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盖世汽车 10-17

胡伟武:自主 CPU 发展之路

2021 年 10 月 15 日 -16 日,由中国汽车工业协会、重庆两江新区管理委员会联合主办的 "2021 中国汽车供应链大会 " 在重庆举办,长安汽车、地平线作为官方合作伙伴全力支持本次大会。本届供应链大会主题为 " 补短铸长、融合创新——构建中国汽车供应链新生态 ",共同探讨产业政策,交流分享技术,研判产业趋势,展示创新成果,旨在促进产业国内国际互动,凝聚产业链条上下齐心,共谋产业协同发展之路。其中,在 10 月 16 日上午举办的 " 汽车‘芯片自由’新进展 " 主题论坛上,龙芯中科技术股份有限公司董事长胡伟武发表精彩演讲。

很高兴跟大家报告:自主 CPU 发展道路。汽车几十颗 CPU,各种各样的 CPU,因为我只做 CPU,首先介绍一下 CPU 概念,可能大家不是很熟。

现代计算机采用冯诺依曼结构,由五部分组成:运算器 + 控制器 + 存储器 + 输入设备 + 输出设备。右边这个图片就是一个 CPU,中间这个图很多的方块,一个方块就是一个 IP,芯片里面的模块是可以买的,所以我们要做自主的 CPU,中国市场是 5 千万台电脑,2018 年我卖了 5 万个芯片,现在计算机芯片一年用自主 CPU 的计算机 200 万台是有的,要说 CPU 自主率手机芯片厂商都是用 ARM 来做的,买 ARM 的模块,至少龙芯是这样做的,我希望大家不要把芯片跟 CPU 混为一谈。

为什么强调这些概念,看我们这个产业,右下边这个表,联想、苹果、英特尔、展锐,联想跟苹果做整机,英特尔跟展锐做电脑和芯片,当时网上查的数据,芯片企业比整机企业挣钱,手机领域是反过来的,整机企业比芯片企业挣钱,展锐 18 年是亏损了几亿美元,展锐一年手机芯片出货量 3 亿片,全球电脑 2.5 亿台到 3 亿台之间,展锐是老三,为什么展锐会亏钱。再看苹果,2018 年中国 IT 产业前一百强华为、中兴、联想、腾讯、百度等等加起来利润总和是苹果的一半,今年一季度居然造了 220 亿美元,为什么会这样?因为 IT 产业本质上解决方案为王的产业,解决方案决定用户习惯和产业主导权。电脑怎么用是 Wintel 说了算,手机使用和升级是谷歌和苹果说了算,现在硅谷的企业一升级全中国要升级,我们没有根本性的改变剧变,中国 IT 产业的根本出路是组建自己的生态体系,叫做第三套生态,就要建自己的体系,Wintel 一套,AA 一套,自己是第三套,自己决定产品的升级和怎么用。

为什么这么重视还老搞不起来,因为它太复杂,五中全会提出来构建国内大循环,我刚好参加了五中全会,我当时在想信息产业的循环分三个环节,一个是基于自主 IP 核的芯片研发,构成芯片 IP 决定了芯片的性能、成本、功耗、安全性。第二基于自主指令系统的软件生态,像 X86 承载计算机生态,ARM 承载手机生态,第三基于自主材料设备的生产工艺,通过优化设计和自主 IP 设计弥补境内工艺性能不足;生产设备和材料有待提高;需要通过攻关解决,我觉得十四五期间可以逐步解决,到十五五期间有根本性改变,自主经营道路这三条做到了我们就到底,否则就是我们的堵点。

解决堵点怎么做,改革开放以来发展核心技术两条路线:一条是市场环技术,我们不知道办了多少合资企业,一汽大众,广汽本田,汽车行业是市场环技术的典型代表,通过合资等方式把中国市场给予国外企业,希望在合资过程中得到先进技术,它是有一定的效果。市场带技术:通过体制内市场引导,带动技术进步,再参与体制外市场竞争,上世纪中国的导弹火箭比美国差远了,但是有人用,有人协同,刚才秘书长讲的应用的断点,协同的难点,周总理亲自协同就用起来了。目前 CPU 发展两条路线,境外主要 CPU 企业通过合资或授权方式成为自主 CPU,国内坚持的应该也是对的,应该说我们做 CPU 融入国际主流生态,当然龙芯是另外一个代表,所以我们要建自己的生态体系,要强调自己做,我今天给大家汇报的这条路是走得通的,汽车电子应该走这条路。2018 年一个媒体记者问我,说我们对 CPU 这么重视,咱们中国现在也不缺了为什么做不起来,我说你让我同台竞技,他说对,我说上台你得给我几步台阶,台阶就是应用中试错,试什么错呢?一个是性能一个是生态。

核心技术产业只能在试错中发展,高复杂系统只能在试错中演进。改革开放 40 年来绕过去的山头:发动机、CPU、高端控制系统、精密仪器。高复杂系统影响质量和性能的因素非常多,子系统之间的关系非常复杂,如大脑,核心技术产品的难点不在科学原理,而在于工程细节的完善:如汽车发动机。一般人把复杂系统分几个模块,分解到头了我们就清楚了,大脑里怎么分模块,分解到神经原,复杂系统的相互关系不在每个模块本身。核心技术产品的难点不在科学原理,我们也能做三高实验,高海拔、高湿度、高温度,但没用,我造一百台车跑高速没有问题,但是没有科学原理保证一百台车没有问题,也不能保证一年不出问题,十年不出问题,那就用嘛发现问题就改,所以时间是核心技术产品最重要的门槛,试错需要时间。三六产品有钱就能做,中国人民已经做透了。二流产品有钱 + 有手艺人才才能做,目前正在大力发展。一流产品有线 + 有手艺 ( 人才)+ 长期积累才能做,就像养孩子。

我认为汽车发动机就是孩子,你不光把孩子养大还需要到社会中历练,难的是他没有历练的机会。我们龙芯 2001 年在中科院计算所开始研制龙芯 CPU,2001 年到 2010 年花掉国家 4 个多亿,2010 年开始转型,龙芯团队与市场结合,把科学院的技术转换成产品,肃清 " 学院派 " 流毒。在行业市场的带动下,在试错中上了几级 " 楼梯 ",2011 年到 2015 年,安全产品应用,为什么今天我要来讲敢于在汽车芯片论坛上讲,因为我们的可靠性要求比汽车芯片高很多,我们从研发不断的迭代磨合做十年,2015 年卖了几万片,第二轮是 2016 年到 2019 年,花了四年时间,电子政务试点应用,第三轮试错我可以走向开放市场,是关键行业信息基础设施全面推广,一年从十万片到百万片。在多轮 " 试错 " 中,技术平台和产业链不断完善。性能不断提高,逼进市场主流 CPU 的性能。形成了包括几千家企业的产业链,自主可控的信息产业体系正在形成。

龙芯曾经的世界先进水平,我们反思跟国外的差别在什么地方,我们通用处理能力不行还是专用处理能力不行?申威太湖之光世界第一,通用处理能力需要计算、访存、IO 能力的平衡:用 SPEC CPU 大致衡量。是单核性能不足还是核数不够?我们的设计能力不行还是工艺不行,龙芯的设计原则:练好内功,通过设计优化提高单核通用处理性能。干了好多年,市场带技术,完成性能补课,基本原则:先通过设计优化提高单核性能,再利用先进工艺增加核数,全模块全自主做,一点没有引进。性能这个问题解决了,因为我们有 20 年的迭代应用。如果把媒体的期待加 10 年,我相信他说得都对,整个市场化就是需要 10 年。

软件生态就不讲了,指令系统故事比较大就不讲了,也是试错。现在我们自主 CPU 的操作系统,我们有比较成熟的操作系统缺的是生态,现在确实在做,我相信十四五期间自主生态能够初步建成,十五五能够基本建成,2035 年可以三足鼎立,现在很有信心。

关于汽车电子讲点体会,分成电子控制装置和车载汽车电子装置,控制装置要求很高,刚才听刘秘书长讲话,我想起 2006 年做高级专家时真的想做电子,我们找一汽上汽,后来说汽车电子有几种,车身控制电子控制雨刷的,汽车电子控制装置对可靠性要求高,自助化研发周期长,就说 ECU 芯片功能上不复杂,龙芯团队研制出 ECU 芯片样片需要 1 — 2 年时间都简单,难的是需要与应用磨合、结合发现的问题改进并达到小批量需要 3 — 5 年,资本不会让你 5 年 8 年还一个芯片没有产还是赔钱的,如果专做这个芯片肯定是赔钱的,关键是应用试错迭代,因为有一些问题只有在一定规模、较长时间的应用中才能发现。龙芯将联合合作伙伴以发动机控制的 ECU 作为切入点,两颗心脏的结合部,发动机是工业心脏,还有 CPU 把他们结合在一起,龙芯 CPU 长期支持高可靠应用场景,有的比汽车电子可靠性要求高。

这个事情撸起袖子加油干 + 耐着性子坚持干。高复杂系统能力建设需要以 30 年为周期,像乌里扬诺夫斯克航母 1992 年拆解,新航母计划 2030 年服役。有没有办法避免上述耗时的多轮试错,不用爬楼梯,一步就上楼呢?我们进行了各种尝试:造不如买、市场换技术、研不如买、弯道超车,时间是创新的第四个变量:创新等于体制机制、人才、经费、时间。发展核心技术只有一步一个脚印地追赶,不要幻想弯道超车,在不断试错中改进是复杂系统创新的必要过程,好的体制机制及更多的经费可以加速试错迭代,但不能取代试错迭代。浮躁会让我们的产业发展走入误区,反而发展更慢。

两弹一星的先辈和几亿农民工靠的都是 "5+2"," 白 + 黑 " 的直道追赶,我们今天也没有取巧的理由,有些表面上的直道是更弯的弯道。

走市场带技术的道路,通过自主研发掌握 CPU 的核心技术,建立自主可控的信息技术体系,我们失去的只有锁链,得到的将是整个世界。走市场换技术的道路,通过引进技术发展自主 CPU 产品,只是将副锁链换成另外一副锁链。

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