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來源：BIG科技 到底什么才是自主可控的國產芯片，必須要有一個明確的認定。目前主流的在ARM技術授權的基礎上搞國產芯片開發的方式，顯然值得商榷。 近年來，在國家大力扶持集成電路產業的背景下，國內從事高性能CPU設計的單位或公司數量不斷壯大。 但美中不足的是，幾乎所有單位都認為自己的產品和技術路線符合自主可控標準。 比如飛騰在和中國電子合作后，將購買自ARM的Cortex A57產品打上自主可控標簽進軍信息安全市場；展訊把購買自ARM的Cortex A53和Mali的T720MP2集成得到的椒圖芯片打上了自主可控、安全可信的標簽，搭載椒圖芯片的“安全手機”與央企單位達成供貨意向，后續還將面向國家眾多涉及安全的行業領域、政企市場全面推廣。 而這些芯片技術架構的來源，都是ARM。 ARM是誰？ARM是英國的芯片知識產權（IP）提供商。全世界超過95%的智能手機和平板電腦，都采用ARM的芯片技術結構。 雖然國內一些芯片公司，以自主可控旗號獲得國家項目和經費，并打進黨政軍市場，但實際上這些基于ARM技術授權的自主可控芯片，距離真正的自主可控，仍有差距。 檢驗是否自主可控，有一條基本的標準——信息安全不受制于人，產業發展不受制于人。這就必須做到知識產權自主可控、能力水平自主可控、發展自主可控、供應鏈自主可控、具備“國產”資質、利潤不受制于人。 而這6個方面，恰恰是ARM陣營IC（集成電路）設計公司需要奮力彌補的。 知識產權受制于人 國內ARM陣營的IC設計公司購買的IP核授權并非永久性授權，其授權具有諸多限制性和期限性。 目前，ARM在國內不開放ARM 32位的指令集授權（事實上，基于ARM 32位指令系統的CPU芯片在移動互聯網世界占據了90%以上的份額，因此ARM 為了獲得更多利益，也不會將32位指令集授權客戶了）。 而在服務器領域，由于迫切需要攻打競爭對手英特爾的地盤，ARM目前對國內少數廠商開放了64位ARM V8服務器授權，且存在有效期。 可以想象，未來ARM一旦在服務器市場站穩腳跟，對國內廠商的服務器授權態度恐怕也將是另一番情景。 知識產權受制于人隱含著巨大的技術風險——英特爾于2006年取消對威盛VIA的前端總線授權，就對威盛公司造成了幾乎毀滅性的打擊；而最近制裁中興的事件中，一旦制裁被認真執行，美國和美國控制的ARM企業不再授權（ARM雖然是英國公司，但主要的研發中心在美國），那就會對國內ARM陣營的IC設計公司造成巨大的沖擊。 能力水平受制于人 CPU和操作系統一樣，都是一項非常復雜的工程，即便獲得國外公司提供的全部源代碼，但如果沒有設計文檔和吸收消化能力，也是很難吃透的。 如同操作系統一樣，微軟早就號稱把所有Windows源代碼交給了中國政府審查備案，但即便如此，中國還尚未掌握對Windows全部代碼的解讀吸收能力，更何況ARM。 熟悉IC設計的開發者應該都知道，一個IP設計公司在對第三方提供其設計好的IP時，即便是較開放的軟核授權，也不會做到所有代碼可讀可修改，而是包裝了好多模塊，其中有些可以配置、有些可以修改，而在大部分模塊內部都不可能進行隨意修改。 除非能夠完全不依賴于ARM提供的公版核心，從零開始就自己設計研發，這方面比如國內幾家老牌CPU廠商龍芯、申威等，從頭開始就采用自主開發微結構的做法，雖然在性能和兼容性方面走了一些彎路，但不存在能力水平不可控的問題。 如果長期購買ARM IP核授權，而不自主設計微結構，就會導致缺乏工程實踐能力。畢竟實踐出真知，沒有獨立完成微結構的設計，必然導致不具備獨立開發微結構的能力。 而這也是中國近年來ARM芯片的年出貨量超過10億片，但沒有一片芯片的微結構是國內自主設計的根源！ 安全受制于人 由于ARM微結構不被國內企業掌握，因此在安全和后門問題上，必然得不到根本保障。 微結構決定了CPU的性能、功耗、安全性等要素，而日常我們所說的雙核、四核、八核CPU芯片，其實是將2、4、8個微結構（CPU核）的接口互聯并集成到一片硅片上。 正因此，由于都是購買ARM設計的微結構，所以基于ARM結構的國產芯片的性能、功耗、安全性都由ARM決定，中國ARM陣營IC設計公司在性能、功耗、安全性根本不具備話語權，能夠做主的，僅僅是把這些ARM微結構組合成雙核、四核、還是八核的CPU芯片，以及在后端設計方面，在ARM留有的冗余范圍內，將主頻定得高一點還是第一點。 發展權受制于人 指令集是存在于CPU內的程序，它用一些代碼表達讀、寫等操作，讓計算機做各種運算的一套命令標準，是芯片的重要組成部分。 在技術上，重新設計一套指令集的難度近乎于零。美國也一度禁止將單獨的指令集申請為專利，只有當指令集與實現方法相結合的時候才被允許申請專利。 但是指令集對IC設計的影響是不可忽視的。比如，當年ARM“半殘疾式”的指令集就根本不可能設計出高性能芯片，隨著近年來ARM更新指令集，以及購買了MIPS 498條指令集授權后，才使其能在高性能芯片領域一展拳腳。 單純的指令集本身價值非常有限，真正有價值的是圍繞指令集構建的軟件生態、指令集的實現方法和自由擴展指令集的權力。 舉例來說，華為購買ARM指令集授權，但是不具備自主擴展指令集的權力，只能局限在ARM所構建的生態以及游戲規則里生存。 這種做法的好處是，能夠獲得ARM產業生態長期的支持，但問題也很明顯，無法進行更大程度的自主生態的建設。 與之形成鮮明對比的是中國的龍芯。龍芯在獲得了MIPS公司的永久授權后開始自主擴展指令集——loongISA有1907條，源自MIPS的有527條，其余指令都是龍芯自主擴展的。 由于自建生態，龍芯在軟件層面就需要自行投入更多的力量進行優化支持。但長遠來看，好處很明顯——能夠真正引領自身產業生態的發展，甚至主導開源社區的發展權。 而購買ARM指令集授權只能是ARM賣什么，你用什么。 利潤受制于人 由于在ARM體系中，“每個環節做什么”、“有多少利潤”在AA（ARM芯片+安卓系統）體系中已經形成潛規則，國內ARM陣營廠商基本淪為AA體系的“馬仔”。 如果是購買ARM指令集授權，不僅價格成本昂貴，而且授權期限僅僅5年，還被限定使用范圍。最關鍵的是“買無止境”——指令集到期接著買，指令集更新還得買；每次以什么價格授權，ARM說了算；如果是購買IP核授權，除了一筆不菲的授權費外，每生產一片芯片還需繳納專利費。 這也是為什么中國ARM芯片年出貨量超過10億片，但產業依舊不賺錢的原因。 反觀在ARM陣營里真正混得好的，諸如高通、蘋果、三星、華為等公司，很多都不是或不完全依賴于在市場上直接出售芯片賺錢。 高通在2014年憑借專利業務獲得利潤66億美元，芯片業務賺取利潤38億美元，近60%營業利益來自于技術授權費，總利潤將近一半源自中國市場。 高通芯片業務38億美元的利潤更多的是依賴于市場份額巨大的因素，但利潤的主要來源是高通稅、專利授權費等方面的盈利。而2015年被中國國家發改委反壟斷后，新版專利授權協議給了大陸手機廠商更大的自由度，談判難度大幅提升，直接導致至今依然有不少大陸手機廠商尚未與高通簽約，專利費懸空未繳，高通2015年3季度凈利潤銳減44%。 蘋果、華為都采用垂直整合模式，自家的手機芯片不外賣，自產自銷過日子，芯片價格內部定價，依靠自家手機的高溢價獲得利潤為芯片業務留足利潤空間。 三星也是如此，除了出售給某國產手機少量芯片外，基本上都是依靠垂直整合模式自產自銷，依靠自家手機的高溢價為芯片部門預留利潤，而非在市場上直接出售芯片。 供應鏈受制于人 國內ARM陣營IC設計公司在供應鏈上嚴重依賴境外公司。比如，華為海思麒麟910等相關芯片全部依賴臺積電工藝；華為16納米制程16核ARM公版微結構服務器芯片也依賴臺積電工藝；飛騰1500A也依賴境外工藝。 與此形成鮮明對比的是，龍芯3A2000和3B2000雖可以采用境內工藝流片。但龍芯目前在國內消費市場的現狀也有目共睹。 ARM獲得“自主可控”身份意味著什么？ 隨著國內網絡安全和自主可控等規劃和戰略的出臺，國內的IT自主廠商也終于迎來了蓬勃發展的春天。 而在中國希望重新制定IT產業游戲規則的時候，國外的IT企業開始模仿類似ARM所采取的“開放授權”的障眼法，紛紛通過技術授權及合資策略成立本土化公司，企圖穿上國產“自主可控”的合法化馬甲。 比如，目前IBM通過OpenPower聯盟授權在國內成立了中晟宏芯CPU企業；微軟推出中國政府專用版本的windows10，并在中國成立合資公司進行銷售；IBM的informix數據庫也已通過開放授權方式代理給了國內幾家數據庫廠商。 亂花漸入迷人眼。CPU、操作系統、數據庫等產品作為信息產業的基礎性產品，其自主可控的重要性不言而喻。 但從目前情況看，如采用ARM技術授權的廠商在國內儼然已被貼上了自主可控的標簽，堂而皇之地進軍黨政軍市場。 如果國家沒有對自主可控身份的清晰認定，那么接下來，ARM芯片就可能變身國產自主CPU、微軟Windows10就可能變身國產自主操作系統、IBM informix就可能變身國產自主數據庫。 |
