長久以來，國內半導體市場始終面臨著自給率嚴重不足的問題，尤其國產(chǎn)通用CPU，包括服務器、個人電腦、工業(yè)應用領域在內的國產(chǎn)核心集成電路市場占有率幾乎為零。為了打破這一局面，逐步實現(xiàn)自主可控，自主創(chuàng)新就成了必由之路。本刊編輯采訪了上海兆芯集成電路有限公司副總經(jīng)理羅勇博士，就當下國內集成電路市場發(fā)展相關問題進行了探討。

對標國際標準

作為國內知名x86系統(tǒng)解決方案供應商，兆芯同時掌握中央處理器（CPU）、圖形處理器（GPU）及芯片組三大核心技術，其自主研發(fā)的國產(chǎn)x86解決方案包括開先和開勝兩大系列，開先系列面向桌面整機（包括各類臺式機、筆記本）、嵌入式產(chǎn)品，開勝系列則面向服務器產(chǎn)品。

談到兆芯x86解決方案整體性能時，羅勇博士表示，兆芯處理器的整體性能已經(jīng)能夠對標國際主流標準，以ZX-C系列CPU及KX-5000為例，已經(jīng)可以對標Intel第六代i3處理器，主機頻率可以達到2GHz，對于日常辦公應用、4K解碼，甚至運行使命召喚、古墓麗影等主流3D游戲已經(jīng)毫無壓力。而考慮到3GHz頻率已經(jīng)開始成為主流，兆芯又跟進了最新的KX-6000系列，其整機性能對標Intel的i5系列處理器，包括跑現(xiàn)在最火的（也是對計算機性能要求很高的）“吃雞”游戲，仍可 流暢運行。

表1 芯片性能對比圖

在集成電路，尤其是處理器芯片方面，要真正解讀一項技術需要花很長時間，才能避免出現(xiàn)系統(tǒng)漏洞、安全問題，或在出現(xiàn)安全問題時及時查出原因并修復。兆芯用6年時間研發(fā)了ZX-C和KX-5000兩代處理器，從而完全解讀了x86系統(tǒng)架構及相應技術。

兆芯設計ZX-C系列用了4年時間，羅勇博士坦然表示，設計出的處理器雖然在功耗和面積上控制得很好，單核性能提升了20%，多核性能提升了兩倍，但是并沒有達到預期，同時發(fā)現(xiàn)在設計過程中走了很多彎路，因而進一步研發(fā)了KX-5000系列。這一代芯片又將單核做了大幅度修改，同時將多核全部引入，打通了I/O頻率，從而達到現(xiàn)在能夠對標Intel第六代i3處理器的性能，從而滿足日常辦公、大型游戲等應用需求。

自主可控不該只考慮芯片架構

近年來，隨著計算機系統(tǒng)漏洞問題及中美貿易戰(zhàn)的出現(xiàn)，自主可控再一次成為國家發(fā)展規(guī)劃中的關鍵詞。羅勇博士告訴記者，兆芯選擇基于x86研發(fā)自己的微架構是考慮到x86架構擁有成熟的系統(tǒng)生態(tài)，而且不存在核與授權的問題。相比于海光的系統(tǒng)架構，兆芯系統(tǒng)架構在演進、升級等方面是完全自主的，不存在授權問題。

近兩年的網(wǎng)絡漏洞其實是芯片組中出現(xiàn)的問題。兆芯擁有完全自主的GPU和芯片組，從而能夠很好地規(guī)避這一問題?，F(xiàn)在兆芯的GPU是集成在CPU芯片中的，即集成顯卡。羅勇博士稱，將來隨著國產(chǎn)GPU需求不斷擴大，也可能將GPU獨立來做。但是芯片組一直是獨立的，例如開先ZX-C系列處理器配合自主研發(fā)的ZX-100S芯片組，而開先KX-5000系列處理器和后續(xù)產(chǎn)品都會采用SoC架構，將芯片組功能與CPU核心等整合到一顆芯片上，可選擇性配合ZX-200 IO拓展芯片，滿足多樣化外設接口需求。

從下到上依次為：ZX-C、KX-5000、KX-6000

另外，在軍工領域，尤其是軍用裝備上對國產(chǎn)化剛需很強，即使用10顆國產(chǎn)芯片去替代3顆Intel芯片，也是必須的。在這樣嵌入式及特殊垂直行業(yè)兆芯雖然相對起步較晚，但是逐漸有更多產(chǎn)品出現(xiàn)并取代國外芯片。

談到半導體產(chǎn)業(yè)自主可控，羅勇博士不無擔心，其實就半導體產(chǎn)業(yè)鏈自主可控來講，國內往往過度強調生產(chǎn)、架構，但卻忽略了設計工藝和設計工具（EDA）。還存在很多問題，包括以下幾個方面：第一，技術并沒有達到，可靠性、穩(wěn)定性及生態(tài)兼容性問題仍有待改進；第二，設計工藝方面，TSMC及華虹宏力雖然給國產(chǎn)芯片解決了一定問題，但是仍難以對標國際高端能力；第三，EDA方面，到目前為止，最大三家公司——Synopsis、Cadence、MentorGraphics都是美國公司，國內還沒有一個大型整體的設計工具。

產(chǎn)業(yè)生態(tài)兼容性

x86最大的優(yōu)勢在于生態(tài)兼容上。國內現(xiàn)在很多系統(tǒng)芯片做得確實很好，但是由于用戶大量的應用是基于Windows系統(tǒng)的，而國產(chǎn)芯片并不兼容，帶來無法推廣的問題。羅勇博士談到，市場生態(tài)是慢慢積累下來的，Intel和微軟用40年做的生態(tài)，沒有一家芯片廠商可以在短時間內將其替代。我們更應該尊重原有生態(tài)，并基于此開發(fā)自己的產(chǎn)品。

兆芯設計的處理器到目前為止針對國內桌面應用，在單核、多核性能上已經(jīng)表現(xiàn)很好，整機性能可以對標Intel的i3和i5處理器，基本可以滿足桌面的主流應用。由于現(xiàn)在絕大部分軟件生態(tài)都是建立在x86架構的Windows系統(tǒng)基礎上的，因而兆芯處理器可以很好地兼容其配套的外設、軟件及驅動。

借助新興領域，直面國際競爭

隨著新興技術的不斷興起，羅勇博士表示，兆芯現(xiàn)在關注下一代的規(guī)劃，包括AI、邊緣計算、異構計算等。因為這些市場本身剛剛起步，Intel也只是領先兩三年，不像云存儲、處理器領域領先二十年，你得一步一步追。

對于這些新興領域，我們更有希望做出性能相近，針對中國市場有更多差異化的東西，我們做國產(chǎn)芯片遲早要到市場直面國際競爭，而這些新興領域就是我們實現(xiàn)差異化競爭的關鍵。兆芯下一代芯片一定不只是在桌面性能提升、容量擴大，也包括針對這些新興領域的應用能力。