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决策参考 | 实现CPU芯片自主可控的关键路径

决策参考 | 实现CPU芯片自主可控的关键路径 南风一号
2015-08-23
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导读：纵观全局，我国发展国产 CPU 的思路必须是“兼容与可控并举”——不能实现兼容，则容易在生态系统建设上遇到困难；做不到自主可控，则将会给国家安全带来隐患。
本文由赛迪智库授权发布，转载请注明来源“软件IC圈”
　　CPU 芯片对信息产业发展具有基础性作用。当前，以美国为主的发达国家在 CPU 芯片领域占据显著的技术和专利优势，英特尔、ARM、高通、IBM 等跨国公司构筑了强大的专利壁垒，牢牢掌控着 CPU 产业技术生态体系的控制权。
　　纵观全局，我国发展国产 CPU 的思路必须是“兼容与可控并举”——不能实现兼容，则容易在生态系统建设上遇到困难；做不到自主可控，则将会给国家安全带来隐患。
一、CPU 国产化进程中面临的主要问题
1、国产 CPU 核心架构不能完全自主。
　　目前，业界主要存在四类 CPU 架构，分别是由英特尔公司主导的 X86 架构、由 ARM公司主导的 ARM 架构、由 MIPS 公司主导的 MIPS 架构、以及由 IBM 公司主导的 POWER 架构。
　　就专利授权现状来看，我国国产CPU在以上四条技术路线中均不能完全实现自主，其中X86架构知识产权风险较大，ARM 架构和 MIPS 架构也存在不同程度的知识产权风险，而 POWER 架构的知识产权风险最小。

2、生态体系建设困难重重。
　　CPU 的竞争绝不仅是 CPU 本身的竞争，而更多体现在基于 CPU 的生态体系间的竞争。国际主流处理器(如英特尔、AMD、ARM)经过几十年的发展，已经建立了成熟的产业环境。相比之下，国产 CPU 起步较晚，工艺及性能方面尚显不足，软件及整机企业对国产 CPU 还存在诸多质疑，真正走向市场的时间还不长，生态体系建设面临诸多障碍。
3、产业化进程举步维艰。
　　产业化问题是困扰国产 CPU 发展的最大难题，而产业环境落后则是阻碍国产 CPU 芯片产业化步伐的“绊脚石”。由于国际主流 CPU 厂商已经在市场形成绝对垄断，并设置了技术和市场壁垒，致使国产 CPU 产品与产业链上下游无法绑定，最终导致国产 CPU 无法与下游整机市场形成互动。

二、确保我国 CPU 产品自主可控的关键路径
1、获得 X86 架构的间接许可或交叉许可
　　可通过间接方式获得 X86 架构的间接许可或交叉许可。考虑英特尔在 X86 市场占据 80%的份额，目前没有意愿出让 X86 技术许可，“IP 核”授权也不是 X86 架构产业的主流商业模式。全球只有AMD公司和台湾威盛公司获得了英特尔公司的X86技术许可或交叉授权，并且这两家企业都是借助外部对英特尔的压力才得以获得 X86 技术授权。
　　因此，在通过英特尔公司直接获得X86 架构许可可能性非常低的前提下，可以考虑借鉴国外经验，通过核心专利收购以及反垄断诉讼，推动与英特尔公司至少达成交叉许可。例如：威盛公司就曾经通过收购 X86 核心技术专利或者拥有此类专利的企业或技术团队，对英特尔公司形成制约，藉此争取与英特尔公司达成交叉许可。
　　此外，在没有合法技术许可，同时也难以获得优质 X86 专利资产的情况下，可合理使用 X86过期的基础专利，也可利用二进制翻译等技术手段实现对 X86指令集的合理规避。
2、逐步建立有主导权的生态体系
　　借鉴高通模式，在 ARM 架构许可基础上发展和定义自主可控指令集，逐步建立具有主导权的生态体系。在具体实施上，可借鉴高通公司获得 ARM 架构许可后的专利布局策略，通过协同研发 CPU 与编译技术、发展并定义新指令集，积极布局专利以形成对新指令集以及改进技术的知识产权保护，逐步摆脱对ARM 生态体系的依赖；并通过高质量的完整解决方案吸引产业链开发者，逐步培育并主导自主可控的产业生态体系。
3、培育构建自主产业生态链
　　争取 MIPS 架构的可持续授权，加强核心专利布局和收储力度，培育构建自主产业生态链，逐渐实现国内企业对 MIPS 阵营发展的主导。一方面要争取持续或永久获得 MIPS架构授权，通过兼容主流指令集，借助 MIPS 生态体系做大做强，同时，积极进行技术研发，为产业链提供开发工具、编译器等工具链支持，推动产业生态的技术发展并形成对产业生态的控制力，进而形成能够牵制 ARM 乃至 X86 阵营的专利储备。
　　另一方面，要积极获取其他主流 CPU 架构的使用权，通过兼容 X86、ARM 等指令集而利用其产业生态资源，快速丰富 MIPS 架构中可用的软件生态；同时，要积极储备相关专利以防范来自其他主流 CPU 架构阵营的专利风险。
4、依托 IBM 公司对我国的专利授权基础，实现服务器用 CPU芯片的自主可控。
　　Power 架构是 IBM 公司“主打”的 CPU 基础架构，基于该架构的 CPU 芯片主要应用于服务器产品。近年来，IBM 公司为了抗衡英特尔公司通过 X86 架构在 CPU 市场形成的垄断，不断向外界推广其 Power 架构的开放优势，并组建了OpenPower 开放联盟。
　　2014 年，IBM 公司更是主动将 Power 8架构授权给我国进行开发，因此在短期内，我国采用 Power 8 开展 CPU 芯片的自主设计和开发，不会存在知识产权壁垒，且对我国服务器产品自主可控具有积极的保障作用。产业界可以此为契机，加快开展基于 Power 架构的服务器用 CPU 芯片研发及产业化，尽快实现 CPU 芯片在服务器产品上的自主可控。

三、相关措施建议
1、通过“应用牵引、系统优化、软硬结合”的方法建立自主可控的软硬件体系。
　　以应用带动为主旨，形成体系化优势，建立自主可控的软硬件环境，就能基于该技术体系形成持续改进、螺旋上升的态势，否则如果始终依附于别国的技术体系跟着升级，就永远只能落后。建议将投资集中在国产 CPU 产品的产业化以及现有工艺设备的自主化方面，帮助其尽快形成自主配套的产业体系，而非片面地购买国外先进的工艺生产线。
2、深入研究 CPU 行业反垄断行为标准。
　　目前，全球 CPU 芯片行业缺乏行业标准，X86、ARM 和 MIPS 等指令架构的核心专利具有较强的产业生态控制力。我国缺乏专利许可与反垄断规制的相关判断标准，因此针对 CPU 芯片行业，应开展反垄断问题的持续深入研究，力争尽快解决国际 CPU 研发巨头的过期专利再包装、公知技术专利化等知识产权滥用问题，为我国 CPU 芯片产业发展构建公平竞争环境。
3、引导建立 CPU 芯片专利竞购基金。
　　近年来国际上围绕 CPU芯片核心技术的收购频率加快，X86、ARM 和 MIPS 各大阵营一方面加紧专利产出，一方面收储高价值专利，意在维护各自体系的竞争力。建议我国在 CPU 芯片产业发展规划中，引导建立专利运营和收储基金，通过专利分析主动跟踪、评估全球范围内的高价值 CPU 专利，积极参与国际 CPU 核心专利的竞购和收储，增强产业发展风险防控能力和知识产权谈判话语权。



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