域已獲得廣泛應(yīng)用。

核心技術(shù)和產(chǎn)品

1、自主研發(fā)核心IP

包括系列化CPU IP核、GPU IP核、內(nèi)存控制器及PHY、高速總線控制器及PHY等上百種IP核。

2、自主指令系統(tǒng) LoongArch

2020年，龍芯中科推出了龍芯架構(gòu)（LoongArch），包括基礎(chǔ)架構(gòu)部分和向量指令、虛擬化、二進(jìn)制翻譯等擴(kuò)展部分，近2000條指令。龍芯架構(gòu)不包含MIPS指令系統(tǒng)。

3、芯片產(chǎn)品

<與非研究院>整理統(tǒng)計(jì)了龍芯中科的核心芯片產(chǎn)品信息，主要包括龍芯1號(hào)系列、龍芯2號(hào)系列、龍芯3號(hào)系列，以及配套的芯片產(chǎn)品（ 產(chǎn)品信息若有疏漏，歡迎補(bǔ)充和指正）。

從命名方式來(lái)看，龍芯中科芯片產(chǎn)品命名為“龍芯 XYZZZZ”，其中：X為1-9的數(shù)字，代表不同系列芯片，如1為龍芯1號(hào)系列，2為龍芯2號(hào)系列，3為龍芯3號(hào)系列，7為配套橋片；Y 為字母，代表系列中不同的子類(lèi)別，一般用于區(qū)分不同細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域和/或核數(shù)；ZZZZ 為多位數(shù)字，代表芯片的代級(jí)；龍芯3號(hào)系列產(chǎn)品中 A 型主要應(yīng)用于桌面，B和C 型主要應(yīng)用于服務(wù)器。

表1：龍芯中科核心芯片產(chǎn)品，<與非研究院>據(jù)官方資料整理

4、配套基礎(chǔ)軟件

為支持芯片銷(xiāo)售及應(yīng)用，龍芯中科開(kāi)發(fā)了基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)及瀏覽器、Java虛擬機(jī)、基礎(chǔ)庫(kù)等重要基礎(chǔ)軟件，持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)，并以?xún)煞N方式提供給客戶(hù)。

第一種方式是將龍芯中科開(kāi)發(fā)的軟件、模塊和優(yōu)化成果，集成搭載進(jìn)商業(yè)操作系統(tǒng)廠商開(kāi)發(fā)的發(fā)行版操作系統(tǒng)中，隨商業(yè)操作系統(tǒng)廠商銷(xiāo)售的發(fā)行版操作系統(tǒng)產(chǎn)品提供給客戶(hù)，確保在商業(yè)操作系統(tǒng)廠商產(chǎn)品中集成了龍芯中科最新軟件研制成果。

第二種方式是直接提供給終端用戶(hù)，包括云廠商、整機(jī)廠商、應(yīng)用集成商等，終端用戶(hù)一般通過(guò)公司下游的整機(jī)廠商購(gòu)買(mǎi)搭載龍芯CPU的整機(jī)產(chǎn)品。上述用戶(hù)可直接使用龍芯中科發(fā)布的基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)，也可基于龍芯中科發(fā)布的基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)以定制其產(chǎn)品系統(tǒng)。

5、解決方案

龍芯中科與板卡、整機(jī)廠商及基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用解決方案開(kāi)發(fā)商建立合作關(guān)系，為下游企業(yè)提供基于龍芯處理器的各類(lèi)開(kāi)發(fā)板及軟硬件模塊，并提供相應(yīng)的技術(shù)支持與服務(wù)。解決方案業(yè)務(wù)可細(xì)分為硬件模塊和技術(shù)服務(wù)兩個(gè)部分。

硬件模塊業(yè)務(wù)主要產(chǎn)品為基于龍芯處理器的開(kāi)發(fā)板和驗(yàn)證模塊。龍芯處理器通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)電路板上搭配配套芯片、內(nèi)存條、電阻電容等不同類(lèi)型電子元器件形成開(kāi)發(fā)板和驗(yàn)證模塊。其中，橋片等配套芯片自行研制，電路板、內(nèi)存條等其他電子元器件主要通過(guò)外部采購(gòu)。

開(kāi)發(fā)板是為了推廣CPU產(chǎn)品，提供給下游板卡企業(yè)參考和評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)板型產(chǎn)品，下游企業(yè)根據(jù)應(yīng)用和市場(chǎng)情況進(jìn)行裁剪和功能改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)形成板級(jí)產(chǎn)品。

驗(yàn)證模塊是市場(chǎng)開(kāi)拓早期根據(jù)客戶(hù)需求定制的電路板模塊產(chǎn)品，提供給下游整機(jī)企業(yè)。隨著芯片業(yè)務(wù)提升，硬件模塊產(chǎn)品收入占比逐漸降低。

技術(shù)服務(wù)業(yè)務(wù)主要是基于龍芯處理器的系統(tǒng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)服務(wù)，目的是支持客戶(hù)使用龍芯處理器。例如，部分客戶(hù)選擇使用與3號(hào)系列芯片配套的其他定制橋片時(shí)，需要適配技術(shù)服務(wù)，通過(guò)調(diào)試以使3號(hào)系列芯片可與其他定制橋片配套使用。

主營(yíng)業(yè)務(wù)收入情況

近年來(lái)，龍芯中科主營(yíng)業(yè)務(wù)按產(chǎn)品分類(lèi)，收入情況如下：

表2：2019-2023H1龍芯中科主營(yíng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，<與非研究院>整理

圖1：2019-2023H1龍芯中科主營(yíng)業(yè)務(wù)收入/產(chǎn)品構(gòu)成情況，<與非研究院>整理

工控類(lèi)：主要應(yīng)用于關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的控制和通訊系統(tǒng)。由于政策推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)環(huán)境持續(xù)向好，以及工控類(lèi)芯片產(chǎn)品的拓展性、應(yīng)用領(lǐng)域細(xì)分市場(chǎng)的豐富性增加，工控類(lèi)芯片銷(xiāo)售收入趨于穩(wěn)定。

信息化類(lèi)：主要應(yīng)用于關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的桌面和服務(wù)器。3A3000系列、3A4000系列芯片產(chǎn)品，性能成倍提升，2020年信息化類(lèi)芯片銷(xiāo)售同比大增211%。2021H2信息化類(lèi)芯片向3A5000系列切換，3A5000系列使用 LoongArch 指令系統(tǒng)，整機(jī)廠商和操作系統(tǒng)廠商需要時(shí)間磨合，形成規(guī)模增長(zhǎng)預(yù)計(jì)需要一定時(shí)間，當(dāng)年信息化類(lèi)芯片銷(xiāo)售收入略有下滑。2022年，由于電子政務(wù)市場(chǎng)停滯，信息化芯片業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入1.9億元，同比減少71.43%。 2023H1政策性市場(chǎng)新一輪采購(gòu)尚未規(guī)模性啟動(dòng)，政策性市場(chǎng)需求減少，2023H1信息化業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收約0.4億元，同比減少54.91%。

解決方案：主要為根據(jù)客戶(hù)要求提供硬件模塊產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)。該部分收入隨著公司客戶(hù)基礎(chǔ)擴(kuò)大、客戶(hù)關(guān)系加深而不斷增加，也受到客戶(hù)具體需求、項(xiàng)目驗(yàn)收進(jìn)度等因素影響。2019-2023H1，解決方案收入持續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2023H1，服務(wù)器解決方案銷(xiāo)量增加，貢獻(xiàn)收入超過(guò)1億元。

開(kāi)啟轉(zhuǎn)型，布局開(kāi)放市場(chǎng)

2022年，政策性市場(chǎng)壓力加劇，龍芯中科的信息化應(yīng)用銷(xiāo)售收入銳減，由此開(kāi)啟重要轉(zhuǎn)型期，努力擺脫對(duì)政策性市場(chǎng)的依賴(lài)，打開(kāi)充分競(jìng)爭(zhēng)的開(kāi)放市場(chǎng)。

從多家信創(chuàng)企業(yè)近年披露的業(yè)績(jī)來(lái)看，2022年業(yè)績(jī)普遍出現(xiàn)下滑。信創(chuàng)工程于2018年從黨政信創(chuàng)起步，已持續(xù)開(kāi)展了4年多，從2022年起，信創(chuàng)工程的重點(diǎn)已從黨政信創(chuàng)轉(zhuǎn)為行業(yè)信創(chuàng)，金融、電信、電力、石油、醫(yī)療、教育等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)成為信創(chuàng)工程的重點(diǎn)。

從黨政、行業(yè)及教育領(lǐng)域來(lái)看，PC、終端、服務(wù)器業(yè)務(wù)整體的市場(chǎng)規(guī)模是存在的。龍芯中科還將繼續(xù)以黨政和相關(guān)行業(yè)為重點(diǎn)，同時(shí)推進(jìn)開(kāi)放市場(chǎng)布局。

2023年11月，龍芯3A6000發(fā)布，根據(jù)目前已有的官方信息和相關(guān)媒體評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)，以同為12nm制程工藝、同樣擁有4核心8線程的i3-10100F為基準(zhǔn)，龍芯3A6000的單核性能與其相差12%，多核性能相差30%，整體性能相差在17%左右。

同時(shí)，華碩電腦推出支持龍芯3A6000處理器的消費(fèi)級(jí)主板——XC-LS3A6M，這是龍芯中科在開(kāi)放市場(chǎng)一個(gè)比較重要的應(yīng)用拓展。

根據(jù)龍芯中科方面的信息，3A6000之后還會(huì)推出8核的3B6000、16核的3C6000和32核的3D6000。隨著核數(shù)的增加，其CPU產(chǎn)品對(duì)標(biāo)國(guó)際主流產(chǎn)品的性能表現(xiàn)值得繼續(xù)關(guān)注。

GPGPU研發(fā)中，有望形成新引擎

龍芯中科在GPGPU的研發(fā)，也是其在開(kāi)放市場(chǎng)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)龍芯中科的計(jì)劃，其GPU主要面向計(jì)算、人工智能等領(lǐng)域，是其未來(lái)幾年的重要機(jī)遇。

龍芯中科目前主要做AI推理芯片，形成CPU+GPGPU的解決方案。其第二代GPU核LG200，支持圖形加速、科學(xué)計(jì)算加速、AI加速，具有升級(jí)圖形渲染功能OpenGL4.0；支持通用計(jì)算：支持OpenGL3.0；支持AI加速：INT8張量計(jì)算加速部件；具有增強(qiáng)架構(gòu)伸縮能力：?jiǎn)喂?jié)點(diǎn)256GFlops-1TFlops，支持多節(jié)點(diǎn)互連。目前LG200已完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和前期的物理設(shè)計(jì)評(píng)估，配套的驅(qū)動(dòng)程序原型也已就緒，正在展開(kāi)全面驗(yàn)證。

LG200將在2K3000中應(yīng)用，計(jì)劃在今年上半年交付流片。在此基礎(chǔ)上，后續(xù)將基于2K3000的GPGPU技術(shù)及3C6000的龍鏈技術(shù)，研制專(zhuān)用GPGPU芯片。