追了20年，龙芯何时能硬刚英特尔？
【文/观察者网 吕栋】
2021年岁末，对国产CPU设计企业龙芯中科来说，最大的好消息莫过于科创板IPO在经过半年审查后正式提交注册。如果速度够快，龙芯中科的股票应该可以在春节前上市交易，成为A股首家国产CPU公司。
上交所官网截图
就在一周前，美国CPU巨头英特尔在涉疆问题上挑事，引发不少国人愤慨。被伤害民族感情的网友们，情绪激烈但又有些无奈。他们点着国产CPU厂商的名字说：如果国产CPU够强，英特尔肯定不会这么嚣张。这其中被点名的，就包括龙芯。
背靠中科院、但实为胡伟武夫妇控股的龙芯，无疑是一众“国产”CPU里，国产化最彻底的那一个。与其它同行往往基于X86或ARM授权不同，龙芯的指令集系统和IP内核全部自研，是真正意义上的自主可控。
不过，完全自主带来的是毁誉参半。技术有多纯粹，商业化落地就有多困难，龙芯选择的道路是否真正适合中国CPU行业发展，仍然充满争议，就连国家级的集成电路“大基金”，也尚未选择龙芯作为投资对象。
某种意义上，胡伟武是中国CPU行业最“倔”的男人，尽管收获了巨大的声名，并且享受着政府每年的巨额补贴，但龙芯能否真的扛起国产CPU大旗，仍然充满疑问。
融资渠道有限
被网友寄予厚望的龙芯，体量并不算大。按招股书中的数据来还原这家公司，它的基本情况应该是这样的：历史长达20年但员工仅有700多人，过去三年营收总和不到20亿，净利润不到3亿，政府补助占净利润的比重最高时超过85%。研发投入3.6亿，占营收的比重在25%左右。
图源：招股书截图（下同）
多年来融资渠道有限，做芯片又很烧钱，龙芯闯关科创板明显是要求援。这家宣称要将自主进行到底的公司，IPO拟募资35亿元，这一金额既是其过去三年营收总和的2倍，也是其资产总额的2倍。募集来的资金将用于三个方面：先进制程芯片、高性能通用处理器芯片和补充流动资金。
尽管龙芯IPO募资金额还不够英特尔半个月烧的，但前者的目标却很宏大。为了将自己的产品商业化，龙芯对外要迎战英特尔、AMD、ARM等外企，对内也要和华为鲲鹏、天津飞腾、海光信息、申威科技、上海兆芯等争抢份额。难上加难的是，龙芯不仅要实现性能上的追赶，还计划建立一套彻底独立于西方的体系。
既要赶超技术又要完善生态，强敌环伺之下，龙芯能做到吗？
图源：龙芯中科官网
龙芯最初并不是一家公司的名字，而是中国最早研制的高性能通用处理器的代称。据龙芯中科官网信息，2001年，中科院计算所开始研发龙芯处理器，得到核高基等不少国家重大项目的支持。经过10年的技术积累后，中科院和北京市政府共同牵头出资成立龙芯中科，目的是将龙芯的研发成果产业化。
在课题组成立20周年之际，龙芯中科已形成面向嵌入式专门应用的龙芯1号系列处理器、面向工控和终端类应用的龙芯2号系列处理器，及面向桌面与服务器类应用的龙芯3号系列处理器等主要产品。
基于这些产品，龙芯中科也已经形成信息系统和工控系统两条业务主线。其中，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，部分面向高端工控类应用。我们日常所说的要对标英特尔AMD的处理器，指的就是就是龙芯3号系列，主要用于PC和服务器。
技术自主可控一直是龙芯的口号。在龙芯总设计师胡伟武看来，凡是在“西方地基”上盖房子，最终都会不堪一击。龙芯的目标就是打造一套完全自主的技术体系，坚持用毛泽东思想武装龙芯。在此背景下，龙芯中科还制定了一套选人用人标准：“又红又专，红重于专”。
自2018年中兴通讯遭美国制裁以来，研发自主可控的国产芯片，几乎成为中国产学研各界的共识，市场上蹭着国产替代热点进行大手笔融资的公司屡见不鲜。而龙芯喊出“将自主进行到底”的响亮口号，似乎并没有引起资本市场的兴趣。从2018年到2020年，龙芯中科只进行过一次增资。
值得一提的是，尽管官方背景鲜明，但龙芯并不是一家国资控股的公司。在龙芯中科最新的股权结构中，胡伟武和晋红夫妻是龙芯中科的实控人，合计控制该公司33.61%的表决权，二人还分别担任龙芯中科董事长和投资总监；其次是国有股份，中科院计算所控股的中科算源和北京国资控股的北工投，分别持股21.52%和7.7%，剩下的基本是国内的私募基金。
龙芯中科股权结构
对比来看，胡伟武弟子陈云霁创办的AI芯片企业寒武纪，在IPO之前的几轮融资中连续获得阿里巴巴、联想集团、科大讯飞、国投基金等明星产业资本的青睐。
如果说民间资本不愿在国产CPU这个技术和生态壁垒几乎是最高的赛道中坐冷板凳，那以产业扶持为最终目的的国家集成电路产业基金（下称：大基金）应该早就关注到了龙芯中科。
自大基金成立以来，无论是上游的EDA公司华大九天、设备企业中微公司、材料企业南大光电、设计企业紫光展锐，还是中游晶圆代工厂中芯国际，以及下游企业长电科技，均曾获得注资。
截至2021年6月，国家大基金投资的芯片设计领域的公司名单
但在龙芯中科以及其他五家国产CPU企业的股东名单中，并没有看到大基金的身影。
在这条颇为艰难的道路上，龙芯还有一条渠道获得资金支持，那就是政府补助。
2018年，政府补助占龙芯中科利润的比例曾超过85%，但近三年半补助总额只有1.76亿元，而该公司2020年一年的研发投入就达到2.1亿元，加上应收账款和存货规模的不断增长，龙芯中科的资金流动性面临严峻考验。招股书显示，今年上半年，龙芯中科的流动比率在所有可比公司中是最低的。
2021年前9个月，由于加大研发力度，龙芯扣非净利润同比减少超过7000万元。
融资渠道有限，芯片研发又要持续投入，龙芯中科背着可比公司中最高的资产负债率去科创板求援。
客户集中度较高，降价争市场致毛利率骤降
虽然今年6月才提交科创板上市申请，但龙芯中科早在去年底就已开始上市准备。2020年11月，龙芯中科召开股东会宣布整体变更为股份有限公司，随后在12月开启上市辅导；2021年1月，胡伟武从中科院计算所离岗，专注于龙芯经营。
选在2020年-2021年这个时间点IPO，龙芯是有考虑的，因为这两年该公司的业绩取得明显增长，对提高估值有不小帮助。财报显示，龙芯中科2020年营收10.8亿元，同比增长123%；扣非后的归母净利润为2.0亿元，同比增长77%，均创下历史新高。两年前的2018年，龙芯中科的营收还不到2亿，净利润只有几百万。
据龙芯中科披露，该公司主要客户是整机厂商与ODM厂商，应用场景包括信息化领域（政务、金融、教育等）和工控领域（物联终端、仪器设备、数据采集等）。2018年-2021年6月，龙芯中科前五大客户收入合计占营收比重保持在70%左右，存在客户集中度较高的风险，并且未来仍可能保持较高水平。
基于2020年的业绩，并结合报告期内的股权融资情况、可比A股上市公司二级市场估值情况，龙芯中科选择适用《上市规则》2.1.2条款的第四项上市标准，即“预计市值不低于人民币30亿元，且最近一年营业收入不低于人民币3亿元”。
其实近期业绩猛增的国产CPU企业不止龙芯一家，有的企业业绩甚至比龙芯还要亮眼。据中国长城公告披露，其参股的国产CPU公司天津飞腾，2020年营收12.72亿元，同比大幅增长513.86%，净利润3.41亿元，脱离长期以来盈亏平衡的状态；2021年上半年，飞腾营收11.83亿元，净利润4.60亿元。
业绩接连报喜，国产CPU在市场上终于能打了？
这样说也对也不对，还是要从细分市场来看。目前，CPU市场主要分为三类：一是政务及重点行业市场，这一市场对安全和定制化要求较高，但对产业生态要求相对较低，契合国产CPU的发展现状，被国产CPU企业视为核心市场；二是企业级市场，这一市场对产业生态要求高于政务但低于消费级市场，被国产CPU视为未来重要的增量市场；最后是消费级市场，这一市场对产业生态要求最高，对性价比较为敏感，迭代周期短，被国产CPU视为需要长期突破的目标市场。
目前来看，国产CPU企业有竞争力的领域只是这两年需求爆发的信创产业。龙芯中科表示，在政务服务领域，基于龙芯的计算机与服务器已经在各类办公业务系统中应用达百万套以上，相关重点行业的关键信息基础设施正在开展国产CPU应用，对信息安全、供应链安全要求相对较高的领域，是国产CPU的优势市场。
在国内外大环境下，政务和重点行业市场在采购时无疑会倾向国产CPU，但订单毕竟还是有限的，龙芯之外还有飞腾等5家国产CPU企业在盯着这个市场。为了争夺市场，龙芯采取了降价策略。招股书披露，2020年、2021年1-6月，为了进一步开拓日趋成熟并进入快速增长阶段的电子政务领域的市场，龙芯适当降低新一代产品的销售单价，大幅提升了该公司芯片产品在桌面、服务器领域的销量。
但降价势必会对毛利率形成压力。龙芯披露，2018年-2021年6月，该公司综合毛利率从62.55%降至47.54%。其中工控类芯片的毛利率波动不大，一直保持在70%以上，而信息化类芯片的毛利率持续下滑，从2019年的50.11%降至2021年上半年的39.89%，并且这一类芯片的销售占比显著上升。
从产品结构来看，龙芯早期产品以工控类为主，2018年工控类芯片在龙芯中科的营收占比超过50%，信息化类芯片营收占比不到30%。但随着用于桌面和服务器领域的3A4000/3B4000处理器于2019年推出，龙芯信息化类芯片的营收占比开始迅速上升，2020年超过70%。
龙芯表示，该公司2011-2015年在工控领域进行第一轮迭代，达到每年几万片量级；2016-2019年在电子政务领域的第二轮迭代，达到每年几十万片量级，将在2020-2022年进行更多应用场景的第三轮迭代，每年稳定地达到几百万片量级。
但随着规模扩大，龙芯在经营上还存在另外两个风险。一是应收账款余额增加导致的坏账风险，2018年-2020年其应收账款余额从0.8亿元攀升至3.1亿元；二是存货跌价风险，2018年末-2021年上半年末，其存货规模从0.9亿元攀升至3.6亿元，对该公司流动资金占用较大。
2023年硬刚英特尔？
对国产CPU来说，中国整体的市场空间足够大，即便近两年采用国产CPU的桌面和服务器产品发展迅速，市场份额仍不足5%。关键是，国产CPU如何从保护性的政企领域向充分竞争的消费级市场突破，进而打破英特尔和AMD对市场的垄断。
目前，国产CPU走的是三条路线。其中，上海兆芯和海光信息走的是X86内核授权模式，由于英特尔和AMD都是X86架构，所以这一模式生态是最成熟的，但这一模式自主可控程度最低；华为鲲鹏和天津飞腾走的ARM指令集授权模式，这一模式可以自主设计CPU核心，可控程度较高，但ARM架构的桌面和服务器生态尚未成熟；龙芯和申威走的是最艰难的路线，指令集系统和IP内核全部自研，这种模式可以实现技术上的完全自主可控，但生态领域几乎是一片空白。
所谓生态，就是在硬件基础上建立起的一套软件体系，一种指令系统对应一种软件生态。如果没有丰富的应用程序，就算是性能世界第一的硬件也无法打开市场。无法打开市场，就没有人用，也就不会有人有动力去开发适配这款硬件的软件，最终就会形成恶性循环。
目前，X86架构和Windows已经建成Wintel体系，ARM架构和安卓在移动端构成AA体系，两大体系拥有丰富的应用生态，基于这两大体系开发CPU会减少很多困难。如果说X86授权的自主可控程度较低，那么ARM长期以中立性面向市场，而且在苹果转向自研ARM架构桌面CPU后，市场普遍认为ARM生态会逐步丰富起来，国产CPU也可能最先从这个方向突围。
但胡伟武认为这两大体系都不可靠，即便ARM一直保持中立也不行，所以龙芯执意要做“第三码事”。
在研发初期，龙芯CPU曾选择基于开放度较高的指令系统并结合自研的模式，在授权体系相对开放的MIPS指令系统基础上扩展了数百条自定义指令，形成了MIPS兼容指令系统LoongISA。2018年-2020年，龙芯的产品主要基于MIPS指令系统，占主营业务收入的比例约80%左右。
2020年，龙芯推出自研LoongArch架构。据招股书披露，基于LoongArch指令系统的芯片产品龙芯3A5000已于2020年底完成流片，并于2021年5月形成销售。2021年7月开始，龙芯信息化业务已经转向基于LoongArch的系列处理器。
那么这款采用自研架构的处理器性能怎么样？龙芯透露，3A5000/3B5000单核通用处理性能是龙芯3A4000/3B4000芯片的1.5倍右，逼近开放市场主流产品水平。在国产同类CPU中，3A5000单线程测试分值与采用领先两个工艺代制程的ARM架构桌面产品性能相当；作为一款四核CPU，3A5000的多线程测试分值甚至超过采用X86和ARM架构的相同工艺节点的可比公司八核桌面产品。
而在国内第三方测试机构的测试结果中，12nm工艺的龙芯3A5000单核性能与14nm工艺英特尔i5-9500（2019年二季度推出）的差距并不大，性能为后者的89%，差距主要在多核性能方面，龙芯多核性能只有英特尔的67%。但与国产ARM V8八核14nm处理器相比，四核的龙芯3A5000性能高出600多分。
龙芯坦言，性能目前还不是该公司在高端市场的竞争优势。该公司称，龙芯处理器性能与市场主流高端产品尚存在一定差距，与处理器配套的基础硬件（如GPU、网络芯片等）还不够齐全。
更艰难的是，性能只是龙芯苦苦追赶的一个方面，要想让更多人用龙芯处理器，该公司还需要在生态方面努力。
龙芯透露，自研指令集LoongArch充分考虑了兼容需求，可以通过“指令系统创新+二进制翻译”的方式，运行其他平台上的二进制应用程序，从而达到生态融合的目的。为支持芯片销售及应用，龙芯还开发了基础版操作系统及浏览器、Java虚拟机、基础库等重要基础软件，并以两种方式免费提供给客户。
但即便如此，龙芯也坦承，目前龙芯处理器软件生态完备程度和整体成熟度偏低，应用软件的总体数目与成熟生态差别显著，目前在Wintel体系和AA体系中的大量应用软件尚不能在龙芯平台上运行。此外，在开放商用市场，相较于Intel、AMD等国际CPU龙头企业，龙芯在产品和生态方面整体上还存在较大差距。
从以上信息不难看出，龙芯在性能和生态方面仍处于追赶状态。但有意思的是，近日在互联网上出现这样一条信息，内容是“胡伟武表示龙芯要在2023年正面硬刚英特尔”，这话真是胡伟武说的吗？
观察者网查询后发现，胡伟武近期并未做过这样的表态。而在2020年10年的一档采访中，他曾表示，龙芯的“基础补课”已经基本完成，性能跟市场主流产品相比并不算差，并且跟龙芯配合的操作系统也已经达到稳态，2023年可以走向开放市场竞争。
视频截图
但他同时坦言，不了解国产芯片的人情绪会很急躁，认为只要国家投入，五年就能赶超英特尔。但真实情况是，国产CPU跟英特尔差距仍十分明显，因为英特尔已经发展了五十年，国内企业不可能短时间赶上。但当英特尔发展60年的时候，中国企业通过努力能接近它发展30年的水平，这是有可能的。“到2030年的时候，我们可以展望一下，比如你买电脑的时候你会想，我是买一个英特尔的还是买个龙芯的？你主要比较的可能是它的性价比。”胡伟武表示。
胡伟武采访视频截图
在本月的一个公开论坛上，胡伟武在演讲时还曾提到，英特尔处理器2003年到2010年每年性能提升23%，2010年到2015年每年性能提升12%，2015年之后每年性能提高3%，已经逼近天花板。他当时表示，自主CPU发展需要三十年，现在已经发展了二十年，正在呈现出加速发展的态势。
再给十年，胡伟武能否真的“硬刚英特尔”？