龙芯中科如何打造竞争优势？

自主生态壁垒不断夯实，规模效应有望提升。

1、坚持自主研发，不断完善基础软硬件生态

我国构建完全自主的信息产业生态迫在眉睫。随着全球国际形势的变化，芯片产 业国产化迫在眉睫。公司坚持走“市场带技术”道路，通过体制内市场引领带动技 术进步，再用于体制外的客户拓展。龙芯通过建立自主指令集，联合国内厂商建 立独立于 Wintel 体系和 AA 体系之外的生态，掌握产业话语权。未来公司将以龙 芯 Loongnix 和 LoongOS 为基础，完善基础软硬件布局，在信息系统和工控系统 两大领域推进产业链建设，构筑自身竞争优势。

公司产品下游应用市场广阔。产品广泛应用于电子政务、金融、能源、交通、教 育、医疗、通讯、工业制造等各个领域，打造从端到云的全产业链开放生态体系， 从芯片 IP、OS 内核、主板技术等核心机上层面提供支持。公司引导合作厂商和 客户建立应用适配中心，提供包括龙芯电脑整机、操作系统、办公外设环境及各 种基础软硬件环境。

已有五个签约落成产业园项目，产业生态快速发展。中科院计算所龙芯产业园项 目位于北京市海淀区的中关村，于 2010 年 4 月正式开工，投资金额超 100 亿元。 产业园建成后，将有“高性能多核 CPU 研发与应用”及“龙芯安全适用计算机 CPU 研制和应用”两大国家重大专业入园，并形成围绕两个重大专项的高端集成电路产 业聚集效应。位于浙江金华的龙芯智慧产业园，总投资超 150 亿，旨在打造信息 技术和智能制造的产业集群。

目前，龙芯智慧产业园一期已正式投入运营，2022 年产值有望突破 100 亿元。位于江苏南京龙芯自主创新产业园自 2020 年起开始建 设，是龙芯中科第一个成规模建设产业园，项目投资 30 亿元，将开展新型信息技 术相关产业的研发、生产和销售，吸引上下游企业入驻。山西长治的龙芯信创产 业园总投资 2.2 亿元，自 2021 年 2 月份以来，以龙芯 CPU 为核心，逐步形成从 芯片、硬盘、主板生产到系统集成、整机制造的完整信创产业链。安徽合肥计划 引资 10 亿元建设龙芯国产计算机产业园，用于自主研发基于龙芯系列的高性能服 务器、计算机及其他终端产品等。

2、采用完全自研指令集，从根源实现自主

LoongArch 源于 MIPS，是国内首家完全自研指令集。指令系统是软件生态的起 点，只有从指令系统的根源上实现自主，才能完全打破软件生态受制于人的局面。 MIPS 是 MIPS 公司开发的基于固定长度的定期编码指令集，相比于更为主流的 X86 和 ARM 指令系统，MIPS 的授权更为开放。公司与 MIPS 公司于 2011 年、 2017 年签署了技术许可合同，在 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 至 2020 年，公司销售主要产品就是 基于 LoongISA 指令系统。2020 年，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经验积累条件下，龙芯中科彻底摆脱了MIPS指令系统桎梏， 推出了自主指令系统 LoongArch。作为独立自主研发的指令集，LoongArch 突破 国产化瓶颈，为国家信息安全产业奠定基础。

LoongArch 指令系统掌握“2+3+3+2”十大技术能力。第一个“2”即独立设计和编写 BIOS 及操作系统内核能力；“3+3”是基于三大主流编译器（GCC、LLVM、GoLang） 进行编译器开发的能力以及三大主流开发平台（Java 虚拟机、JavaScript、.NET） 搭建能力，助力 LoongArch 指令系统基本达到原有 MIPS 龙芯生态成熟度并开始 反超；最后一个“2”则是通过两大高效二进制翻译系统（LATX、LATA）消除指令 系统壁垒，实现广泛兼容，从 X86 到 LoongArch 二进制翻译系统 LATX 已经能够 运行部分 X86/Windows 应用软件，龙芯 ARM 架构翻译系统 LATA 也已进入预研 阶段。

指令集架构具有较好的自主性、先进性与兼容性。从整个架构顶层规划，到各部 分功能定义，再到细节上每条指令的编码、名称、含义，LoongArch 均进行自主 重新设计。吸纳近年来指令系统设计领域诸多先进的技术发展成果，硬件方面更易于高性能低功耗设计，软件方面更易于编译优化和操作系统、虚拟机的开发。 LoongArch 融合了各国际主流指令系统的主要功能特性，能够实现多种国际主流 指令系统的高效二进制翻译。

3、Loongnix和LoongOS具备高度扩展性

龙芯中科拥有面向 PC 与服务器应用的 Loongnix，及面向终端与控制类应用的 LoongOS 两大基础版操作系统。对商业品牌操作系统提供技术支撑，经过多个版 本的迭代，两大操作系统可以对龙芯系列处理器和配套芯片提供完备的支持，也 可以根据用户商业需求灵活定制具体功能。Loongnix 实行“以开源社区版为基础支持商业版和定制版发展”的生态模式。以此 作为技术和产品源头，一方面支持品牌操作系统厂商研发其商业发行版产品，另 一方面支持云厂商、OEM 等企业根据需求研发其定制版操作系统。Loongnix 包 括 Loongnix-Server、Loongnix-Client 以及 Loongnix-Cloud 三个产品系，分别面向 服务器、个人计算机和云计算领域。Loongnix 还推出三维地球显控中间件 LoongEarth，性能大幅优于已有三维地球显控软件。

LoongOS 是具备精简、高效、实时特征的工控类操作系统。基于通用 Linux 内核， LoongOS 利用 RT-Linux 技术实现实时性。支持 FrameBuffer、EGL、Wayland 三 种图形应用模式，具备系统轻量、启动迅速、开发便捷等特点；Wayland 模式可 以支持多窗口应用，实现了全功能的三维 OpenGL 驱动和编程接口，具备简洁的 个人计算机图形环境。LoongOS 三种图形模式都支持 Qt 编程开发和应用环境， 支持兼容 VxWorks 的 RTAPI 编程接口。针对嵌入式系统的需求，实现了文件系统 加固、掉电保护、分区保护、安全隔离等特性，还可以使用配套的集成开发环境 LDK 根据需求灵活定制专用系统。

结合 LoongArch 指令集，Loongnix 和 LoongOS 具备高度扩展性。龙芯中科是全 世界范围内极少数既自研指令集又独立开发操作系统，并建立了完整软硬件技术 生态体系的公司。因此龙芯操作系统可以灵活地将 BIOS、Linux 内核和 GCC 编 译器、C 库等进行磨合，对包括 Java 虚拟机、.NET 虚拟机、浏览器、OpenGL、 媒体播放、显控中间件等在内的重要应用程序编程接口模块和功能模块进行完善， 还可以根据用户需求定制，丰富操作系统功能，并从硬件和指令集层面配合优化 系统效果。这种从硬件底层支持高扩展性和高灵活性的特点可以使 Loongnix 和 LoongOS 在与其它操作系统的竞争中获得巨大优势，并在持续的迭代中打破硬件 瓶颈，获得持续发展。

4、成本性能占优，自研芯片行业地位突出

龙芯系列芯片设计启动时间早，研发经验丰富，行业地位突出。“龙芯”系列是我国最早研制的通用处理器系列之一，公司已拥有一系列自主专利和知识产权，技 术优势突出，产品竞争力较强，处于国内通用处理器行业的领先地位。公司目前 拥有三大系列芯片，成为国内自主 CPU 的引领者、自主生态的构建者。工控类芯片销售数量逐年增加。工控类芯片主要应用于工业领域，过去三年公司 工控类芯片销售量不断提升，销售单价却在不断降低，主要原因工控类芯片以龙 芯 2 号为主，由于龙芯 2 号需要较高的工艺水平和测试要求，且部分产品对应用 环境要求高，因此销售单价较高，与此同时，工控类芯片还包括龙芯 1 号，龙芯 1 号的应用比龙芯 2 号广泛，随着龙芯 1 号的销售数量和量产规模提升，拉低工 控类芯片整体销售单价，导致单价逐年递减。

信息化类芯片销售数量先上升后下降，单价小幅下降。2019 年和 2020 年，随着 3A4000 系列产品推广，公司全面铺开办公与业务信息化应用，信息化芯片销量大 幅增长，2021 年下半年由于推广 LoongArch 指令集的 3A5000 系列芯片，整机厂 商和操作系统厂商都需要磨合，规模化放量尚待时日，因此 2021 年的信息化类芯 片销量有所下降。在单价方面，维持小幅下降的趋势，为了快速推进电子政务市 场，3A4000系列芯片初始定价低于3A3000系列，且随着3A5000系列推出，3A4000 单价呈现进一步下降趋势。

解决方案由于不同方案之间差异较大，其单价不具有可比性，销售收入占比总体 呈现降低的趋势。解决方案细分为硬件模块和技术模块，其中硬件模块分为处理 器的开发板和验证模块。开发板是为了推广 CPU 产品的一类标准版型产品，只用 于下游设计的开发参考；验证模块是公司早期根据客户需求定制的电路板模块产 品，提供给下游整机厂商；技术模块是公司提供的系统产品适配服务，主要为了 支持客户使用龙芯处理器。综合来看，随着公司芯片业务的提升和市场不断开拓 积累，市场对龙芯产品接受度不断提升，解决方案收入占比总体呈现降低的趋势。

与国产同类产品比较，龙芯系列芯片具有优势。龙芯 CPU 所有片内关键 IP 核源代码均为自主编写。自主设计电路图，在通用 CPU 芯片领域实现了较大创新突破。 首款基于 LoongArch 指令系统的 CPU 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。龙芯3A5000采用LA464微结构，主频2.3-2.5GHz， 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，在国产同类 CPU 中处于领先地位，同时逼近开放市场主流产品水 平。3A5000 各项性能参数方面占优，与采用领先 3A5000 两个工艺代制程的 ARM 架构 PC 产品性能相当，Unixbench 多线程测试分值甚至超过采用 X86 和 ARM 架 构的相同工艺节点八核 PC 产品。

自研 CPU 成本优势转化出性价比优势。由于龙芯系列 CPU 均为国产自研且采用 自主指令系统 LoongArch，无需缴纳大量专利费用及授权费用，相比基于国外研 发指令集 CPU 成本更低，售价也更为亲民。同时随着国产化进程的推进，大规模 加装自研芯片也会提高生产规模，进一步摊薄生产成本；销量越大，成本越低。 有了更多的使用经验，也可以进一步促进技术创新，满足更多用户的需求，不断 优化产品性能，降低系统成本。