【編者按】新中國從“一窮二白”發展成為當今世界第二大經濟體,並向著中華民族偉大復興不斷邁進。新中國成立70週年之際,集微網特推出“70週年晶片專題”。華為、中興事件,讓中國芯變得家喻戶曉;科創板設立、大基金持續注資、資本青睞等,使中國芯迎來了歷史性的發展機遇。在中華民族偉大復興之際,中國芯如何走向崛起。本專題從“談古”來“立今”,圍繞應用篇、關鍵晶片篇、政策篇、展望篇四個維度展開,共計11篇深度文章。中國芯縱有挫折,但從不停頓;中國芯即便滄桑,但仍豪情萬丈!
自1958年中國第一臺通用數位電子計算機試製成功以來,中國計算機產業已經走過了60年的時光,與之相伴的,是中國產CPU自主發展的艱辛歷程。
現在,中國成為全球重要的計算機生產基地,擁有世界最大的計算機應用市場,而中國自研CPU也由落後追趕至世界先進水平,這背後是一代代科學家和從業者付出的不懈努力。
中國計算機從追趕到領先
二十世紀四十年代:電子計算機問世,作為人類文明史上最偉大的科技成果之一,帶來了計算世界的革命。
當時,年輕的新中國及時捕捉到這一世界科技的新動向:1955年黨中央向全國發出了“向科學進軍”的偉大號召;1956年在周恩來總理的親自主持下,制定了中國《十二年科學技術發展規劃》,開始了中國計算機事業的建立;1958年8月,中國第一臺103通用數位電子計算機試製成功,開闢了中國計算機事業的新紀元,也標誌著計算機創業的開始,北京有線電廠成為中國第一臺計算機的生產廠。
相較於當時的美國、蘇聯、英國,中國計算機事業起步雖晚,但方向與任務十分明確——服務於“兩彈一星”,為國防尖端技術發展提供計算裝置,應該說中國最初的計算機事業為當時增強國防力量做出了重要貢獻。
1979年國家電子計算機工業總局的成立,使中國計算機作為一個獨立的產業門類脫穎而出,從此走上了規模化、產業化的發展道路。國家計算機總局首先明確了“抓應用、促發展”作為中國計算機工業發展的總方針,首次確立了計算機的發展要面向市場,“以用立業”的市場觀念,從而加快了計算機產業的初創程序,而八十年代的改革開放也加速了中國計算機產業的發展步伐。
90年代是中國計算機應用高速普及的一個時期。隨著中國大幅降低關稅、取消計算機產品進出口批文、開放國內微機市場,頃刻間,國外的電腦廠商如潮水般湧入。在這個階段,我們最耳熟能詳的就是x86,從286、386、486到586,Intel發展一代處理器,我們就更新一代。摩爾定律預示了計算機和半導體產業的發展速度,同時也預示了硬體的升級和淘汰速度。
1993年11月初,聯想集團最先推出國內第一臺486微機,此後又推出中國第一臺586微機。這標誌著中國已成為世界上微機技術領先的國家。
彼時,尋常百姓在購買計算機時有了兩種主要的選擇。一種是購買品牌機,無論是中國產品牌還是進口品牌,他們都有著較為完善的售後服務,附送許多正版軟體。而另一種就是去中關村這樣的電子賣場“攢機”。DIY電腦的價格相對比品牌機更具價效比。而選擇自己DIY電腦的消費者,很少會考慮購買正版的作業系統和應用軟體,這也使得攢機更具價效比。
2000年,中國自行研製成功高效能運算機"神威I",其主要技術指標和效能達到國際先進水平。中國成為繼美國、日本之後世界上第三個具備研製高效能運算機能力的國家。
從未放棄自主CPU晶片的研製
2018年全年中國進口積體電路4175.7億個,總金額3120.6億美元,比2017年增加19.8%,佔中國進口總額的14.6%。
積體電路進口額第一次超過3000億美元,在經歷了中興事件之後,這一數字更讓人警醒——積體電路的進口額不僅超過了原油這一戰略物資,而且超過了農產品+鐵礦+銅+銅礦+醫藥品的總和。
實際上,中國計算機產業的發展是伴隨著CPU的發展向前,但在大部分的時間裡,中國自研CPU的能力距國外還有一定差距。
中國從未放棄自主CPU的研製。其中有代表性的研發產品之一便是2001年開始研製的龍芯處理器。2002年8月10日,中國首款自主研製的高效能通用CPU“龍芯1號”流片成功,表明了中國已初步掌握了當代CPU的關鍵設計技術,終結了中國計算機產業“無芯”的歷史。
龍芯總設計師胡偉武表示,自主研發CPU經過近20年的發展已經可以滿足以黨政辦公為代表的行業應用需求,並正在逼近國際主流CPU的水平,目前中國的IT產業主要建立在Wintel體系(Intel的CPU和微軟的Windows作業系統)和AA體系(ARM的CPU和谷歌的Android作業系統)兩大國外技術平臺之上,“就好比在別人的牆基上砌房子,再大再漂亮也可能經不起風雨,甚至會不堪一擊”,只有建立自主IT技術體系,才能最終破解制約中國IT產業發展的卡脖子問題。
從計算機生態發展歷程看,自上個世紀80年代起,微軟和英特爾為推動PC產業的發展,組成了Wintel聯盟;ARM + iOS構成了蘋果Apple生態;在移動網際網路時代,ARM + Android組成AA聯盟。
“而中國產CPU基本上採用國際上已有指令集,中國產作業系統均採用開源Linux技術體制。” 國防科技大學教授吳慶波指出,計算機產業生態是不斷變化的,我們要對生態產生的變化進行跟蹤並加以發展。“比如CPU和作業系統的碎片化問題,通過一系列有機的整合,良好的生態才會形成,計算機產業的發展也因此更加健康。”
中國計算機行業協會副祕書長相春雷認為,中國產化正在推動中國計算機行業發展,這是一個大勢。中國計算機行業需要打造政、產、研、學、用的完整生態產業鏈,促進科研成果轉化,滿足中國產作業系統、中國產工業軟體、中國產晶片、中國產外設的發展。
全球九成以上計算機產品中國製造
多年來,中國計算機產業實現了飛躍發展,也為全球計算機產業發展做出了重大貢獻。目前,中國計算機產業規模持續擴大,已建立了配套完整的計算機制造體系,成為全球重要的計算機生產基地,擁有世界最大的計算機應用市場。
據工業和資訊化部電子資訊司司長喬躍山介紹,2018年,中國實現微型計算機產量3.1億臺。其中膝上型電腦產量1.7億臺,伺服器產量達到295.2萬臺,供應全球90%以上的計算機產品。2018年中國計算機產業實現主營業務收入1.95萬億元,同比增8.7%。
此外,天河、神威·太湖之光等超級計算機先後問鼎世界超算500強榜首。積極融入全球產業體系,聯想、華為、浪潮等骨幹企業在全球多個國家佈局研發中心、生產基地,在膝上型電腦、伺服器全球市場的佔有率穩步提升。巨大的市場優勢吸引了戴爾、IBM、惠普、英特爾等國際知名企業來華投資。
全國政協經濟委員會副主任劉利華表示,一方面,傳統計算機產銷接近天花板,摩爾定律逼近極限,發展前景不明;另一方面,量子計算等新型計算技術不斷湧現,計算機迎來全新發展空間。在越來越融合的背景下,計算機產業的定義變得越來越寬泛,計算機產業正醞釀著新的變革,同時也會帶來更多新的技術。
中國電子董事長芮曉武表示,未來,計算機將和手機融為一體。現在我們將膝上型電腦、臺式電腦和手機融合了,用手機辦公可以像在PC機上辦公一樣了。目前,中國電子資訊產業集團有限公司著力打造計算機生態體系,由其建設的“PK體系”(飛騰CPU+麒麟作業系統)是擁有完全自主智慧財產權的中國架構。
“計算力是未來數字經濟的生產力。”華為高階副Quattroporte侯金龍表示,隨著5G時代到來,世界進入萬物互聯,2018年全球端側的連線數是230億,預計到2025年會達到1000億,而海量的資料會帶來海量的AI算力需求。(校對/範蓉)