突破｜不再“缺芯少魂”，我国特定领域关键技术与国外差距由15年缩至5年
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◆ 2008年，我国计算机整体性能仅有当时国际同类产品的7%；不到10年时间，全部采用基于核高基重大专项成果支持的“神威·太湖之光”已在世界超算TOP500排行榜四度夺冠
◆ 桌面计算机整机系统实现从“基本不可用”到“完全可用”的跨越
◆ 在国际市场上，除了苹果、三星，其它品牌的平板电脑的主要芯片大多来自中国
◆ 我国关键技术和单品性能上实现大幅提升，核心电子器件关键技术取得重大突破，特定领域的关键技术与国外的差距由专项启动前的15年以上缩短到5年左右
◆ 自从国务院于2008年批准并启动实施核高基国家科技重大专项以来，我国电子信息产业核心竞争力显著增强，不再被卡脖子，不再“缺芯少魂”
核高基
对核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品的简称
是电子信息系统和国防装备的核心，是信息产业核心竞争力最重要的体现，可谓发展信息产业和护航信息安全的“命门”
记者 / 扈永顺
十年前，我国电子信息产业“缺芯少魂”，产品依赖进口，核心技术受制于人，信息安全面临隐患。
自从国务院于2008年批准并启动实施核高基（核高基是核心电子器件、高端通用芯片、基础软件产品的简称）国家科技重大专项以来，我国电子信息产业核心竞争力显著增强，不再被卡脖子，不再“缺芯少魂”。
不到十年时间，全部采用基于核高基重大专项成果支持的“神威·太湖之光”站到了世界超算TOP500排行榜第一的位置，至今又实现了四连冠。
11月20日，科技部会同工信部组织召开了核高基国家科技重大专项成果发布会，介绍了专项组织实施和成果应用等情况。
▲ 核高基重大专项技术总师魏少军在介绍情况
十年前，我国计算机的整体性能仅有当时国际同类产品的7%
改革开放后的20多年时间里，我国电子信息产业的整体水平有了巨大的飞跃，但是自主芯片和软件能够进入市场参加竞争的并不多，缺“芯”少“魂”的问题十分突出。
“2008年核高基专项启动以前，我国基于自主CPU和操作系统的桌面计算机的整体性能仅有当时国际同类产品的7%，可以作为科研样品进行展示，但无法进入实用，完全谈不上参与市场竞争。”核高基专项技术总师魏少军向记者介绍。
魏少军介绍，虽然当时我国在高端通用芯片和基础软件领域已经有了少量自己的产品，产业布局也有了雏形，但大都还处于实验室阶段或小规模探索性应用阶段，无论是在设计技术水平还是在产品化方面，与国外产品相比都存在着巨大的鸿沟，而工程化能力的差距就更远。
我国主要产品的性能与国际先进水平相比存在着巨大差距。以桌面计算机CPU为例，我国当时的主频最高为1GHz，而同期的国际先进水平已经达到3GHz以上。这看似简单的数字差距，其实是体系结构、设计水平、工艺能力、EDA工具以及终端产品工程化等产业链各环节综合实力的整体反映。由于国产CPU性能差距太大，计算机整机厂商不愿接手生产。结果导致CPU研制单位自己“攒”机器，不仅性能指标低下，整机的稳定性、可靠性更是无从谈起。例如，早期的全国产计算机的平均无故障时间只有2000小时，这样的机器不可能进入市场。
此外，操作系统与CPU各自独立发展，缺乏整体规划，围绕CPU和操作系统的生态环境建设几近为零。由于国外的技术封锁，我国的CPU只能采取国际上的嵌入式CPU指令集进行设计，当用到桌面计算机上就遇到了软件缺失的难题。同样的，由于没有商业软件商愿意在国产CPU上开发操作系统和应用软件，我国的CPU厂商只好自己动手开发软件。因此软件的质量，可用性和可靠性不能保证。
更为严峻的现实是，我国高速发展的电子信息产业对核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品的需求快速扩大，同时一些特定领域及重点行业对信息安全的需求不断提高。“以我们当时的能力确实难以全面支撑上述需求，这导致了我国信息化建设对外依存度过高，进而抑制了对国产芯片和软件的使用需求。久而久之，我国电子信息产业的可持续发展能力受到很大的制约。”魏少军说。
在关键技术和单品性能上实现大幅提升
2014年11月，以国外CPU为主、专项支持的CPU为辅的“天河二号”超级计算机第四次蝉联世界超算TOP500第一名。中国超算的异军突起，直接导致国外于2015年4月对中国实施芯片禁售。国内外都有不少人在疑惑，离开了国外的芯片，中国的超算还能继续领先吗？然而2016年6月，全部采用基于核高基重大专项成果支持的“神威·太湖之光”站到了世界超算TOP500排行榜第一的位置，至今又实现了四连冠。
“我国的超级计算机不仅没有被国外芯片禁售击垮，反而以自主设计的CPU强势登顶，继续保持世界第一。这可能让很多人感到意外，但对核高基重大专项来说，这完全是预料之中的事情。”魏少军告诉记者，超算CPU之所以取得巨大成绩，主要有两方面的原因：
一是专项未雨绸缪，在2009年启动之初就瞄准了超算CPU这一战略必争之地持续攻关，不仅布局了常规架构CPU的研发，更是部署了像“神威·太湖之光”所用的创新架构CPU的研发；
二是紧紧抓住“创新”这个牛鼻子，以CPU架构“创新”弥补我们在制造工艺和EDA工具上的不足。
在专项支持下，我国关键技术和单品性能上实现大幅提升，核心电子器件关键技术取得重大突破，特定领域的关键技术与国外的差距由专项启动前的15年以上缩短到5年左右。目前，部分核心电子器件拉开了全面自主研发、自主创新的序幕，单品性能大幅提升，彻底摆脱了对进口产品的依赖，极大地改变了受制于人的局面。
桌面计算机整机系统实现从“基本不可用”到“完全可用”的跨越
开发基于国产CPU和操作系统的桌面计算机产品，是核高基专项的中心任务。
在不久前结束的党的十九次全国代表大会上，基于专项研发的CPU和操作系统的桌面计算机系统全天候向会议提供服务，7X24小时的稳定工作确保了大会各类文件处理的要求，期间数百台套设备无一出现宕机，经受住了高强度的严苛使用考验；在此之前，近万台套基于国产CPU和操作系统的桌面计算机已经在全国范围内、在多个领域实现了重要的示范应用。这标志着核高基重大专项在桌面计算机软硬件这个核心任务上取得了重大进展、迈出了坚实的步伐。
魏少军介绍，桌面计算机CPU和操作系统是专项实施过程中最难啃的硬骨头。因为，一方面它的对手是强大的Win-Tel联盟；另一方面桌面计算机又是撬动我国信息安全整体格局当中最为关键的一枚棋子。因此，攻克桌面计算机CPU和操作系统，打造安全可控的自主桌面计算机，是专项别无选择、必须完成的任务。
以脱胎于科研院所的实验室级CPU样品、不足百人的队伍为起点，核高基重大专项围绕桌面计算机CPU研发及生态环境建设等方面上进行了多条技术路线、多个产品路径、多轮课题的部署，先后调集国内近100家企业进行协同攻关，解决近万个技术问题，并辅以大面积的示范性应用，发现问题、解决问题，优胜劣汰，最终实现了自主CPU、操作系统和桌面计算机的实用化，从核高基专项实施前的基本上不可用，到现在完全可用。
除了苹果、三星，其它品牌的平板电脑的主要芯片大多来自中国
支撑产业发展是核高基重大专项的两大中心任务之一。以国家战略、重大工程及行业领军企业为依托，专项面向产业规模大、带动能力强的应用领域进行任务部署，并取得了显著成效：
基于C-Core的SoC芯片累计销量已超过4.5亿颗；
智能电视SoC芯片从2015年进入市场，到今天已累计出货量超过2000万颗，国内市场占有率接近20%；
阿里云智能操作系统的智能终端装机量已过亿；
珠海全志移动智能终端SoC在平板电脑、数字家庭、智能家居等移动智能终端领域销售超过5300万颗。
在国际市场上，除了苹果、三星的平板电脑，其它品牌的平板电脑的主要芯片大多来自中国；
展讯通信移动智能终端系列芯片年出货量超过6亿颗，全球市场占有率接近30%；
UC基于课题成果开发出的新一代移动浏览器在全球用户快速发展，目前活跃用户数量已经超过5亿，其中海外用户达到1亿；
WPS办公软件全球拥有超过8亿用户，占国内采购市场80%；
民航信息公司基于国产操作系统、数据库和中间件的民航客票交易系统在国航、东航、首都航空、西藏航空实现应用，日均客票处理量超过50万张，服务全球5亿用户；
阿里云与上汽合作推出的RX5互联网汽车，已经销售约25万辆。
我国的集成电路产业发展迅猛，已经引起美国等西方国家的高度关注，如美中经济安全委员会的报告、美国总统科学顾问委员会的报告及特朗普总统启动的“301条款”调查等都剑指我国的半导体产业发展。
2008-2016年8间，中国集成电路的年均复合增长率达到16.86%，与核高基专项密切相关的集成电路设计业的年均复合增长率高达21.86%，远远高速同期国际平均增长水平。从价值上看，我国集成电路产品的自给率2012-2016年间实现了翻番，达到了26%。我国集成电路设计业在全球集成电路产业中的份额超过25%。
“特别要指出的是，由于我国没有成规模的集成器件制造商（IDM，世界上75%的集成电路产品由IDM提供），集成电路产品的发展主要依托集成电路设计业。而近几年我国主要集成电路产品的突破都是在核高基重大专项的支持下实现的。”魏少军告诉记者。
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