创新求索录:第三集
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关于发展CPU等关键技术的建议[2]

我国信息产业发展的主要问题是不平衡和不充分,主要表现是“头重脚轻,消费侧强,供给侧弱,核心技术缺失”。我国信息服务业发展不错,但软件和硬件还很弱。在全球上市企业2000强名单中,还没有一家中国的芯片和软件企业。我国信息产业85%以上的利润来自应用服务,软件和硬件公司产生的利润只占信息技术公司总利润的14.6%,远低于美国的61%。

我国进口芯片按金额排序:存储器、专用集成电路(ASIC)、模拟电路(A/D转换等)、中央处理器(CPU)、微控制器(MCU)。模拟电路进口费用超过CPU,但未引起重视,我国模拟电路设计人才奇缺,几乎没有学校培养。我国工业控制领域也人才奇缺,控制学科的人才几乎都转向模式识别,真正懂可编程逻辑控制器(PLC)控制的人才没有一个大学培养,需要大力加强控制学科人才培养。

针对主流市场的高端芯片中,差距较小的是手机等终端芯片,国产自给率达18%,网络处理器自给率达20%,已具有与国外企业竞争的基础。下一步是激励华为等企业向更高端的芯片努力,按照企业的需求,组织高校和研究所协同攻关。高端网络处理器的复杂性不低于服务器CPU,而且根据软件定义网络(SDN)等新的要求,需要结构上的创新,不是简单的跟踪,国家要设立专门的课题突破新型网络处理器的关键技术。刘韵洁院士已组织力量开发出世界一流水平的网络操作系统,国家应大力支持,争取在网络操作系统的研发和推广方面走在国际前列。蚂蚁金服研制的SeaBase是数据库领域的重大突破,经受住了“双十一”的考验,值得支持。

经过多年努力,PC用的CPU和服务器CPU已具有自我设计能力,但民口市场占有率几乎是零。过去几年核高基重大专项[3]取得了一定成绩,但缺乏战略定力,左右摇摆,在选择主攻目标和主攻团队上也有偏差,几乎把最强的科研队伍都安排做超级计算机的专用CPU研发,市场需求大的服务器和笔记本计算机CPU的进展不尽如人意。今后要坚持“两条腿走路”的技术路线,不要打内战互相拆台。一条是龙芯走的道路,从内向外发展,自主设计CPU芯片,先在安全要求高的应用(如国防应用和党政军信息化)中形成“根据地”,培育自己的产业生态环境,再逐步向民口市场扩展。另一条是由外向内发展,先融入国际主流,与国外大公司合作,在引进消化吸收的基础上真正掌握高端CPU的设计技术,提高芯片安全水平,逐步打消国人对引进CPU源代码的安全担心,并争取通过专利交叉授权取得发展的主导权。这两条路相向而行,最后会殊途同归。

利用习近平主席出席西雅图第八届中美互联网论坛的难得机会,在中央网信办的支持下,曙光公司与美国超威半导体公司(AMD)合作,获得世界上最先进的服务器CPU的设计技术。经过两年艰苦努力,成都海光集成电路设计有限公司(以下简称成都海光公司)研制生产的服务器CPU海光一号,性能与英特尔(Intel)的服务器CPU并驾齐驱,有些指标甚至超过Intel,已开始批量销售。这是我国摆脱CPU受制于人局面的重大进展,主动权掌握在我们自己手里。国家一定要大力支持,在电信、银行、电力等部门积极推广。x86 CPU在服务器中占比为98%(2016年全球销售的981万台服务器中,960万台配置x86 CPU),Intel在x86 CPU销量中的占比为99.7%。在民口市场不用x86 CPU几乎没有出路。有了海光一号的基础,中国就有希望与Intel叫板。培育新的产业生态主要应在人工智能和物联网应用上发力,传统的市场上应坚定不移地走像发展高铁一样的引进消化吸收再创新的路,不能再犹豫。

安全和发展必须统筹考虑,不能以莫须有的安全隐患为理由反对走国际兼容的道路。海光一号CPU已经用自己设计的安全模块(采用国内密码)代替国外安全模块,比用Intel芯片安全。自己设计的CPU未经大量应用考验,无意的设计bug(安全隐患)可能比已应用几十年的x86 CPU更多。目前,核高基重大专项还没有支持海光一号,所谓的后补助可能是“水中月”。服务器CPU是国之重器,政府部门不能做旁观者。海光一号出来以后,Intel一定会采取压价等多种方式打压,如果因海光一家公司的力量斗不过Intel,今后可能没有打破Intel垄断的机会了。

由于摩尔定律面临失效,通信技术逼近香农极限,基础的信息技术短期内出现颠覆性革命的可能性不大,至少20年内可能还是以硅基CMOS电路为主,量子器件、超导器件等颠覆性器件难以成为主流。我们在通用集成电路等基础产业上不要试图“弯道超车”,必须老老实实通过试错积累经验,一代一代地缩小差距。但在科学研究上,要大胆地探索新材料、新器件、新架构,争取引领未来。两者都重要,不能顾此失彼。在人工智能、物联网等新应用领域可能打造培育出新的产业生态,我国在培育产业生态上基本没有成功的经验,培育产业生态不只是要在核心技术研发上加大投入,在软件和应用上可能要花更多的投入,如果在集成电路设计和生产上准备投入一万亿元(大基金加3倍以上的地方配套),软件和应用上的生态培育可能要超过一万亿元,政府要引导企业在整个生态链(生态网)上发力,比如对采用关键的国产集成电路的企业减税鼓励等。一定要改变观念,不要像1958年大炼钢铁一样全民大造集成电路,要鼓励地方多投钱在生态链的后端,完善整个生态链,不要一窝蜂地重复建落后的生产线。

发展核心技术的关键是要找对有本事又有事业心的攻关团队,现在我国的科研体制机制注重公平,有些官员更看重审计巡视时不出事,因此按程序走流程是第一位,事情是否办成了、问题是否解决了并不是他们最关心的事。找到真正能办事的领军人才和团队需要在机制上下功夫。“试玉要烧三日满,辨材须待七年期”,挑选担当重任的团队要看历史的业绩,不能只看谁的申报书写得漂亮。现在一个重大项目几十家在争,靠目前的评议流程可能会埋没真正有本事的团队。