龙芯中科冲刺科创板：国产CPU第一股要来了

昨夜,整个芯片圈都“沸腾”了,在国产CPU沉浮20年后,备受瞩目的国产CPU第一股终于有了最新的进程,更多信息也被正式披露。

2021年6月28日晚间,龙芯中科技术股份有限公司披露招股说明书(申报稿),与此同时上交所正式受理龙芯中科的科创板IPO申请,拟融资共35．12亿元。

其中,先进制程芯片研发及产业化项目计划总投资12．58亿元,先进制程芯片研发及产业化项目的实施将助力提升龙芯通用处理器芯片的性能,提高公司在集成电路行业中的市场竞争地位,提升公司收入规模和盈利水平,扩大公司产品的市场占有率,从而保持市场竞争优势。

高性能通用图形处理器芯片及系统研发项目计划总投资10．54亿元,将用于通用图形处理器芯片的设计研发,研发自主的具有高通用性、高可扩展性的图形处理器产品及其软硬件体系,与公司的通用处理器产品形成协同效应,共同构建更有竞争力的信息化基础设施核心平台。

根据其申报稿中公开信息显示,作为老牌自主研发的龙芯中科从18年不到2亿元的营业收入,到20年提高到10亿元,将近翻了6倍;净利润从18年约775万元,到20年提高到约7224万元,将近翻了9倍。

龙芯中科官网显示,公司全面掌握CPU指令系统、处理器IP核、操作系统等计算机核心技术,打造自主开放的软硬件生态和信息产业体系,为国家战略需求提供自主、安全、可靠的处理器,为信息产业的创新发展提供高性能、低成本的处理器和基础软硬件解决方案。

作为芯片设计企业,龙芯中科采用Fabless模式,自主研发CPU指令构架和操作系统,意在形成完整的生态体系。2020年公司的芯片产销率可达到99%,年产约200万颗。此次上市筹集资金用于研发先进制程芯片和GPU。

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、低成本专用处理器,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,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号系列为通用处理器,应用场景面向桌面和服务器等信息化领域;配套芯片包括以龙芯7A1000为代表的接口芯片及正在研发的电源芯片、时钟芯片等。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,其中工业级产品面向高端工控类应用。

公司基于开放的龙芯生态体系,与板卡、整机厂商及基础软件、应用解决方案开发商建立紧密的合作关系,为下游企业提供基于龙芯处理器的各类开发板及软硬件模块,并提供完善的技术支持与服务。

龙芯中科能够为各类行业应用公司提供32位、64位,单核、多核和不同质量等级的处理器及配套芯片,搭载的Loongnix、LoongOS两大系统软件可以适应不同的应用场景。公司将自主掌握CPU生态技术体系的优势,有效赋能至各型企业中,以应用牵引、市场推动的方式打造满足更多应用需求的产品。

龙芯中科在昨日发布的微信公众号推文中介绍,龙芯中科在2020年推出了完全自主指令集架构—LoongArch,龙芯3A5000作为新一代桌面处理器,采用了最新的LoongArch指令集架构,单核性能提升50%,功耗降低30%,与国内采用引进技术的CPU相比在性能上优势明显。

与此同时,龙芯也拥有了第一款服务器专用芯片龙芯3C5000L,该芯片拥有单片16核,支持2路-16路互连,达到国际主流服务器水平。

龙芯中科在公众号介绍,目前主流开源软件在LoongArch结构上已完成移植,公司将依托CPU底层核心技术及龙芯CPU的核心优势,形成更加完善的生态体系。

今年4月,有消息指出MIPS指令集的WaveComputing转投RISC-V阵营。彼时,MIPS生态的重要维护者龙芯也放弃MIPS指令系统,正式发布了完全自主指令集架构Loongson Architecture,简称龙芯架构或LoongArch。

需要强调的是,CPU指令集架构是计算机的软硬件界面,是CPU执行软件指令的二进制编码格式规范。因此,对于CPU开发者来说,x86还是ARM指令集都是需要授权才能研制与之相融的CPU,假若不绕开这些需要授权的指令集是不能形成自主产业生态的。而RISC-V作为开源指令集,因其建立的生态也是开源的并非自主而引发争论。

信息显示,LoongArch(龙芯架构)已通过国内权威第三方机构的知识产权评估。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、先进性与兼容性。LoongArch将通过“指令系统创新+二进制翻译”的方式,高效运行MIPS、X86、ARM等平台上的二进制应用程序,从而达到生态融合的目的。

在IP核方面,龙芯中科掌握了包括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。龙芯强调,CPU所有片内关键IP源代码均为自主编写,电路图均为设计,在通用CPU芯片领域实现了较大创新突破。

2020年底推出的龙芯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SPECCPU2006Base定浮点分值均超过26分,逼近开放市场主流产品水平。

值得一提的是,龙芯中科在操作系统内核、编译器、Java、．NET、视频播放、浏览器等领域实现了对龙芯系列处理器和配套芯片的完备支持,并积极参与国际开源软件社区工作,贡献了数十万行的源代码,龙芯中科贡献度排名进入全球前四。

除此之外,龙芯中科还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。

目前来说,国内拥有龙芯中科、天津飞腾、华为鲲鹏、兆芯集成、申威科技、海光信息六大国产CPU公司,其中龙芯中科是最早开始研发国产CPU的公司之一。

由于国外x86架构已建立完善的专利、生态、IP“高墙”下,国产CPU一直在“不自信”中起步,舆论压力下发展。时间回溯到过去,业界普遍对芯片自主研发共识是“技工贸”不如“贸工技”,芯片“造不如买,买不如租”。

在经历了几番制裁之后,国内逐渐对自主研发有了深刻的认识。国产CPU一直在追赶,科创板上市也将会为龙芯沉浮20年历史中的一个重要节点。