金秋十月，倪光南院士在《数字世界专刊》撰写专文。倪院士指出：一直以来，我国芯片产业在“主流CPU”架构上受制于人，在数字经济时代，建议我国积极抓住时代机遇，聚焦开源RISC-V架构，以全球视野积极谋划我国芯片产业发展。

倪光南 中国工程院院士

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前言

一直以来，我国芯片产业在“主流CPU”架构上受制于人，整体生态上与国际先进水平还有很大差距。RISC-V精简指令集采用开源模式、其架构先进、易于定制、生态也尚处于发展初期，这为我国万物智联时代掌握芯片产业发展主动权提供了发展机会。建议我国积极抓住时代机遇，以全球视野谋划我国芯片产业发展，聚焦开源RISC-V架构，统筹规划、集中力量面向我国“主流CPU”领域，筑牢基础软件根基，加速推进其生态建设，推动全世界芯片产业新格局的到来。

开源已经成为全球协同创新的新模式，已经成为促进信息技术发展的新动力。开源的核心价值是科学开放精神和人类智慧成果共享的体现。国际上开源技术生态体系已经形成，并从软件领域扩展到硬件领域。2010年，美国加州大学伯克利分校计算机科学部门发布了一种通用的计算机芯片精简指令集，它采用开源模式，不仅打破了芯片架构长期被垄断的格局，也为我国芯片产业发展提供了新的机遇。

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目前国内CPU主流技术路线

CPU(中央处理器)架构是芯片产业链和芯片生态的龙头。CPU架构不仅决定了CPU芯片本身的性能，而且在很大程度上引领了整个芯片产业和产业生态，尤其是对设计人才培养、设计工具（EDA）、芯片IP（Intellectual Property）库、芯片应用生态等方面有重大影响。此外，芯片的架构也影响到芯片的生产、测试、封装等环节。近年来包含微处理器的SoC（系统级芯片）产品在芯片产品中的比重已达到70%以上，这表明芯片应用与CPU架构之间的关联性正在增强。历史上，在PC和互联网时期，x86架构芯片占据优势，而在移动互联网时期，ARM架构芯片占据优势，今后将进入万物智联时代，CPU技术架构格局也会随之发生变化。

这几年国产CPU发展很快，现在国内市场上已经有六七种CPU架构并存，但这并非长久之计。因为CPU架构具有很强的垄断性，长期以来，占据世界芯片主要市场份额的CPU（或称为“主流CPU”）只有x86和ARM两种架构，这种情况大概率还会持续下去。由此可见，目前多种国产CPU架构并存，未来可能会造成资源分散，低水平重复。如果不能及时改变这种状况，若干年后，中国将缺乏能在全球市场上与x86和ARM两家竞争的CPU架构，从而在“主流CPU”方面仍将受制于人。为此，我国发展芯片产业时，要从全球视野谋划和思考国产CPU架构发展的技术路线。目前国内CPU技术路线大致有两种思路，值得商榷：

一种思路是“单打独斗”。“单打独斗”即主要依托本国架构进行发展。其好处是较易实现自主可控，并能满足国内若干应用领域的需求。但要在世界市场上与上述“主流CPU”相抗衡，我国CPU在技术方面，特别是在生态方面还存在着很大的差距，而这种状况不是凭主观愿望在短时期里所能改变的。作为对比，即使是新兴的、挟有众多后发优势的RISC-V架构也历经十多年“折腾”，才取得今天全球范围的繁荣发展。很难设想，一些有历史包袱的、较老的CPU，还能有足够时间和空间，从“主流CPU”激烈竞争的夹缝中脱颖而出。

另一种思路是“从众跟随”。即跟着外国的架构走。国内也有企业在基于x86、ARM、Power等外国掌控的架构进行发展，其好处是可以利用已经成熟的生态，但坏处是很难实现自主可控。当前国际环境错综复杂，归根到底随时可能面临ISA（指令集架构）知识产权的制约，难以规避各种制裁和限制。

开源RISV-V的出现顺应未来新一代信息技术的需求。RISC-V精简指令集采用开源模式、其架构先进、易于定制、人才培养便捷，研发周期短，大大降低芯片产业门槛，这些都使其后续发展具备强大生命力。鉴于上述情况，建议中国抓住新一代信息技术发展机遇，面向智能时代“主流CPU”市场，聚焦开源RISC-V架构发展中国芯片产业。用好开源模式，发挥中国[敏感词]制、超大规模市场优势和人才优势，集中力量、协同攻关，大力发展壮大RISC-V产业生态，加大对RISC-V开源社区的贡献以增大社区话语权。最终，使世界“主流CPU”市场形成x86、ARM和RISC-V三分天下的格局。

中国工程院院士倪光南

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聚焦开源RISC-V架构的优势

聚焦开源RISC-V架构发展我国主流CPU具有如下优势：

1.既符合国家科技自立自强发展战略又推动全球科技创新

中国各界拥抱RISC-V有其反垄断的需要。一些发达国家已经享受了x86和ARM两种架构垄断“主流CPU”市场的红利，掌控这些架构的Intel和ARM公司等巨头虽然近来也在RISC-V的某些活动中亮相，但由于根本利益冲突，不可能全力支持RISC-V。相比之下，开源RISC-V打破了长期以来芯片产业垄断的格局，我们可以与全球开发者协同创新，共同发展芯片产业，这使RISC-V在中国获得了强大的推动力。

2.RISC-V已得到中国各界的支持

从国家对芯片产业的政策支持和各地方政府发展芯片产业的布局上看，中国当前发展基于新型RISC-V架构的芯片产业已具备一系列政策优势。十九届五中全会以来，中国已将支持开源写入“十四五”规划，各界对开源RISC-V的支持力度迅速提升。近几年来，中国各地、各界纷纷投入RISC-V的生态建设。例如：上海市支持成立“中国RISC-V产业联盟”；中共中央网络安全和信息化委员会办公室、中华人民共和国工业和信息化部和中国科学院联合支持成立“中国开放指令RISC-V生态联盟”；深圳市成立Patterson教授与清华合作的“国际开源实验室RIOS”；中国科学院联合产学研各界推进RISC-V基础软件研发；中国科学技术协会在“科创中国”框架下，成立涵盖开源RISC-V的“开源创新联合体”；北京市支持成立“北京开源芯片研究院”……。凡此种种，说明在国家政策支持下，在各界的积极参与下，中国的开源RISC-V的整体生态环境正在迅速发展完善。

3.中国超大规模市场是培育未来新一代信息技术的沃土

构建新发展格局是把握未来发展主动权的战略布局和先手棋，是贯彻落实新发展理念的重大举措。我国超大规模市场优势、丰富的数据资源优势都是培育新一代信息技术发展的肥沃土壤，可以为新技术、新业态、新模式、新产品提供规模的市场实现条件，为经济发展创造足够的利润回报，可以吸引、整合国内外优质资源等优势，从而加快中国技术创新的速度。为此我们要充分利用和发挥这个优势。在新一代信息技术产业发展中，只要我们科学谋划，集中力量，注重RISC-V生态建设，那么中国的超大规模市场优势将成为构建全球芯片产业新发展格局的雄厚支撑。

4.中国是世界[敏感词]工程师培育摇篮

人才是国家发展的[敏感词]资源，[敏感词]动力。人才是直接影响未来民族伟大复兴的关键要素。美国甲骨文公司创始人Larry Ellison评论说：“我们面临的[敏感词]竞争对手是中国。中国有很多非常有天赋的工程师，他们贡献了很多知识产权，我们可不想屈居第二”。

中国是全世界大学生毕业人数最多的国家，据统计，2021年中国高等院校毕业生数量已达到909万人。中国科技研发的人才结构为金字塔结构。以庞大的技术本科、硕士、博士毕业生为基础，具有国内外高学历教育背景和成熟的专业经验的研发人员为塔尖。中国正在成为全球高科技研发体系中的重要部分，这一庞大的技术队伍为推动中国科技创新提供了必要条件。

RISC-V采用开源模式，十分有利于知识产权的传播和人才的培养，使中国人才优势能得到充分的发挥。据估计，中国已经有数百家企业加入到RISC-V生态建设中，在RISC-V国际联盟成员单位中，中国方面已经占比50%左右；中国许多大学已为研究生和本科学生开设了RISC-V课程，针对RISC-V基础软件的联合研发以及面向RISC-V架构优化的EDA项目等正在开展，形势发展喜人。

为此，建议我国聚焦开源RISC-V发展我国主流CPU，筑牢RISC-V基础软件根基，完善生态建设。实践表明，一种CPU架构的生存和发展，在很大程度上依赖其生态系统，其中特别是依赖于需要大投入和长研发周期的基础软件。现有x86和ARM经过二三十年时间的积累，已经形成了完善的生态，尤其是在基础软件方面，包括操作系统、基础库、编程语言与编译器、开发环境和运行环境等等，构成了对CPU架构的强大支撑，在这方面，RISC-V现在还远远落后于x86和ARM，这也为我国发展提供了机遇。

中国工程院院士倪光南

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总结与展望

如果说指令集架构是计算机系统中硬件与软件之间分界线和交互规范标准，也是基础软件生态的起始原点，那么基础软件就是IT生态的“粘合剂”和“催化剂”。换句话说，基础软件是整合RISC-V多样化生态的核心要素，是基于RISC-V架构产业的核心竞争力。有专家认为，从2020年之后，RISC-V发展的优先级从体系结构驱动切换为软件驱动。现在，在世界范围RISC-V基础软件的竞争已经到来。发展RISC-V软件需要跨学科方向的全面布局，这是一个挑战，又是一个机遇。参考x86和ARM的历史，RISC-V孕育着万亿级基础软件产业机会。历史上x86生态成就了微软和红帽，ARM生态成就了苹果和谷歌，RISC-V也将为未来的软件巨头提供新的舞台，为此我们需要及早、全面布局RISC-V基础软件。

综上所述，中国要在全球开源领域中发挥自己应有的作用。今天中国面临百年未有之大变局，在发展CPU产业时要以全球视野谋划，抓住未来“主流CPU”发展趋势。正如总书记在《健全关键核心技术攻关新型[敏感词]制》中强调：“应发挥我国社会主义制度能够集中力量办大事的显著优势”, “要把政府、市场、社会有机结合起来，科学统筹、集中力量、优化机制、协同攻关”。我们要从战略上用好开源模式，聚焦开源RISC-V架构，充分发挥我国超大规模市场优势和人才优势，统筹推进RISC-V生态建设，与世界开源同行协同努力，最终使RISC-V架构能在世界CPU市场与x86和ARM三足鼎立，通过增加对开源社区贡献的方式逐步将“主流CPU”发展自主权牢牢掌握在自己手中，同时为世界科技创新贡献中国智慧和中国方案。