国产CPU第一股,龙芯中科(688047.SH)登陆上交所科创板,开启新征程

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看它上市后的新时代新征程中会书写出怎样的波澜壮阔。

大国博弈和科技强国背景之下,国产CPU自主可控迫在眉睫国内CPU厂商要在Wintel及AA体系垄断下突出重围,实现从追随、到追赶、再到超越,不仅要在CPU性能、先进工艺层面自主技术方面久久为功,还要加强推动产业链配套形成集聚效应加快自主信息产业生态体系的建立,才能持续突破。一旦开拓成功国产CPU就将驶入发展的快车道,迎来广阔的发展空间。

如今,于今日登陆科创板的国产CPU龙头龙芯中科正走在这样的过程中:

据了解,龙芯中科自2020年正式推出具有完全自主知识产权的LoongArch指令系统,并于2020年底上市新一代基于LoongArch指令系统的3A5000/3B5000芯片,芯片性能逼近开放市场主流产品水平,实现了自主与安全的深度融合。

目前,龙芯中科多款基于LoongArch指令系统的产品已开始销售,为全面切换至做好技术和市场准备。此举为打破由Wintel及AA国外厂商主导的生态体系,实现国产CPU自主,加快数字化发展、建设数字中国打下坚实的自主核心硬件基础。

值得一提的是,龙芯中科是国内CPU企业中极个别可以进行指令系统架构及CPUIP核授权的企业,是极个别在股权结构方面保持开放、未被整机厂商控制的企业。目前,与公司开展合作的厂商达到数千家,下游开发人员达到数十万人,基于龙芯处理器的自主信息产业生态体系正在逐步形成。

随着龙芯中科上市,公司现有龙头地位得以夯实及技术、市场取得进展,不仅公司自身将开启新一轮发展,更对未来国产CPU崛起,起到了巨大的推动作用。

软件技术自主完整位于行业前列,基本盘稳固

科技创新是企业立足之本,也是引领发展的第一动力。将优秀企业串联观察,不难发现,拥有自主知识产权和核心技术,企业才能生产具有核心竞争力的产品,才能在激烈的竞争中立于不败之地。

作为国内自主CPU的引领者、自主生态的构建者,龙芯中科在关键技术上一直坚持走自主研发道路,进行深度布局。公司是国内极少数使用自主架构研制通用处理器的企业,掌握了指令系统、处理器核微结构、GPU以及各种接口IP等芯片核心技术,拥有大量的自主知识产权,已取得专利400余项。

具体来看,龙芯中科推出的自主龙芯指令系统LoongArch在定义时充分考虑了MIPS、X86、ARM、RISC-V等主要指令系统的特征,具有较好的自主性、先进性与兼容性。LoongArch将通过“指令系统创新+二进制翻译”的方式,高效运行MIPS、X86、ARM等平台上的二进制应用程序,从而达到生态融合的目的。

对于LoongArch,龙芯中科将在维持向前兼容的基础上,结合应用发展和领域内技术发展趋势,推动龙芯指令系统LoongArch的升级演进。目前正在二进制翻译加速优化技术、虚拟化技术、向量化技术和安全性增强等技术方向进行技术储备,开展相关设计方案的调研论证工作。

其次,在处理器IP核方面。龙芯中科已经完成了面向不同应用的GS464、GS232、GS132三大系列多款处理器IP核的研发。在使用成熟架构的同时正着手研发下一代架构,其中GS464X处理器IP核,目前已基本完成方案设计,正在对性能进行评估;GS264H处理器IP核,目前已完成关键技术改进的方案调研论证,现处于研发阶段。新一代处理器核将为未来龙芯芯片性能提升奠定坚实的基础。

在芯片设计方面,龙芯中科已经完成了面向各种不同应用需求处理器的技术研发累积,具有雄厚的技术储备和发展潜力:面向服务器领域的十六核处理器已经设计完成,未来将继续进行产品核心性能及数量的升级和改进;面向桌面领域的四核处理器已经成熟并大批量应用,未来将持续进行应用性能和功耗方面的升级和优化;面向嵌入式领域的SoC芯片已经形成系列化产品,未来将根据用户需求进行功能和性能上的升级和调整;面向特定应用的专用芯片产品已在多种行业应用中部署,未来将面向更多行业进行不同产品的升级和定义。龙芯中科具备覆盖国内外不同工艺制程的产品设计能力,未来将持续投入进行更先进工艺上的产品研发。

在IP和配套芯片方面。龙芯中科同样有着深厚的技术积累,目前正在重点研发的IP有下一代GPU、PCIE4.0、DDR5。除此之外,龙芯中科还在研制其他的外围芯片,降低系统成本,提高系统效率。

在操作系统方面。龙芯中科是全世界范围内极少数建立形成了完整的基础软件技术生态体系的CPU研制公司,能够支撑包括桌面、服务器、云计算及工控等领域的应用需求。在基础架构层次,龙芯系列处理器及配套桥片已经得到了Linux操作系统内核的完善支持,龙芯架构中断模型已经被ACPI国际组织采纳成为国际技术标准,龙芯KVM虚拟化解决方案可以支持复杂的云计算类应用。

在编程语言工具环境层面,“3+3+3”九大编译系统都已经实现了对龙芯处理器的支持,第一个“3”是三个编译器,包括GCC、LLVM和Golang。第二个“3”是三个重要虚拟机,包括Java虚拟机、JavaScript虚拟机和.NET虚拟机。第三个“3”是三个二进制翻译系统,包括从MIPS、X86、ARM三种指令系统到LoongArch的二进制翻译。在上述“3+3+3”主要编译系统的基础上,就能够突破指令系统的壁垒,构建LoongArch的软件生态体系。

整体来看,在长期自主研发和产业化过程中一步一个脚印所形成的技术和能力积累使得龙芯中科核心技术基本盘无比稳固,公司可以在现有技术基础上形成快速升级迭代,满足客户定制化基础软硬件需求,这不仅为公司长远发展提供了源源不断的持久动力,也打造了自身快速发展核心阵地,构筑了一条坚固持久的护城河。

业务进化,建立自主信息技术体系与产业生态

CPU作为数字化时代的基石,实现国产自主可控,是时代浪潮赋予行业先行者的任务与使命。

通过多年的耕耘,在国际环境、产业政策、市场需求的联合驱动下,以龙芯中科为代表的国产CPU厂商奋楫前行,在工艺、性能、生态建设等多个层面不断取得突破,为CPU的自主可控、安全可信构筑了堡垒。

目前,全球IT领域,英特尔与微软形成了Wintel生态体系,ARM公司与谷歌形成了AA生态体系。在“双寡头”垄断格局下,当产品链完整之后,自主生态体系建设就是国产CPU厂商在技术之外面临的最大发展瓶颈。

龙芯中科自成立以来就致力于打造独立于上述两套生态的自主生态体系,发展自主CPU并建立自主信息技术体系与产业生态。公司遵循开放、兼容、优化的原则,开放以吸引行业合作伙伴,兼容以形成生态合力,优化以提升用户体验,从追随国外生态、追赶国外技术,转变为建设自主生态、根据实际需要研发自主技术,团结越来越多的合作伙伴加入龙芯生态圈。

龙芯中科的商业与技术模式为:一是在基础硬件层面上形成由CPU和ODM厂商组成的核心并向外辐射,技术上遵守统一系统架构规范,保持结构的兼容与稳定,实现操作系统级二进制兼容;二是研制基础版操作系统,并免费开放给合作伙伴,支持合作伙伴推出发行版操作系统产品;三是以用户体验为中心,从全系统角度进行优化,专注细节改善,大幅提升用户体验。

目前公司拥有面向桌面与服务器应用的Loongnix及面向终端与控制类应用的LoongOS两大基础版操作系统。在上述两大操作系统的基础上,通过统一系统架构实现操作系统跨硬件的二进制兼容,通过完善应用编程框架实现应用的二进制兼容与优化。通过上述两套操作系统、两个兼容优化的软件生态布局,龙芯中科构建独立于Wintel和AA体系的信息技术体系和产业生态。

应用生态的建设是通用处理器企业取得商业成功的关键。目前,与龙芯中科开展合作的厂商达到数千家,下游开发人员达到数十万人,基于龙芯处理器的自主信息产业生态体系正在逐步形成。

2022年1月13日,龙芯中科首届LoongArch生态创新大会在线上召开。倪光南院士、李国杰院士及生态伙伴悉数出席。

在生态会上,中国工程院两位院士均给予龙芯高度评价。李国杰院士特别提到,龙芯从头开始做自己的生态是一项艰苦的任务,但却是发展中国计算机技术、集成电路技术能力的必经之路。中国半导体产业发展的大势下,龙芯的发展很快,这个任务不只是一个小团队要做的,更是整个国家要做的。

倪光南院士表示:一棵大树不倒,是因为有根,自主创新的操作系统就是信息产业大树的根。国产CPU对国民经济、国家安全都十分重要,作为国产CPU阵营的重要成员,LoongArch标志着国产CPU的蓬勃发展。希望国内CPU厂商,协同合作、共同创新,成为产业砥柱。希望龙芯架构深度布局,带动产业配套,与生态成员一起共建自主可控生态。

自主生态加速建设的同时,龙芯中科也迎来了业绩腾飞。招股书显示,龙芯中科2019年、2020年、2021年营收分别为4.86亿元、10.82亿元、12.01亿元,实现快速成长。

在当下,数字经济正在成为拉动经济高质量发展的重要引擎。在数字经济蓬勃发展的过程中,CPU作为信息时代的基石,其引领带动作用其带动能力作用日益凸显。在收入构成中龙芯中科的信息化类芯片营收增速非常快,成为龙芯开始自主可控生态进度真实的变化体现。

对于未来发展,在招股书中,龙芯中科表示将从四方面扩展产品价值:一是持续改进处理器技术与性能,包括微结构的优化和产品制造工艺的改进,通过持续的技术升级为客户提供性能更优的新一代产品。二是自主研发与处理器配套的芯片,包括电源芯片、时钟芯片、GPGPU 芯片、存储类芯片等,优化系统效率、降低系统成本。三是完善生态建设,以龙芯的 Loongnix 和 LoongOS 为基础,持续完善基础软件,开展应用生态建设,在信息系统和工控系统两大领域推进产业链建设工作。四是拓展供应链的价值,逐步提升公司供应链自主程度。上述四方面的价值拓展会形成较高的技术门槛和产业门槛,提高龙芯中科在自主信息产业以及开放市场中的竞争实力。

可以说,在自主核心技术创新升级过程中,龙芯中科的自主信息产业生态体系画卷已徐徐展开,让我们拭目以待,看它上市后的新时代新征程中会书写出怎样的波澜壮阔。

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