厲害了！兆芯國產(chǎn)自主處理器進軍PC市場

2016年中國集成電路產(chǎn)業(yè)繼續(xù)呈現(xiàn)出高速增長的勢頭，從中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2016年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額高達4335.5億元，比上年增長20.1%。同時，另一組數(shù)據(jù)則顯示中國集成電路的進口持續(xù)高位。在2016年，集成電路進口額達到2270.7億美元，比上年下降了1.2%，但已連續(xù)四年超過了2000億美元，是價值最高的進口商品。同期集成電路出口613.8億美元，貿(mào)易逆差高達1657億美元，這種狀況還將持續(xù)幾年。從集成電路進口產(chǎn)品來看，微處理器和控制器是占比例最大的。

然而，互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的的日新月異讓“安全”問題日益突出。為了不陷入受制于人的窘境，國家層面對此十分重視，我國發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的最終目標(biāo)就是“自主、安全、可控”。

國產(chǎn)芯片實現(xiàn)對進口高端通用芯片的替代

擺脫通用芯片高度依賴進口的現(xiàn)狀，無論對于網(wǎng)絡(luò)信息安全的保護還是促進集成電路的發(fā)展都具有重大意義。

經(jīng)過數(shù)年的潛心研究，有一家本土芯片公司成功地邁出了X86高端通用芯片的國產(chǎn)化步伐，它就是上海兆芯集成電路有限公司(以下簡稱“兆芯”)。與華為、展訊、龍芯、申威等國產(chǎn)芯片廠商相比，兆芯稍顯低調(diào)。實際上，在高端通用芯片領(lǐng)域兆芯產(chǎn)品的性能已達到國際主流水平的80% 。

在2017年北京國際互聯(lián)網(wǎng)科技博覽會暨世界網(wǎng)絡(luò)安全大會上，兆芯最新產(chǎn)品ZX-D系列處理器芯片首次亮相。ZX-D是兆芯自主設(shè)計研發(fā)的新一代國產(chǎn)通用處理器，同時也是國內(nèi)率先支持DDR4規(guī)格內(nèi)存的國產(chǎn)處理器，這對整機性能的提升是一個積極的因素。兆芯ZX-D采用了全新的SOC架構(gòu)設(shè)計，芯片整合了內(nèi)存控制器和圖形處理器等單元，并且在28nm工藝基礎(chǔ)上實現(xiàn)了性能的顯著提升。同時，兆芯在本屆博覽會期間將再度設(shè)置VR體驗活動，此次用于體驗VR的整機將采用兆芯ZX-D系列處理器。兆芯ZX-D系列處理器帶來的性能提升，將使VR應(yīng)用和游戲能夠更加穩(wěn)定、流暢地運行。

基于兆芯ZX-D系列處理器的VR體驗，觀眾熱情高漲，排隊體驗

兆芯副總裁傅城博士

兆芯副總裁傅城博士接受集微網(wǎng)采訪時表示，ZX-D系列處理器現(xiàn)在已經(jīng)在臺積電成功流片，其性能大概相當(dāng)于英特爾i3-i5處理器之間，最高性能可達到i5處理器的水平，今年將會有整機發(fā)布。

兆芯一同展出的還有開先ZX-C系列處理器、開先ZX-C+系列4核處理器、開勝ZX-C+8核處理器、ZX-100S 芯片組，以及基于這些通用處理器的一些列國產(chǎn)整機、服務(wù)器、集成商解決方案和可信終端解決方案等。

傅城告訴集微網(wǎng)，目前兆芯的國產(chǎn)通用芯片已經(jīng)累計出貨幾十萬顆，到2018年年底將有望實現(xiàn)累計出貨100萬顆。

傅城透露，兆芯將于明年推出16nm國產(chǎn)CPU芯片。這是一款兆芯發(fā)力高端芯片之做，主頻最高可達2.8GHz～3.0GHz。

目前，兆芯的國產(chǎn)通用芯片已經(jīng)在聯(lián)想臺式機/一體機和筆記本、同方一體機、儀電mini PC、聯(lián)想服務(wù)器、火星高科服務(wù)器等產(chǎn)品上得到了應(yīng)用。

體驗之后，記者發(fā)現(xiàn)這些國產(chǎn)整機在處理辦公文件、播放高清視頻、運行熱門游戲等方面與日常所使用的PC萬物差異，完全可以滿足日常辦公應(yīng)用和輕娛樂的使用，因此，兆芯國產(chǎn)通用處理器已經(jīng)全面具備替代國際廠商同類芯片的能力。

IP核100%的自主研發(fā)為“自主、安全、可控”護航

兆芯成立于2013年4月，由上海市國資委下屬的上海聯(lián)和投資有限公司控股。截止目前，兆芯擁有員工總數(shù)超過1200人，總部位于上海張江，在北京、武漢、深圳等地都設(shè)有分支機構(gòu)。兆芯是目前國內(nèi)唯一掌握處理器、配套芯片組和圖形處理器三大核心技術(shù)的公司，掌握著三大核心芯片共計480萬行代碼，芯片的設(shè)計研發(fā)全部由本土員工組成的技術(shù)團隊在國內(nèi)完成，實現(xiàn)了全部研發(fā)環(huán)節(jié)的透明可控。

兆芯的工作人員介紹，目前公司所有的通用處理器和芯片組全部由兆芯自主完成設(shè)計研發(fā)，且處理器和芯片組相關(guān)IP核100%自主研發(fā)。

不僅如此，兆芯還利用自身IP與合作伙伴合理打造新工藝。目前，兆芯的代工合作伙伴主要有兩家，臺積電和上海華力微電子，采用28nm制程的芯片都在臺積電代工，采用40nm制程的芯片則在華力代工。傅城表示，目前，兆芯和華力通過設(shè)計與制造的緊密協(xié)作，打造了國產(chǎn)x86通用處理器專用工藝生產(chǎn)線。2019年以后將有一款28nm的CPU在華力代工。該CPU的生產(chǎn)將采用專用工藝，兆芯將拿出相關(guān)的IP來幫助華力實現(xiàn)28nm制程工藝。

兆芯現(xiàn)在自主研發(fā)和量產(chǎn)的CPU都是基于國際主流的X86架構(gòu)。由于到2018年4月，與英特爾之間X86的授權(quán)即將到期，這將是兆芯不得不面對的問題。傅城明確表示授權(quán)問題影響不大。他講到，自2013年以來，兆芯基于X86架構(gòu)做了很多新的工作，也擁有了自主的知識產(chǎn)權(quán)。X86架構(gòu)最早的指令集早已經(jīng)過了十年的保護期，之前已經(jīng)授權(quán)的內(nèi)容將永久有效，新的授權(quán)協(xié)議所授權(quán)的是2018年以后新增加的指令集。

主攻PC與服務(wù)器，有意挺進消費市場

據(jù)了解，X86架構(gòu)在左面辦公領(lǐng)域的份額高達95%以上，并具有生態(tài)系統(tǒng)成熟，操作系統(tǒng)、辦公軟件遷移成本低廉，軟硬件兼容性出色等優(yōu)勢。兆芯的國產(chǎn)通用處理器全面兼容X86指令集，完美支持全系列Windows操作系統(tǒng)，因此與ARM、MIPS等架構(gòu)的CPU相比，有著天然的優(yōu)勢。

在國產(chǎn)化方面，兆芯與國內(nèi)行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)在操作系統(tǒng)、工藝、固件、整機、嵌入式工控、網(wǎng)安等領(lǐng)域通力合作，共同構(gòu)建了一條從芯片研發(fā)生產(chǎn)、到硬件整合、到系統(tǒng)集成、再到應(yīng)用和服務(wù)的完整國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈。傅城介紹道，兆芯有一款ZX-B系列的特殊用途處理器，全產(chǎn)業(yè)鏈完全實現(xiàn)了國產(chǎn)化。

在商用方面，2015年底，兆芯芯片已經(jīng)達到聯(lián)想公司的整機量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。采用兆芯ZX-C四核處理器的國產(chǎn)整機通過了CCC認證和節(jié)能環(huán)保認證，平均無故障時間指標(biāo)超過10萬小時，在軟硬件成熟度、系統(tǒng)安全等級方面達到國際水平。目前，使用兆芯CPU的計算機，已經(jīng)在上海市政府辦公、非稅管理系統(tǒng)和婚姻登記系統(tǒng)中成功進行了示范應(yīng)用，取得了眾多良好反饋，并被上海市政府正式納入采購平臺，2016年上半年實現(xiàn)萬臺的產(chǎn)量，預(yù)計未來三年將達到30萬臺出貨量。

目前兆芯國產(chǎn)X86通用處理器的整機已經(jīng)在黨政軍辦公，信息化等國家重點系統(tǒng)工程中得到了實際應(yīng)用，在服務(wù)器、嵌入式整機、存儲系統(tǒng)等領(lǐng)域也已經(jīng)可以滿足用戶需求。“如ZX-C系列主頻在2.0GHz～2.3GHz之間的處理器就已經(jīng)用作入門級的服務(wù)器件上。”傅城告訴集微網(wǎng)，“后續(xù)還將向消費級市場進軍，但時間將比較長，有兩個原因：一是，現(xiàn)在兆芯處理器的主板各元器件都是固定的，用戶暫時還沒有辦法DIY(未來將會有插槽設(shè)計);二是，產(chǎn)量相對有限，芯片成本較高，但還是能夠承受。”

坦白的說，在公開市場，兆芯很難與英特爾、AMD等國際大廠競爭，但是經(jīng)過多年的努力，兆芯的國產(chǎn)通用處理器已經(jīng)可以滿足絕大多數(shù)國家自主可控領(lǐng)域的辦公應(yīng)用，對推進全面的國產(chǎn)化則產(chǎn)生了積極的意義，初步實現(xiàn)了對進口通用芯片的替代。