中国现在有自主知识产权的电脑吗

中国现在有自主知识产权的电脑吗?龙芯1号是专利吗?1. 缘起2002年9月28日龙芯1号CPU芯片的发布在包括Internet在内的多种媒体上引起了较大的反响，其中鼓励、赞赏和支持的较多，但也有一部分是怀疑、质疑甚至反对的。

当时曾收集了一些网友和记者们关于龙芯的疑问，想逐一作答，澄清一些事实，但又有顾虑。

因为媒体上的发言，跟我们平日做了研究后发表的学术论文很不一样。

学术论文是有多位同行专家审稿把关后才发表的，一般不会有大的问题，即使有疑问，跟作者讨论时，双方都有许多共识及比较好的讨论基础。

而媒体上的作者，从事行业、专业背景、兴趣等都各不相同，有些问题还真不易解释清楚。

正好李国杰院士的“研制龙芯CPU的战略思考”论述了龙芯系列的发展战略，胡伟武博士的“我们的龙芯1号”介绍了芯片的研发过程，我也写了一篇“也谈如何发展中国的CPU芯片”，基本上可以回答大部分的质疑，我再写一篇文章的想法就被“行胜于言”的念头打消了，等待着用龙芯后续芯片的研发和产业化的成功来证明一切。

目前，龙芯1号已经量产，基于龙芯1号的网络计算机和其它产品也开始面市并得到应用，性能数倍于龙芯1号的龙芯2号已进行首次流片，可以说，龙芯系列无论在产业化方面还是在核心技术突破方面，都一直保持着快速和稳定的节奏。

但是，前面提到的一些质疑，仍然在某些范围内流传着，并有可能对龙芯产业化的深入和后续的研发工作，产生不利的影响。

面对这样的形势，虽然我不想做“光说不练”的“花把式”，却也不能甘当“光练不说”的“傻把式”了。

于是，就模仿Internet上惯用的做法，写了这个FAQ，希望能够澄清一些疑问或误解。

2. 关于龙芯的自主知识产权2.1. 龙芯为什么不采用一套自己设计的指令系统？基于自行设计的指令系统设计CPU芯片是比较容易的，但它的应用面太窄，极可能因为没有足够多的应用支持而夭折。

设计自己的指令系统并不难，难的是让它成为被业界接受的行业标准或事实标准，拥有一大批基于该指令系统的应用软件。

设计自己的指令系统，计算所应该是最有传统、最有基础的。

从早期的107、109，以及119、013，到大型向量计算机757和KJ-8920，都是根据应用的需要，自行设计的指令系统。

这种做法在当时主要目标是完成国家科研任务，有配套的项目开发专用的应用软件，每种机器只研制几套，不追求市场化的情况下，效果是好的。

但今天我们研制CPU芯片，绝不是只针对一种或几种应用，绝不是只管三年五年，而是希望它有上百万数千万的用量，能持续稳定地在激烈的市场竞争中生存发展下去。

这种情况下，就不得不考虑我们的CPU如何方便各种各样的应用开发的问题。

事实上，在现代信息系统中，软件的成本已远远高于硬件。

自行设计指令系统，意味着所有成熟的应用软件都不能立即在基于该指令系统的CPU上运行，必然导致在软件开发和应用移植方面的大量投入，而这样的投入，即使对每年有数百亿美元收入的国际大企业，也是不一定能负担的。

上世纪90年代初期，DEC公司投入20亿美元开发了不兼容其原有的V AX系列小型机的Alpha指令系统和系列芯片。

业界没有人不佩服Alpha的精妙设计和卓越性能，但软件问题终于导致DEC陷入困境并被Compaq购并。

芯片业的巨头Intel联合HP公司从1994年开始开发与奔腾系列不兼容的IA-64指令系统和安腾系列芯片，至今还没有被用户广泛接受，这也说明了从头搞一套指令系统，要想真正成功，是何等的困难。

2.2. 用成熟的指令系统，会不会侵犯别人的知识产权呢？简单地说会，或不会，都是不准确的。

这个问题需要仔细分析。

事实上，用自己的指令系统设计CPU芯片，也是有可能侵犯别人的知识产权的。

兼容别人的指令系统会导致知识产权纠纷，这可能是前些年Intel与AMD和VIA（威盛）频频打官司给大家带来的负面印象。

其实，这些诉讼的焦点，并不在IA-32（或x86）指令系统的使用上，而是在一些与CPU芯片的外围总线接口有关的专利方面。

知识产权包括著作权（版权）、商标权、专利权等许多形式。

就设计一款CPU芯片而言，可能涉及到已有知识产权的地方包括：指令系统可能涉及著作权或商标权，指令的实现方式可能涉及专利权，功能部件的组织结构、控制方式和电路实现可能涉及专利权，等等。

其中，专利权的数量是最多的（据初步估计，与CPU相关的美国专利就有五万余项）。

由此可见，即使采用自己设计的指令系统，在具体实现的时候，也是有可能侵犯已有的专利技术的。

各种已有的知识产权是人类思想宝库的重要组成部分。

我们应该合理合法地利用它们，而不是把它们视为拦路虎，想方设法地兜个大圈子绕过去。

例如，SUN公司著名的SPARC指令系统，只需要付99美元就可以获得许可。

花99美元，就可以免去开发一大堆软件的困难，何乐而不为呢？2.3. 兼容别人的指令系统，是不是就没有自主知识产权？不是的。

在保持指令系统兼容的前提下，仍然可形成自主的知识产权。

AMD和威盛（VIA）的CPU芯片虽然都兼容Intel的x86指令系统，但各自都拥有大量自主的专利技术，就是一个明显的例子。

试想，如果没有自主知识产权，这两家公司凭什么跟Intel竞争？事实上，同一个指令系统，可以有许多不同的实现方法，实现上的创新空间非常大。

这里的每一项创新，都可能产生一项或多项专利技术。

计算所在设计龙芯CPU的过程中，已申请发明专利12项，从微体系结构、C语言模拟器、RTL代码到芯片的版图，都有自己的知识产权。

2.4. 龙芯为什么不提完全自主知识产权？答案很简单：既不可能，也没有必要。

研制CPU芯片是一项系统工程，涉及到从应用软件到半导体工艺的方方面面。

以为自己设计一套指令系统，就可以掌握完全自主的知识产权，想得也未免天真了一点。

首先，用自己设计的指令系统，编译器怎么办，操作系统系统办？也许你会说，用Linux，用GCC，这些都是开放源码的，改一下就行了。

开放源码是不错，可以免费使用目前也是对的，但知识产权却不是你自己的，何谈完全自主呢？其次，设计CPU芯片，免不了要仿真验证，要布局布线。

这方面前人做了大量的工作，大部分行之有效的算法都已形成专利，集成在各种商用的EDA软件里。

没有人否认购买EDA软件的必要性，但很少有人意识到，使用EDA软件设计CPU芯片，本身就意味着已经在使用别人的大量专利技术。

再次，现在的CPU芯片，集成了上百万甚至数千万的晶体管，复杂度极高，要想从一个个孤立的晶体管开始，码出完整的CPU芯片来，不知要耗废多少人力物力，等到驴年马月！所以，都得借助EDA软件，以大小不一的各种单元为基础，开始搭积木。

这类积木块包括基本单元、宏单元及其它知识产权（IP）模块等，大多是由代工厂（Foundry）、元件商或其它公司提供的，设计中一旦采用，完全自主的知识产权就无从谈起了。

锁相环（PLL，使CPU内频数倍于外频的专用电路）就是一个典型例子，它是一个完全根据代工厂的半导体工艺设计的模拟电路，一般由代工厂作为IP模块提供。

可以说，使用了代工厂提供的PLL（或其它IP模块）设计出的芯片，不可能是完全自主知识产权的。

在芯片设计过程中不可避免地要用到别人的知识产权的例子还很多。

利用开放源码运动带来的许多免费IP是理直气壮的，花一定的代价取得高质量IP的使用许可也是理直气壮的。

CPU芯片是否成功，既取决于其性价比，也取决于其上市时间，而这两个方面的要求，都不允许我们追求所谓的完全自主知识产权。

2.5. 龙芯的知识产权策略是什么样的？龙芯的知识产权策略是：努力创造自主的知识产权，合法利用他人的知识产权。

自主知识产权是芯片增值的关键，也是龙芯系列芯片在市场上取得成功的关键。

龙芯在研发的过程中，一直非常看重技术上的创新，并及时把创新的设计和方法用专利等形式的知识产权表达出来。

到目前为止，围绕龙芯的研制，已申请了12项发明专利。

同样，也是基于在市场上取得成功的考虑，龙芯并不追求完全自主的知识产权。

一些方便用户的特性、便于应用开发的特性、有助于改善性能价格比的技术，即使涉及他人拥有的知识产权，也并不一定要用重新开发的方式去规避。

重新开发很可能会增大成本、延长上市时间。

花一定代价取得专有技术的使用许可，效果往往更好。

2.6. 有媒体报道，“龙芯CPU研发过程中也借鉴利用了英国一家芯片设计公司以及台湾威盛的技术”，这是否违背“拥有自主产权”的宣传口号？我读过这篇让我哭笑不得的文章，看来我和我的同事们一定要花大力气做好科普工作。

文章中提及，上述“借鉴利用”事宜，是我本人“在（龙芯1号）发布前的小型媒体见面会上透露”的。

我印象里，文章的作者并未出席那次会议，可能是传话中出了较大的误差。

我那天在会上，只是告诉大家，与龙芯1号配套的主板上，用了英国一家公司的北桥芯片和台湾威盛的南桥芯片。

北桥芯片和南桥芯片在功能上与CPU芯片没有重叠的地方，所以借鉴的说法，纯属误会。

2.7. 有人认为，所有CPU厂商公布的CPU指令系统均不是全集，而是整个指令系统的子集。

如果这个说法成立，兼容现有的指令系统，会不会留下安全隐患（比如后门）？这个顾虑是多余的。

我们说兼容某种指令系统，指的是与该指令系统公开的内容相兼容。

某款CPU的指令系统全集里即使有不公开的内容，也只是留给内部使用的，正常的应用软件不会使用这类不公开的指令。

所以，兼容公开的部分，就可以保证应用软件的二进制兼容性，且不会受到不公开的指令影响。

3. 关于龙芯的发展策略3.1. 龙芯的目标是挑战Intel的奔腾吗？不是。

Intel公司生产的CPU芯片在PC市场上占据了垄断地位，使“奔腾”在许多人心目中成为CPU芯片的代名词。

其实，CPU的种类很多，使用CPU的地方也不仅仅限于PC机。

从未来的市场看，更是如此。

随着后PC时代的来临，传统PC在人们工作和生活中的地位将逐步降低，并被各种易用或便携的信息处理终端所代替。

高功耗、高主频的奔腾类芯片，并不适合这样的应用模式。

所以Intel自己也在改变，转向移动，转向网络。

作为进入CPU市场的新的一员，龙芯不能只盯着当前已被瓜分贻尽的市场份额，而是应该根据未来应用发展的需要，开辟新的缰域。

只有这样，才能站在巨人的肩膀上，达到后来居上的目标。

3.2. 研制一款CPU芯片，国外大公司都投数亿甚至数十亿美元。

龙芯才投了几千万就做出来了，这是真的吗？真是自己做的。

不是买了现成的CPU核送到代工厂加工的，也不是从网上下载的，更不是买人家的芯片打磨的。

IBM和Intel这样的公司研制一款新的CPU芯片，确实是花很多资金的。

但这些资金主要不是花在芯片设计上，而是用在建立芯片的生产线上。

因为它们都是传统的IDM（integrated device manufacturer）厂商，独立承担从芯片设计到生产的完整过程。