解決卡脖子問題，打通很關鍵_風聞

文/潘達

（2023-01-27）

各位朋友新年好，這算是兔年的第一篇文章吧。先祝朋友們兔年大展宏兔、突然暴富。

過年回家這幾天，我和麪板驅動開發的老哥聊了聊。聊天中，有個問題再次被彼此反覆提到的自然是電子信息產業卡脖子問題。

在對這個問題的交流和思考中，我想到一個有意思的事，梳理下來發現我的一些想法還是可以的。趕在大A開市前，和朋友們交流下。

對於電子信息產業百度百科是這樣介紹的：

電子信息產業，是指為了實現製作、加工、處理、傳播或接收信息等功能或目的，利用電子技術和信息技術所從事的與電子信息產品相關的設備生產、硬件製造、系統集成、軟件開發以及應用服務等作業過程的集合。

這是一個龐大的體系，在這個體系中，我們日常關注到的就是半導體方面的問題。

當下國內不少電子信息產業公司在孤軍奮戰，各家都有自己的一套標準，彼此間交流不大。雖然都在努力打造自己的產業聯盟，但是在面臨Wintel體系和AA體系時，還是力不從心。只有聯合起來，打造屬於我國自主可控的電子信息產業聯盟，這才是發展的必由之路。

Wintel生態體系

AA體系

文章具體按照從硬件到軟件兩大板塊進行分享，當然還有一些組裝連接件的問題。作為一個外行，只講一些對相關體系的觀察與思考，文章肯定會有很多BUG，希望業內人士見諒。

首先講硬件方面。電子信息產業核心就是半導體產業。有個老生常談的問題就是半導體產業鏈自主可控、國產可替代的問題，所有人都知道我國的半導體產業被卡脖子。而面對這個問題，不論是政策層的國家還是操作層的企業，都在進行各自的努力。

半導體產業是高新技術產業，是科技的明珠，在相關領域突破後，所帶來的收益是多多億善的。企業們都意圖在屬於自己的領域進行掘金。

針對國家大基金的反腐行動，就是國家意志對於半導體產業發展投射的一個直接展示窗口，不換思想就換人。

硬件中，以CPU中央處理器為例。CPU，半導體產業硬件層技術的結晶，而CPU芯片指令集架構就是搭建這一切的基礎，具體指令集架構又會分為複雜指令集、精簡指令集等等。這種技術的細則不是我這種外行能説清的。

先進的CPU產業鏈代表着國家在半導體產業的地位。而國內的CPU指令集架構，普遍採用英特爾（Intel）、藍色巨人（IBM）或者安謀公司（ARM）的成熟架構。

不同的架構，代表着不同的技術路線和產品規範等，具體到應用層就是今天的話題，產品之間兼容的問題以及產品生態。

Intel、AMD的CPU是X86架構的，而IBM公司的CPU是PowerPC架構，ARM公司是ARM架構。此外還有一些開源架構，代表就是RISC-V。

巨頭企業們這幾種不同的架構，發展出不同技術路徑的產品，而多年的技術累積更使得相關產品在市場上形成統治地位，這就是產品生態的具象化。

**技術的累積、市場的統治、專利的壁壘疊加產品的生態，這些企業在相關領域形成了絕對意義上的護城河。**在正常的全球化、大分工時代，選擇加入其中一家或者多家不同的生態，依託巨頭成熟的體系發展，也是一種不錯的選擇。

然而時代變了，現在藍星正處於一個歷史的十字路口。對於這個定義不理解的，我可以抽空展開講。面對這個支離破碎的當下，在巨頭們形成護城河的時候，一個後發國家要發展自己的電子信息產業，只想一切辦法繞過這些護城河。或者直接另起爐灶，搭建新的產品、市場與生態，從零開始。

也有人會説，不搞行不行。顯然，在藍星越來越分裂的當下，甚至新冷戰趨勢下，這個問題自然不行。具體我在“異端與異教徒理論”精修版中講過，這裏就不提了。具體參見《異教徒可以忍，異端不能忍，燒》。

國內發展CPU芯片的企業，普遍採用的是ARM架構，核心在於聯合安謀公司抗衡因特爾。像華為海思、飛騰、瑞芯微等，這些國內發展的不錯的自主半導體公司，芯片架構普遍採用ARM架構。

選擇了ARM架構，自然就加入了ARM生態圈，成為ARM大軍的一員。然而ARM公司再怎麼也是一家美國企業。自然要受到兩國政治、經濟環境的衝擊。這方面，國內企業也注意到了這個問題，海思、飛騰、瑞芯微等企業也在逐步做出改變。開源的RISC-V架構便這樣進入國內企業的選擇範圍。

RISC-V架構相比於X86架構和ARM架構，在物聯網技術、AI技術支持上有不少的優勢。再加上其開源的屬性，完全可以避免一些專利之爭。因此在物聯網技術、AI技術高速發展的今天，RISC-V架構成為國內芯片企業新的選擇。像阿里旗下的平頭哥半導體，玄鐵系列產品就是採用RISC-V架構。中科院香山系列產品，也是採用RISC-V架構。

RISC-V基金會（RISC-V Foundation）

2015年，負責管理運營RISC-V的非盈利組織“RISC-V基金會”成立，並於2019年遷址瑞士，成立RISC-V國際基金會。成員單位包括谷歌、華為、英偉達、高通、麻省理工學院、普林頓大學、印度理工學院、中科院計算所等。

俄烏衝突爆發後，在半導體領域，X86處理器陣營的英特爾和AMD很早就宣佈對俄斷供，近些年在移動終端處理器領域占主導地位的ARM也在不久後加入對俄製裁行列。如果有一天中美完全**“脱鈎”**，RISC-V會斷供嗎？RISC-V供應鏈安全如何應對？

目前，在RISC-V國際基金會的19個高級會員中，和中國相關的達到12個，包括阿里雲、成為資本、華為、中興通訊、紫光展鋭、希姆計算、中科院等。截至2022年3月，RISC-V國際基金會的機構會員中，中、美、歐三方呈現並駕齊驅態勢。（觀察者網）

RISC-V架構最早起源於美國加利福尼亞大學伯克利分校，因此外部對其開源中立性的信任度也是有限的。更何況，瑞士這個中立國實質上並不中立，相關的黑歷史比比皆是。這些均為國內半導體芯片企業，在使用RISC-V架構時的不確定性。RISC-V架構生態發展，也存在不少不確定。

2018年10月，“中國RISC-V產業聯盟”在上海宣告正式成立，包括紫光展鋭、華大九天、華米科技、北京君正等50多家公司，復旦大學、上海交大、同濟大學、成都電子科大、東南大學、中科大等近10家重點大學。着力在國內發展RISC-V產業生態。

在X86、ARM和RISC-V體系外，還有完全自力更生，從零開始的龍芯中科。早期的龍芯採用國外的MIPS架構，中間發生了不少故事。現在的龍芯CPU採用自研LoongArch架構，這意味着龍芯需要從零開始發展屬於LoongArch的產品線、生態圈。好消息是，龍芯LoongArch架構兼容ARM架構和X86架構。在產品的適配上，可以省力不少。

此外，也有采用混合架構的有兆易創新（ARM架構和RISC-V）、平頭哥半導體（ARM架構和RISC-V）等。

相較於兆易創新，平頭哥依託阿里雲的生態，產品可以得到很好的應用。不論是ARM架構的倚天710，還是RISC-V架構的玄鐵910等。在2022雲棲大會上，阿里雲宣佈自研CPU倚天710已大規模應用，阿里雲未來兩年20%的新增算力將使用自研CPU。然而國內半導體企業又有幾家可以向平頭哥依託阿里雲一樣，這麼大規模搞應用。

當然，國內還有另一種情況特殊的存在，台企聯發科在X86和ARM之間來回搖擺。

就整個市場而言，英特爾X86架構一家獨大，安謀公司ARM架構奮起直追，甚至有與英特爾X86平分天下的趨勢。而開源的RISC-V架構這個後來者，還在猥瑣發展，未來會怎樣。龍芯中科的LoongArch架構，現在更像一個孤勇者。龍芯、飛騰等企業，正在打造自己的生態聯盟。

從硬件延伸到軟件。生態上，微軟Windows操作系統和英特爾X86指令系統共同形成的Wintel體系（Windows操作系統-X86架構，PC端），谷歌安卓系統和安謀ARM指令系統形成的AA體系（安卓操作系統-ARM架構，移動端）分庭抗禮，壟斷了全球99%以上的市場。龍芯LoongArch架構從頂層架構到軟件生態，要擺脱Wintel體系和AA體系可謂登天之難。

整個軟件系統由系統軟件、支撐軟件和應用軟件組成。系統軟件由操作系統和相關的工具組成。（比如編譯器，數據庫管理，存儲器格式化，文件系統管理，用户身份驗證，驅動管理，網絡連接等方面的工具）

我們所熟悉的Windows、安卓都是操作系統，然而這些操作系統都是在Wintel體系和AA體系之中發展。蘋果公司的IOS則是一個另類，除了果粉，市場上大概沒有別的生態了。

目前，國內有不少軟件企業在開發獨立的操作系統，但是國內企業在Wintel體系和AA體系開發的產品自然適配對應的體系，不論硬件軟件。從這方面來説，還是無法確保自主可控。好消息是，龍芯中科很早之前就開始適配華為OpenHarmony。

從硬件講到相關的生態體系，以及軟件。今天的問題已經徹底鋪開了。國內電子信息產業想要擺脱卡脖子問題，還是得發展自己的生態體系。

雖然國內各家企業，都在打造屬於自己的產品生態，但事實這些生態基本還是在Wintel體系和AA體系這兩個巨無霸之下的小圈子。

國內企業需要的是從硬件到軟件，選擇一個合適的主導架構，從而發展自己的硬件、軟件體系，形成完善的生態圈。這個問題問題不是市場機制可以解決的。市場下，企業和產業聯盟，也只是侷限於自己的一方天地。

這讓我想起看過的齊橙大大的網文《何日請長纓》，在解決機牀產業體系問題時， 主角依託自身企業技術和政策支持，搞了個機牀企業聯盟“機20”。

當下國內相關企業各自為戰，各自為政。**需要的就是一個這樣宏大的體系。**國家大基金只是在資金層面有支持。而核高基也更多的是在軟件發展層面的政策支持。

這種需要打通硬件與軟件，構建獨立生態體系的大事，亟需頂層指導和政策支持。實際上，如果有統一的聯通，上下游生態問題打通，有一些低端的應用，已經可以實現全鏈路國產可控、替代。

半導體產業鏈，生態最為重要。培養生態不是各自為戰，是要形成統一的鏈路，放到市場上使用，從而經過市場的錘鍊，實現高速迭代，升級。

構建我國電子信息產業生態體系，已經刻不容緩。

拓展閲讀：

半導體產業鏈：

半導體材料、半導體制造環節、半導體設備、終端產品等。

根據SEMI統計，全球半導體材料市場規模在2021年創歷史新高，達到643億美元，該機構預計2022年將達到698億美元，同比增長8.6%，預計2023年將超過700億美元。

具體來看，2021年全球半導體分材料市場佔比中硅片佔比最高，達到35%；其次是電子特氣，佔比14%；光掩模排名第三，佔比13%；光刻膠及光刻膠配套化學品佔比均為7%，CMP拋光材料佔比則為6%；濺射靶材為3%。

其中，國內半導體材料市場規模為266.4億美元，佔比41.4%，是全球半導體材料市場規模最高的國家。（集微網）

生產晶圓廠：

中芯國際、華虹半導體、士蘭微、華潤微、粵芯半導體等

應用場景：

物聯網、單片機、人工智能、固態硬盤、工業控制、5G等。