从中科院踏上科创板：“龙芯”上市，背后的故事

6月24日（今日），国内半导体芯片设计供应商龙芯中科技术股份有限公司（以下简称“龙芯中科”）于上交所科创板首发上市，正式“大刀阔斧”融资开启CPU技术自主创新之路。

这家国产CPU上市场公司研发的“龙芯”芯片系列是我国最早研制的通用处理器系列之一，于2001年在中科院计算所开始研发，得到了中科院、国家自然科学基金、863、973、核高基等项目的大力支持。

该公司拥有区别于X86的自主指令系统，并掌握了CPU IP核的所有源代码，拥有了操作系统和基础软件的核心能力。公司在政企办公领域已覆盖100多个部委，在金融、交通、能源等领域也实现了对多厂商、多设备的覆盖。

公司发展历程

2008年3月，龙芯中科成立，开始进行处理器产品产业化的前期探索。

2010年，龙芯中科开始市场化运作，着眼于研发符合客户需求和具有市场竞争力的处理器产品。

2012年，四核龙芯3A1000处理器完成产品化并推广应用。龙芯3A1000使用GS464微结构，主频0．8－1．0GHz，单核通用处理性能与Intel公司的PentiumIII处理器相当。

2016年，四核龙芯3A2000／3B2000处理器实现量产并推广应用。龙芯3A2000／3B2000以龙芯3A1000四核结构为基础，处理器核升级为GS464E微结构，主频0．8－1．0GHz，单核通用处理性能是龙芯3A1000芯片的2．5倍左右。

2017年，四核龙芯3A3000／3B3000处理器实现量产并推广应用。龙芯3A3000／3B3000基于龙芯3A2000进行工艺升级，主频1．2－1．5GHz，单核通用处理性能是龙芯3A2000／3B2000芯片的1．5倍左右。

2019年，四核龙芯3A4000／3B4000实现量产并推广应用。龙芯3A4000／3B4000处理器核升级为GS464V微结构，主频1．8－2．0GHz，单核通用处理性能是龙芯3A3000／3B3000的2倍左右。

2020年，四核龙芯3A5000／3B5000处理器研制成功。龙芯3A5000／3B5000基于龙芯3A4000／3B4000进行工艺升级，同时处理器核升级为LA464微结构，主频2．3－2．5GHz，单核通用处理性能是龙芯3A4000／3B4000芯片的1．5倍左右，逼近开放市场主流产品水平。

自主研发创新

为解决中国信息产业“缺芯少魂”的问题，龙芯中科一直在为研发自主CPU，并打造独立自主的信息技术体系与产业生态进行技术积累。区别于市场X86和ARM指令系统，其采用获得授权的MIPS指令系统且扩展自定义指令。

2018年－2019年，该公司主要产品基于MIPS指令系统。2020年，通过十余年的自主研发和市场化运作，在处理器研发、基础软件研发、生态体系建设等方面已具备充足的技术和经验积累的条件下，龙芯中科推出了自主指令系统LoongArch（龙芯架构）。

LoongArch是一款充分考虑兼容需求的自主指令系统，在定义时充分考虑了MIPS、X86、ARM、RISC－V等主要指令系统的特征，具有较好的自主性、先进性、扩展性和兼容性。同时，基于LoongArch指令系统的芯片产品龙芯3A5000已于2020年年底完成流片，并于2021年5月形成销售。

其次，龙芯中科掌握了处理器核及相关IP核设计的核心技术，包括CPU、GPU、内存控制器、IO接口控制器、高速SRAM、高速接口、锁相环等核心IP。龙芯CPU所有片内关键IP源代码均为自主编写，电路图均为自主设计，在通用CPU芯片领域实现了较大创新突破。2020年底流片成功的龙芯3A5000使用12／14nm工艺节点，主频最高为2．5GHz，集成双通道DDR4－3200和HT3．0接口，单核SPEC CPU 2006 Base定浮点分值均超过26分，逼近开放市场主流产品水平。

最后，龙芯中科在操作系统和基础软件的核心技术领域已实现较高程度的自主创新。在操作系统内核、编译器、Java、．NET、视频播放、浏览器等核心基础软件领域，实现了对龙芯系列处理器和配套芯片的完备支持，在此基础上完成了主流开源软件在龙芯系统上的迁移，为软件生态发展奠定了基础。

产品快速迭代

为打破国际巨头Intel、AMD等在计算机CPU芯片领域的长期垄断，国芯中科凭借20余年的CPU技术积累，坚持自主创新，掌握了CPU指令系统、处理器IP核、操作系统等核心技术，并打造自主开放的软硬件生态和信息产业体系。

龙芯中科研制的芯片包括龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号三大系列处理器芯片及桥片等配套芯片。

龙芯1号系列为低功耗、低成本专用嵌入式SoC或MCU处理器，通常集成1个32位低功耗处理器核，应用场景面向嵌入式专用应用领域，如物联终端、仪器设备、数据采集等。

龙芯2号系列为低功耗通用处理器，采用单芯片SoC设计，通常集成1－4个64位低功耗处理器核，应用场景面向工业控制与终端等领域，如网络设备、行业终端、智能制造等。

龙芯3号系列为高性能通用处理器，通常集成4个及以上64位高性能处理器核，与桥片配套使用，应用场景面向桌面和服务器等信息化领域。

配套芯片包括桥片及正在研发尚未实现销售的电源芯片、时钟芯片等，其中桥片主要与龙芯3号系列处理器配套使用和销售，电源芯片和时钟芯片主要与龙芯2号、龙芯3号系列处理器配套使用。

其中，龙芯1号、2号、3号处理器芯片及配套芯片的主要客户是板卡、整机厂商。

龙芯中科芯片产品依据应用领域的不同可分为工控类芯片和信息化类芯片。

来源：龙芯中科

工控类芯片面向嵌入式专用设备、工业控制与终端等，如物联终端、仪器设备、数据采集、网络设备、行业终端、智能制造等，系列产品在网安通信、能源、交通等行业领域已获得广泛应用。

信息化类芯片面向桌面和服务器等，系列产品在电子政务、金融、电信、教育等行业领域已获得广泛应用。龙芯1号系列、龙芯2号系列主要面向工控类应用；龙芯3号系列主要面向信息化应用，其中部分面向高端工控类应用；配套桥片在工控类和信息化类领域均有应用。

商业模式演变

龙芯中科从2015年开始，产品在市场上开始盈利。目前，全球IT领域，英特尔与微软形成了Wintel生态体系，ARM公司与谷歌形成了AA生态体系。自成立以来，龙芯中科致力于打造独立于上述两套生态的自主生态体系。发展自主CPU并建立自主信息技术体系与产业生态，不仅是国家的需求，也是时代的需求。龙芯中科一直遵循开放、兼容、优化的原则，开放以吸引行业合作伙伴，兼容以形成生态合力，优化以提升用户体验，从使用国外核心技术、追随国外产业生态，转变为研发自主核心技术、建设自主产业生态。

龙芯中科的商业与技术模式为：一是形成由CPU和ODM厂商组成的硬件产品核心并向外辐射，技术上遵守统一系统架构规范，保持结构的兼容与稳定，实现操作系统级二进制兼容；二是研制基础版操作系统，并免费开放给合作伙伴，支持合作伙伴推出发行版操作系统产品；三是以用户体验为中心，从全系统角度进行优化，专注细节改善，大幅提升用户体验。

目前该公司拥有面向桌面与服务器应用的Loong nix及面向终端与控制类应用的Loong OS两大基础版操作系统。在上述两大操作系统的基础上，通过统一系统架构实现操作系统跨硬件的二进制兼容，通过完善应用编程框架实现应用的二进制兼容与优化。通过上述两套操作系统、两个兼容优化的软件生态布局，龙芯中科构建独立于Wintel和AA体系的信息技术体系和产业生态。