【转】千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金——兆芯kx-5000里程碑意义显著,昂头挺胸阔步赶

 千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金 ——兆芯 KX- 5000 里程碑意义显著，昂头挺胸阔步赶超 本刊编辑：邓亚威

时至今日，中美贸易摩擦仍“高烧”未退，为此 “缺芯少魂”的我国半导体行业更是备受关注。举国 上下一方面看到了在众多专用集成电路领域的快速 发展，同时也看到了以应用于个人电脑和服务器的 中央处理器（CPU）为代表的高端芯片仍存在着严重 依赖进口的现状。 尽管如此，我国以上海兆芯集成电路有限公司 （兆芯的 x86 架构 CPU）、龙芯中科技术有限公司 （龙芯的 MIPS 架构 CPU）以及天津飞腾信息技术有 限公司（飞腾的 ARM 架构 1q）为代表的国产 CPU 研发公司也仍未停止追赶的脚步。作为国家核高基 专项的承接单位之一，兆芯副总经理傅城博士在接 受本刊编辑采访时介绍称：“毫无疑问，CPU 是实现 芯片国产化的重中之重，尽管 Intel 和 AMD 在 CPU 领域长期以来一直处于垄断地位，但公司在国家核 高基专项总体专家组的领导下，于去年年底成功发 布了第一款支持双通道 DDR4 内存的国产 通用 CPU——KX-5000 系列处理器，性能已经可以比肩 英特尔第 6 代 i3 桌面版，CPU 国产化的里程碑意义 显著。” 五年低头勤耕耘，公司羽翼渐丰 应该看到，加快 CPU 国产化作为国家战略始终 激励着业界，但长期以来由于国内 CPU 产业生态、 软件生态等多方面原因，我国自主研发的 CPU 与国 际水平却渐行渐远。鉴此，2013 年 4 月，为适应市场 需求、解决国产化 CPU 紧急短缺这一瓶颈问题，上 海市国资委下属的联和投资与台湾威盛电子合资成 立了兆芯，并成功将威盛电子的 CPU、芯片组、GPU 的团队及业务资产全部纳入了兆芯

傅城介绍道：“公司成立至今已有 5 年，从最 初仅有 400 余人的兆芯已经蜕变成为了一家逾 1200 员工队伍的国内领先的芯片设计厂商。更值 得一提的是，除上海总部外，公司在北京、西安、 武汉、深圳等地均设有研发中心和分支机构，且 公司团队大部分均为具备硕博学历的专职研发 人员。”应该看到，五年内，兆芯并非是盲目地进 行人员及规模的扩张，在规模扩大的背后，则暗 藏着公司产品方案的迭代升级以及研发成果的 产业化。 经过 5 年的精耕细作，兆芯消化吸收并转化 了最初的两代产品——兆芯 A 和兆芯 B，且于 2016 年自主研发并成功量产了兆芯 C 芯片，包括 刚刚量产的 KX-5000 系列产品。其中，兆芯 ZX-C 芯 片 和 KX-5000 系 列 产 品 是 两 款 镌 刻 在 中 国 CPU 发展史上的力作。 从性能上看，兆芯的第一 代和第二代 CPU （兆芯 ZX-A 和兆芯 ZX-B） 最高主频为 1.6GHz； 完 全 自 主 研 发 的 兆 芯 ZX-C 芯 片 最 高 主 频 可 达 2.0GHz，同期性能已超过英特尔赛扬处理器，媲 美英特尔第 6 代 i3 移动版。 尤 其 是 ，KX-5000 系 列 产 品 与 上 一 代 兆 芯 ZX-C 芯片主频均为 2.0GHz，但性能却已不可同 日而语。傅城介绍称：“KX-5000 系列产品与兆芯 ZX-C 芯片的主频虽然相同，但兆芯 ZX-C 并未集 成芯片组，其芯片与处理器是分立的，在性能及 缓存带宽上还会受到片上和片间互联的约束和 限制。而集成了芯片组的 KX-5000 系列产品，无 论是内存访问还是与 GPU 的交互都是在片上完 成，性能由此得到大幅提升。” 研发困难林立，摸着石头过河 众所周知，在十九大会议期间，会议的保障 支持需要的 329 台笔记本电脑的 CPU，全部都采 用了兆芯供应的处理器。会议结束后，基于兆芯 CPU 的联想电脑所取得的会议保障支持效果，获 得了与会代表的认可，得到了“相关设备功能完 善、安全可靠、运行稳定、为大会服务保障工作做 出了重要贡献”的充分赞扬与肯定。 十年寒窗无人问,一举成名天下知。要知道， CPU 是行业目前最尖端的芯片，且我国过去在 CPU 设计方面缺乏具有丰富经验的专家，面对设 计过程中的问题，筚路蓝缕的兆芯只能摸着石头 过河。傅城坦言：“在 CPU 领域，资深的工程师几 乎被 Intel 和 AMD 垄断，且基本处于被保护的状 态，我们很难通过吸引人才回归的方式去获得有 经验的工程师和专家。同时，CPU 的设计相较于 其他集成电路的设计产品有着较大的差别，它与 芯片制造工艺紧密相联。这也就意味着，要想实 现相关设计，就必须要有与之配套的制造工艺， 这也是 Intel 至今仍维持着自己的先进制造工厂 的原因之一。” 谈及 CPU 的制造工艺时，傅城感慨道：“目 前，兆芯的 CPU 设计已达到先进水平，但我们仍 只能依靠代工厂帮我们制造。而因为 CPU 设计的 需求常常会涉及 IC 制造领域并不常用的工艺， 我们还需要与代工厂进行商业回报相关的谈判 和协调，让代工厂愿意为我们的 CPU 定制开发匹 配的制造工艺。” 除此之外，CPU 的测试问题也是过去摆在兆 芯面前的一道坎。近年来随着消费类电子的市场 需求节节攀升，后端的测试供应商为顺应市场发 展，纷纷将业务重心转向消费类电子，加之 CPU 主频较高等因素，目前很难在市场中找到能够完 美匹配 CPU 测试的测试工具。反观 Intel 和 AMD 则是依靠公司内部团队进行测试工具的改造和 测试流程的定制，以满足其 CPU 的测试需求。傅 城表示：“实际上，在兆芯内部也成立了这样的一 只团队，专攻 CPU 测试，且已经具备根据既有的 测试流程和仪器进行改造和定制的能力。但团队 刚成立之时，我们对测试流程改造几乎是‘零’经 验，只能遇到问题临时想解决办法，中途走了不 少弯路。”

明晰技术发展线，抬头加速赶超 兆芯目前已 量产的产品 虽然仅更新 到第五 代，但为顺应市场的发展和满足市场需求，公司产 品迭代计划已经做到了第八代。傅城介绍称：“兆 芯明年将会量产基于 16nm 工艺的 KX-6000 系列 产品，该系列产品将会整合很多新一代的技术与 架构。目前的样片测试结果显示，芯片主频已达到 3GHz，性能较 KX-5000 至少将翻一番，可媲美英 特尔第 7 代 i5 处理器。同时，KX-6000 的功耗控制 也极为出色，我们预计该款芯片将在笔记本市场 中大放异彩。” 今天，兆芯在既有的国产涉密 PC 市场，一 直处于领先地位。目前，虽仍未达到盈亏平衡 点。但傅城认为：随着国家对信息安全的管控， 以及对自主可控芯片需求的提升，这部分市场将 有较大的发展空间。“公司除国产涉密 PC 市场， 在蛋糕更大的民用 PC 市场中，国内企业对基于 兆芯 CPU 的电脑采购量潜力不小，且每年的增 长率稳步提升。随着我们的产品更新迭代，用户 对包括可靠性在内的性能顾虑也会随之消除，加 之国企自身对于自主可控的需求，市场潜力巨 大，我们也将基于多年的市场培育和用户口碑， 不遗余 力 地 开 拓 民 用 市 场 ，”傅 城 透 露 称 ，“同 时，相较于国内同行，我们的优势在于自身做的 是 x86 计算机 CPU，所 以 软 件 生 态 良 好 ，除 x86 外，以 windows、Linux 为代表的现有主流系统都 可以普遍应用在我们的桌面端、笔记本端以及服 务器端，我们将力争在三年内完成自我‘造血’， 昂头挺胸阔步赶超。”