在近年來中美交鋒引發的歷史性機遇下，國產CPU行業被由上而下牽引著，面臨著一個全新的發展環境：大門打開的政府采購市場，聞風而來的ODM工廠，逐漸統一的OS操作系統。
發展環境向好演變，國產CPU捷報頻傳：龍芯和海光相繼通過科創板注冊，飛騰引入多家戰投加速向資本市場邁進。
遠川科技評論一直緊密追蹤著國產CPU行業的動態：
2020年11月發布的《誰主沉浮：國產CPU的三大路線之戰》一文，將龍芯、海光和飛騰分別歸類為自主派、引進派和生態派；當年年底，我們應邀參與了飛騰在天津舉辦的生態大會，親身見證了國產CPU茁壯成長的IT生態。
2021年3月發布的《死磕：一顆國產CPU的浮沉樣本》一文，以胡偉武的創業之旅為軸，著重回顧了以龍芯為代表的自主派如何一步步邁過荊棘、走向成功之路；當年5月底，我們對龍芯創辦人胡偉武做了兩個小時的訪談，對國產CPU創業做了全面系統的方法論復盤。
時值國產CPU上市潮，遠川科技評論根據招股書、實地走訪、過往訪談等資料，試圖對國產CPU行業做一個全面的總結。
本文主要分為三個部分：
1.產品應用、財務業績與原因分析；
2.技術基座的重要性；
3.產業鏈構建、生態與市場拓展。
01
產品應用、財務業績與原因分析
首先對比下x86與Arm國產CPU的營收與利潤。背靠中科曙光和中電的支持，采用x86架構的海光和采用Arm架構的飛騰在最近三年的營收增長態勢相近，但是飛騰的凈利潤狀況要顯著優于海光。
再對比下引進派與自主派的利潤數據，能夠發現，龍芯一直維持著很好的凈利率，尤其在2019、2020年與海光是一正一負的區別。當然到了2021年，龍芯在凈利潤總額上不及海光，但凈利率依然略高。
龍芯的凈利潤率相對較高，來源于更加均衡的營收結構。2021年，工控類芯片收入增長約70%，占比近25%，這是龍芯區別于其他國產CPU的很關鍵的一點。
僅是簡單的營收、利潤上的分析，還不足以說明真實的經營狀況，計算國產CPU至今整個生命周期的投入產出比，才能看出不同技術路線究竟如何：
x86架構的投入是公開數據顯示最高的，國內的兩大玩家僅購買架構授權和IP等就花了不下5億美元。此外，根據財報披露，海光2021年關聯交易占營業收入比重超過60%，研發費用資本化比例直到2021年上半年依然維持在40%以上，超過一半的研發費用被列入無形資產。
Arm架構在國內的指令集授權費用是一個謎，目前尚無Arm陣營國產CPU公布詳盡的財務數據，不好妄加揣測，故不作比較。
采用自主架構的龍芯，在2015年盈虧平衡前總計投入2.5億元，此后一直維持在盈利狀態，是盈利時間最長（七年）的國產CPU，加上2018年前未披露的凈利潤數據，龍芯的累計凈利潤總額完全可以達到國內第一梯隊，若計算ROI（投入產出比），則是ROI最高的國產CPU公司。
而且，根據公開財務數據，龍芯營收的關聯交易占比低于3%，研發支出資本化比例為12.7%，無形資產占總資產比例僅為6%。說明龍芯的盈利質量非常高。
這說明了龍芯的一個核心優勢：沒有整機公司控股和扶持，獨立性很強，不依靠關聯方的賺錢能力最強，但也是龍芯在過去較長一段時間內令人哭笑不得的“劣勢”——沒有整機公司作為大股東。
簡要分析完三大國產CPU公司的財務數據，我們會發現一個有意思的現象。
在國產CPU市場和產業鏈成熟的背景下，x86和Arm架構同樣是獲取了大量資本投入、購買現成的架構與IP、借助現有渠道順勢切入，在最近兩年的收入和利潤總額趨勢上增長迅猛，但若算盈利質量和ROI，反而是堅持自主架構、被默認為市場“錢景”不足的龍芯，是財務層面上最健康的、也最可持續的。
而不同國產CPU的財務表現，決定于對核心技術的掌控層次和力度。
02
技術基座的重要性
說到核心技術，說到“缺芯少魂”，大家會說“CPU+OS”，但不得不指出，這是淺嘗輒止的、教條主義的。發展到現在，產業鏈分工已經十分完善，做出一個CPU并不困難，以Arm架構為例：
對于一般公司而言，只要有了使用權授權，在加上Arm及安謀科技的本地化IP生態支持，就可以迅速攢出一個CPU，甚至之前被認為難度較大的服務器CPU，現在也扎堆出現了很多創業公司。
可見，在現有成熟架構的技術和生態加持下，造出一顆CPU的難度被大大降低了。
那么，要給CPU配套OS操作系統呢？也不難。僅以操作系統中的瀏覽器為例，只需要用Chrome核套一個殼就可以了，很多國產OS都是如此。
可見，“CPU+OS”，其實早已不是一件難事。真正難的，是兩個核心環節：構成CPU的核心IP模塊，連接CPU與OS的基礎軟件組件。IP模塊與基礎軟件組件的自研與否，在相當程度上決定了研發投入是否健康有效，也決定了產品毛利率與凈利率能否經受價格戰沖擊。
如龍芯在工控類芯片的毛利率上一直維持在70%以上，便是得益于此。
國內工控領域從硬件到軟件都是垂直獨立，沒有被生態壟斷，服務能力要求高，可以說是一個天然的試驗場。2013年開始，龍芯憑借自主研發的內核、內存控制器等，逐漸形成了適配工控場景的應用平臺，做出了全球一流的圖形實時操作系統。也正是在早期積累下的數百個工控項目的經驗，使龍芯能夠接住最近工控市場國產化的機遇，在收入迅速放量的同時也維持住了相當的毛利率。
IP模塊與基礎軟件組件的重要性，不僅僅體現在財務層面，還體現在戰略層面。根據此前對龍芯的訪談，胡偉武這樣總結：
自研IP模塊的意義在于，在透徹掌握IP核后，一可以更容易實現CPU性能突破，二可以解決購買國外IP核引發的操作系統升級不兼容問題，三可以自由組合、調教IP模塊，磨合好細節，充分釋放CPU架構潛力。
簡單來說，IP模塊自研可以讓我們在現有的國內工藝節點下，仍然做出媲美市場水平的全自主CPU。
自研基礎軟件組件的意義在于，只有透徹掌握三大編譯器（GCC、LLVM、Golang）和三大虛擬機（Java、JavaScript、.NET），才能牢牢把住生態的命門。
舉個最簡單的例子，很多事業單位還在用IE瀏覽器，一般的國產操作系統因為在虛擬機領域投入不足，是沒辦法做到兼容的。但龍芯作為一家國產CPU廠商推出了兼容IE的龍芯瀏覽器，這樣就可以自行打通并構建起完整的生態，最終使用戶受益。
所以，生態不是跟出來的，不是移植復制軟件就可以的，而是在掌握基礎軟件組件后做出來的。
綜上，“CPU+OS”并不是核心，“IP模塊+基礎軟件組件”才是核心，我們可以將其稱為“技術基座”。“技術基座”是奠定信息化大廈的地基，只有地基打的牢固，往上蓋樓才能越蓋越高。“技術基座”也是建設信息化大廈的最基本單元，一旦掌握，也就不必或租或買，也不會在付出了昂貴的代價后依然不能掌握發展的主動權。
那么，這個“技術基座”又是如何形成的？
北大的路風教授有一個關于高科技工業的技術能力理論，大意是說，“技術基座”來源于“技術能力”。技術可以買到，但技術能力買不到，技術能力來自于產品開發過程中對核心技術環節的高強度學習。
如果一家國產CPU的研發，沒有涉及到“IP模塊+基礎軟件組件”，不管其研發費用有多高，其技術能力、核心競爭力和可持續發展能力都是要大打折扣的。
只引進、學習具體產品形式，不學習原理；只是原樣復制產業鏈環節、不復制能力的產業發展路線，最終會被淘汰。中國的彩電、VCD等產業有大量的失敗案例，無不印證了這一點。
縱觀國產CPU產業，在已有生態繁榮景象的吸引下，一些參與者是沒有必要、沒有動力、也沒有時間去探索更為深入的“技術基座”的，畢竟市場尚處于跑馬圈地階段。但這不代表就能回避更長遠的問題，因為，當CPU架構的定義權掌握在別人手里的時候，問題始終是難以回避的。
03
產業鏈構建、生態與市場拓展
一些人可能會問，又不是非得有自己的架構，不掌握架構定義權又怎么樣？我們以x86和Arm架構為例來探討一下：
首先是x86架構：
早在成立之初，國內兩家CPU公司通過外資合作伙伴繞道取得x86授權，這或許意味著合作的共識是只能在中國市場做生意，不能向外拓展市場，觸及他人的利益；去年年底，英特爾將威盛旗下x86處理器研發子公司 Centaur Technology 部分開發部門收入囊中；今年2月，英特爾宣布將開放x86內核授權，以吸引客戶前來代工；并且還要收購以色列晶圓代工廠高塔半導體。
英特爾這一系列動作影響深遠，說明不掌握架構定義權，授權取決于他人，變數大。架構所有者的任何產品、股權和戰略上的變動，都會對該架構的使用者產生連帶影響。
英特爾發展代工，看起來和x86國產CPU沒有關系，但其實影響深遠。實際上，造x86 CPU變得更加容易了，市面上將來會出現大量中低端產品，競爭更加激烈，那當初高價獲得授權的意義又何在？
再看Arm架構：
在市場范圍上，Arm比x86要好一些，但Arm在俄烏沖突中宣布斷供俄羅斯，最近英國政府進一步加碼，擬禁止俄廠商獲得架構授權。在資本結構上，Arm在創始人離休后股權結構不穩定，已經成為國外資本眼中的肥肉，資本方的動作會對中國市場產生影響，如最近的安謀內斗，使一些觀察者質疑Arm是否還要繼續之前的本地化研發政策。最后，比較容易被人忽略的一點，Arm作為一個以架構和專利許可商業模式立足的公司，對于其授權的企業，是有權審計并要求提供各類信息的，至于審計權限，則視Arm背后的商業和資本利益而定。
接下來我們探討下自主架構。堅持自主架構，也就是完全掌握架構定義權，相信會引發大家一連串更加疑惑的問題：國產自主的怎么發展起來生態？怎么在經濟性和易用性上與別人PK？能開拓更大的市場么？
要回答這一系列問題，我們不妨看一下Arm架構的成功經驗。
很早以前，Arm架構其實比不上MIPS，因為在處理器核技術上不夠先進，起先MIPS的客戶要更多更好。后來高通要選一個架構研發CPU，MIPS自恃技術高深愛搭不理，Arm則是很努力地爭取，讓利很大。最后的結果大家都知道了，高通在手機市場攻城略地，手機CPU盡是Arm的地盤。
可以看出，生態不是一日建成的，市場不是天上掉下來的。一個新生架構的崛起，往往開始于一個不為人所注意的市場。
龍芯作為堅持全自主架構的國產CPU玩家，在一些門檻較高、難度較大的核心市場已站穩腳跟。在黨政內網市場，龍芯的市場份額居于統治地位；電力、石油、軌交等關鍵工控市場也成為龍芯的根據地，近兩年一些特定行業收入實現成倍增長。
當然，外界對龍芯LoongArch架構的真實地位有一些疑問。但實際上，LoongArch已獲得國際開源社區的認可，并拿到了CPU架構的身份證——由GNU組織頒發的ELF machine碼，編號為258，從而與x86、Arm架構并列，真正掌握了架構的定義權。
龍芯掌握LoongArch架構的定義權，對其長遠發展意義重大：
一，掌握定義權意味著，規則由自己制定，龍芯可以自主決定是否接受他人提交的補丁，發展權也就緊緊攥在自己手中。而如果是沿用已有架構，則受制于人。
二，可以在全球范圍內進行IP授權，進一步完善龍芯生態，這是具有獨特意義的。相較之下，x86和ARM兼容的國產CPU即使芯片銷售也可能根據授權協議有地域和領域的限制，更不用說對外進行IP授權了。
同時，用其他架構面臨一個現實的問題：在地緣政治趨于緊張的背景下，外資廠商往往不愿意給最新的架構，或對最新架構的授權模棱兩可。授權x86的AMD需要遵守日益嚴格的美國法律；Arm公司則對最新推出的V9架構授權不置可否，若是之后每一代新的架構授權都有延遲或根本沒有，中國廠商便不能定制最新的處理器核IP，而只能購買設計好的IP做芯片，這無疑會部分削弱市場競爭力。
三，就架構本身而言，借助開源社區的認可，龍芯能夠吸納全球智慧，不斷精進架構。一旦兩年后龍芯做好準備向全球免費全部開放LoongArch架構，正反饋更會加速。例如，LoongArch成為.NET支持的唯三架構之一。.NET是微軟旗下用于構建多種服務器應用的開源平臺，有了.NET支持，龍芯的軟件生態得以進一步完善。
如果只有自主架構，那還不夠。因為這只解決了CPU的問題，但要組成一塊主板，必然少不了GPU、時鐘芯片等周邊配套芯片，這些芯片自己做不了，就只能高價外購，這樣一來即使CPU不要錢，主板上其他器件加起來依然價格不菲。
不同于一些國產CPU已經出現的價格戰趨勢，龍芯追求的不是單顆芯片的性價比，而是整機系統的性價比。因此，龍芯推出了自己的GPU/橋片/電源和時鐘芯片，還有各種接口，做齊了一塊主板的配套芯片。
基于強大的技術實力，龍芯有了更大膽的嘗試：砍掉一些環節，重構產業鏈！胡偉武將其稱為充滿顛覆意味的“硅谷模式”：
首先是團結ODM廠商。雖然龍芯具備做主板的能力，但不具備比較優勢，需要扶持發展一些ODM廠商。
比如，珠三角地區有很多焊接廠，他們只做代工，沒有自己的產品，技術含量不高，附加值也低。于是，龍芯提供操作系統，教他們如何制造自己的主板產品。如此一來，他們做每塊主板，能夠獲得幾倍于代工的利潤，也就愿意與龍芯緊密綁定。產能上去了，產業鏈成本也就降下來了。
其次，在山西長治、浙江金華等發展IT產業意愿極強的地市，建立以龍芯為核心的產業集群。龍芯獲得地方政府的全力信任，在拿下一個地市全部換機需求的同時，也主導上下游產業鏈在當地生根發芽，自然形成配套。
因此，自主架構CPU是大有可為的，龍芯的實踐趟出了一條市場之路。市場的發育按照順序是這樣的：
在掌握了架構定義權后，龍芯生態的建設速度加快，對于一般用戶的吸引力增強；此時，龍芯憑借自研周邊芯片大大降低整機生產成本，并將主板制造環節創造性地交給珠三角代工廠商，減少產業鏈的環節，以達到提升產能的目的；隨著龍芯推行試點的地市越多，那些跟著龍芯賺到錢的產業鏈參與者自發地到各地設點，也就能消化每個市場的需求。
那么，按照龍芯的節奏來，國產CPU的市場前景，就遠遠不只是政策性市場，而是開放市場的更大份額。對于接下來兩三年的開放性市場拓展，龍芯有三個重點：
一：工控。這里指的是比較低端的民用市場，如智能門鎖、跑步機等。龍芯提供基于芯片的解決方案，鼓勵智能門鎖等企業自己生產，或扶持小規模的ODM企業代工電路板。這一市場對標的是兆易創新的消費級MCU，但減少了產業鏈的環節和成本，潛力巨大。
二：教育。這是一個每年數百萬臺出貨的龐大市場，當然也是國產CPU通往開放市場最重要的橋梁。龍芯尤其重視在中小學信息技術教學當中的應用，憑借較x86、Arm更優的編程環境進入編程課堂，既逐步向教師、家庭群體滲透，又培養未來習慣使用LoongArch架構的工程師。
三：云服務器。隨著互聯網大廠日益成為服務器市場的主流用戶，白牌服務器預計會占到整個市場的1/3。其特點是：第一，應用比較固定第一；第二，不需要特別強的生態。因此，只要能把性價比做高，就能打進市場。龍芯作為CPU原廠控制服務器成本，主攻應用固定、服務集中的客戶，用重構產業鏈的方式再新開辟一個全新的市場。
可以看出，龍芯的市場策略是比較有想象力的，也是比較注重利用市場主體的力量的。相比之下，x86和Arm的國產CPU其實更需要充分利用好手頭的資源。
海光背靠曙光，就勢切入服務器市場是比較容易的，在三大運營商的中標記錄可以說明這一點。
飛騰身處中電的“PKS”體系，大股東長城在體系內有相當的影響力，天津的信創產業鏈也初步形成氣候。因而，飛騰充分發揮央企的技術、渠道資源，已經可以有很好的增長，加強Arm生態建設，向重點行業進行更多拓展，是接下來的重點。
04
尾聲
我國目前的國產CPU大戰，有些類似美國上個世紀八九十年代轟轟烈烈的CPU大戰，參與的公司數量之多，令人眼花繚亂。
不同的是，我國目前的國產CPU大戰，目前只能看到一家自主CPU架構。而美國的CPU大戰，可是MIPS、Alpha、x86、Sparc等多個原創CPU架構的混戰。
美國的CPU大戰，培養了大批對原創架構理解深刻、具備多層次IT系統能力的人才。比如硅谷大名鼎鼎的芯片架構設計師Jim Keller，先后在DEC、AMD、SiByte從事研發工作，他使用過的芯片架構，就包括了Alpha、x86和MIPS。等到2008年他進入蘋果，隨后開發出A系列芯片，一炮走紅。
所以，美國IT系統保持活力和霸主地位的關鍵，不是因為其擁有x86架構的所有權，也不是因為蘋果公司強大的芯片設計能力，而是那些掌握了架構定義能力的領導者與工程師群體。他們親身參與了一個架構從無到有、從發展到消亡或壯大的過程，也就能夠在反復權衡后，設計出地表最強的CPU。
那么，中國的國產CPU產業，是多一些得到國際認可的原創架構好，還是跟著別人已經設計好、培養好的架構走？
因為中國市場實在龐大，民用市場存在大量的沿用成熟架構的機器，用現成架構、做好備份、做大市場，當然沒錯。
但是，堅定地做大自己的架構，更有意義。
高技術行業各類專業人才的密度，決定了組織的未來，進而決定了其所處商業環境的成熟度與高度。如果中國從事CPU核心IP模塊設計、基礎軟件組件的人，始終只能從龍芯這樣的公司培養出來，IT系統便無法走向成熟和穩定，也無法向上攫取更多的超額利潤。
假以時日，有越來越多像龍芯一樣的自主架構公司，中國也就不用為用哪個架構煩惱了，因為我們可以設計自己的架構。
此外，由政策主導創造出來的國產CPU產業鏈，注定可以培植出幾個年營收幾十億的公司，但如果僅止于此的話，未免代價太大。大力發展一個自主架構，在為技術自主、自立、自強贏得更多話語權同時，也可以成為我國參與國際政治博弈的一個有力工具。
龍芯已將出海計劃提上日程并取得了一定進展，目標是幫助他們打造自己的整機企業。如果順利推進，則龍芯不僅能實現國產CPU出海，還將逐步把重構產業鏈的方法輸出到全球。
最后，國產CPU登陸資本市場，是終局，但也可以是開局。
無論股價如何，那些具備技術能力、堅持自主創新的國產CPU玩家，都將逐漸占據更多的公開市場份額。對于引進派CPU來說，上市可能就是目標，是終局。但對于以建立自有生態為目標的龍芯來說，上市只是新征程的開始，是開局。