国产芯的“逆流而上” “安全可控”究竟如何实现？

国产芯的“逆流而上” “安全可控”究竟如何实现？

当然，这场千载难逢的服务器芯片市场“淘金热”中，也不乏大量本土芯片企业的声影，如华为鲲鹏、天津飞腾、龙芯、海光、兆芯以及申威等CPU企业。在国内政策和市场的大力扶持下，国产服务器芯片产业如今正稳中有序、循序渐进。其中，最具代表性的当属华为鲲鹏，市场预测显示，2020年预计华为鲲鹏有望出货150-200万颗服务器CPU，2021年有望达到250万颗，以每台服务器配置4-8颗鲲鹏ARM CPU来算，预估2021年将能看到42万台鲲鹏服务器市场，这相当于全球市场份额的3%。虽然仅仅只是预测，但若真能达到，可以说会是服务器芯片“国产化”史上的一大里程碑。

理想很丰满，现实往往却相当骨感。尤其对于服务器CPU这类市场而言，在当前英特尔x86垄断（至今x86服务器平台仍占服务器总出货量的98%以上）全球的形势下，替代的成本会远高于能够获取的收益，本土企业虽然在近些年已经有所积累，并力争上游，但想要真正跨入这一市场门槛却极高。即便市场上出现性能和功耗都更有优势的可替代产品，但在强大的老牌厂商口碑和市场影响力之下，想要获得订单也相当不容易。

Achronix公司产品营销总监BobSiller

毕竟，芯片的竞争，归根结底还是整个生态的竞争，包括硬件、软件、行业应用、产业政策、开发者体系以及标准体系等等，错综复杂。Bob Siller以服务器领域的FPGA芯片举例到：“生态系统在服务器芯片市场中发挥着重要的作用，可为客户提供针对不同硬件平台的预构建和优化的解决方案。一个好的生态系统解决方案还将缩短产品上市时间，并具有先发优势。在Achronix，我们看到了FPGA生态系统的价值，合作伙伴可以为客户提供针对Achronix FPGA架构进行优化的IP功能。这为我们的客户提供了更快的上市时间，并使他们能够专注于其核心竞争力，即在我们的FPGA器件中创建差异化解决方案。”

一旦客户采用了一种FPGA生态系统IP解决方案，那么要转移到其他解决方案就需要花费大量精力，“因为针对不同的FPGA架构需要对新的IP进行开发和优化，为了证明这一点，我们的客户需要被说服去确信转移到新架构的价值，并确保这种长期投资是合理的。FPGA应用面临的最大挑战是，一旦一种IP解决方案针对特定的硬件架构进行了优化，在进行转换的成本就会增加。只有当这种转变具有经济和技术意义时，客户才会考虑其他解决方案。”Bob Siller进一步补充到。当然，这在CPU芯片领域也是如此。

但如今，国内已经开始在从政策以及企业战略的角度去加快速度追求服务器芯片的“国产替代”。如在政策层面，近期有报道显示，中国可能在未来三年之内逐步停用国外计算机设备和软件，该政策被简单概括为“3-5-2”，即按照在2020年完成30%、2021年完成50%、2022年完成20%的速度来推进。按此进度，中国需要更换2000万件至3000万件外国设备。不过，从现状来看，编者认为，目前国内企业在整机制造和组装这类价值量最低的环节可能还有些优势，但一旦上升到核心芯片如CPU、GPU以及FPGA，操作系统OS以及办公软件等更多的生态系统延伸的市场，国内企业有着一定的差距，这也凸显出国内在生态系统重要环节上的缺憾。

另一方面，从企业分布和布局的角度来看，国内虽然有一众在服务器CPU领域有所建树的本土厂商，如华为鲲鹏、飞腾以及兆芯和龙芯等等，且在生态系统关键环节都有所布局和涉猎。但要论“真功夫”，与业内领先的产品相比，在市场竞争中难以抗衡。尽管现在，强如华为正在通过各种开放和开源性的模式来逐步建立起自有生态体系，比如在软件层面建立openeuler、org社区、开源OS源代码，开放编译器、JDK、软件库等基础工具；硬件层面开放服务器主板和PC主板；同时也在努力建设产业联盟、开源社区和创新中心等来完善生态链。

另外一个不容忽视的问题是，即便是国内最强的华为鲲鹏，仍然难以避开ARM这类国外指令集IP提供商。国内某服务器CPU企业市场负责人表示：“从竞争关系上来讲，为了对标英特尔和AMD，华为和众多国内服务器芯片开发商同ARM如今是站在同一阵营，需要“抱团求存”才有可能顶住英特尔和AMD等厂商的强大攻势。”毕竟，ARM指令集架构处理器虽然与x86或者其他通用处理器相比没有任何特殊优势，但其IP是可授权的，这让采用该架构的芯片能够更加灵活应变市场多样化的需求，同时能借助ARM的自由生态在市场份额上获得一定对标英特尔和AMD的能力。

可长远来看，编者认为，要实现真正意义上不受制约的“国产替代”，国内企业仍然需要缓慢摆脱对ARM体系的过度依赖，建设自有指令集架构和相应的生态。但显然这是一个相当困难的过程，尽管当前RISC-V算是一条还算比较可靠的出路，但这也需要时间。某业内人士认为：“目前，RISC-V指令集的商业模式还是以IP核授权和定制化芯片为主，短期内的格局并不会有太大变化。但如今在国产替代的浪潮以及‘供应链安全可靠’观念的驱动下，通用处理器和专用处理器的研发得到了极大的推动和重视，各大指令集(ISA)的国产代表厂商纷纷推出自己的产品，但就目前来看唯独缺少能代表RISC-V指令集的CPU产品。如果国内能有企业第一个推出高性能RISC-V的CPU处理器，必定会在中国市场上掀起波澜。”当然最终，若果真走上这条道路，服务器芯片“国家队”必将直接与英特尔x86、AMD甚至ARM等多个阵营展开正面竞争。为此，要真正推动国产服务器全面采用“自主芯”，编者认为未来必然还是少不了政府从资金和国家政策等多个层面的大力扶持，以及国内整条服务器供应链企业之间的密集联动与合作方能完成。