整理撰稿人：中科院國家科學(xué)圖書館成都分館信息科技團(tuán)隊(duì)徐婧（E-mail:jingxu@clas.ac.cn）、姜禾、張勐

審稿專家：中科院計算所洪學(xué)海研究員

自主可控的基礎(chǔ)軟硬件平臺將產(chǎn)生重大突破

整理撰稿人：中科院國家科學(xué)圖書館成都分館信息科技團(tuán)隊(duì)徐婧（E-mail:jingxu@clas.ac.cn）、姜禾、張勐

審稿專家：中科院計算所洪學(xué)海研究員

1 基礎(chǔ)軟硬件平臺的自主可控對我國意義重大

2006年2月，國務(wù)院發(fā)布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》，“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件”（即基礎(chǔ)軟硬件平臺）被確立為16個重大專項(xiàng)之一[1]。隨后，科技部制定了配套的《國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》，指出要研發(fā)自主可控的國產(chǎn)中央處理器（CPU）、操作系統(tǒng)和軟件平臺、新型移動智能終端、高效能嵌入式中央處理器、系統(tǒng)芯片（SOC）和網(wǎng)絡(luò)化軟件，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和批量應(yīng)用，初步形成自主核心電子器件產(chǎn)品保障體系[2]。該重大專項(xiàng)將持續(xù)至2020年，中央財政預(yù)算約328億元，預(yù)計總投入（含配套地方財政及其他資金）將超過1 000億元。

基礎(chǔ)軟硬件平臺所涵蓋的3個方向：核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品，是21世紀(jì)電子信息產(chǎn)業(yè)國際競爭的制高點(diǎn)，是體現(xiàn)強(qiáng)國地位的重要標(biāo)志，對提升我國電子信息產(chǎn)業(yè)核心競爭力至關(guān)重要[3]。與此同時，基礎(chǔ)軟硬件平臺與國家信息安全、人民生活水平保障與提高等有著密切的關(guān)聯(lián)，對信息技術(shù)行業(yè)和其他行業(yè)如能源、交通等發(fā)展起著重大的支撐、融合作用。這些關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品的突破，不僅將產(chǎn)生新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，也將創(chuàng)造更多的社會財富。

2 基礎(chǔ)軟硬件平臺的研發(fā)形勢嚴(yán)峻

基礎(chǔ)軟硬件平臺是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)，然而該領(lǐng)域我國起步較晚，雖然近年來的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值逐年上升，但利潤率卻比較低，2009年利潤率僅為3.0%，已形成了國外壟斷的既有市場。2011年我國自主設(shè)計集成電路企業(yè)的總銷售收入為100億美元，僅僅是英特爾公司2010—2011年銷售收入的增量[4]。

以高端通用芯片為例，電子制造領(lǐng)域市場研究機(jī)構(gòu)iSuppli于2012年12月發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示：2012年在全球芯片市場，英特爾占有率穩(wěn)居世界第一為15.7%，銷售總額為472.2億美元。其后分別是三星（10.1%）、高通（4.3%）、德州儀器（4%）和日本東芝（3.6%）[5]。2012年5月，英特爾發(fā)布“未來10年芯片研制路線”。據(jù)路線圖顯示，繼22nm工藝之后，英特爾將在2013年進(jìn)入14nm時代，2015年實(shí)現(xiàn)10nm，并有可能分別在2017年、2019年實(shí)現(xiàn)7nm、5nm[6]。同時，全球IC領(lǐng)域面臨后摩爾時代的到來，IC領(lǐng)域的發(fā)展路線圖不再清晰可見，產(chǎn)品更新?lián)Q代時間拉長；體硅平面工藝基本走到盡頭；三維器件走向前臺，其他類型器件也加入競爭；工藝復(fù)雜度大幅提升，生產(chǎn)線建設(shè)需要高額投資，代工廠對芯片設(shè)計的支持能力不斷下降；研發(fā)成本持續(xù)攀升，制造資源越來越少；等比例縮小將不再帶來芯片成本的降低；芯片設(shè)計與工藝再次緊密結(jié)合。而我國國家和業(yè)界還未做好足夠的準(zhǔn)備來迎接后摩爾時代的到來，有可能再次失去10年的戰(zhàn)略機(jī)遇。

另以桌面操作系統(tǒng)為例，根據(jù)權(quán)威市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Net Applications于2013年8月發(fā)布的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2013年7月桌面操作系統(tǒng)Windows占據(jù)91.56%，穩(wěn)居第一，MacOS和Linux市場份額分別為7.19%和1.25%[7]。

此外，其他國家也在積極發(fā)展自主可控的基礎(chǔ)軟硬件平臺。例如，俄羅斯已于2012年生產(chǎn)出基于俄羅斯國產(chǎn)厄爾布魯士處理器的個人電腦和用于航空航天領(lǐng)域的計算機(jī)和通訊系統(tǒng)芯片[8]。

3 構(gòu)建自主可控的基礎(chǔ)軟硬件平臺產(chǎn)業(yè)體系

基礎(chǔ)軟硬件平臺研發(fā)的目標(biāo)是在芯片、軟件和電子器件領(lǐng)域，通過持續(xù)創(chuàng)新，攻克一批關(guān)鍵技術(shù)、研發(fā)一批戰(zhàn)略核心產(chǎn)品。到2020年，我國在高端通用芯片、基礎(chǔ)軟件和核心電子器件領(lǐng)域基本形成具有國際競爭力的高新技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新體系，擁有一支國際化的、高層次的人才隊(duì)伍，為我國進(jìn)入創(chuàng)新型國家行列做出重大貢獻(xiàn)。到2035年，我國基于自主可控技術(shù)的信息產(chǎn)品和信息服務(wù)占到國內(nèi)市場的50%以上[9]。當(dāng)前我國已在以CPU和操作系統(tǒng)為代表的自主軟硬件上獲得了單項(xiàng)技術(shù)上的突破，但總體仍以跟蹤為主，與國際先進(jìn)水平的差距主要體現(xiàn)在沒有形成自主可控的基礎(chǔ)信息產(chǎn)業(yè)體系。要改變目前我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)受制于國外企業(yè)的局面，必須要建立自主可控的信息產(chǎn)業(yè)體系[10]，并基于該技術(shù)體系持續(xù)改進(jìn)，不斷發(fā)展[4]。

4 自主可控的基礎(chǔ)軟硬件平臺研發(fā)成效顯著

在國家重大專項(xiàng)的推動下，我國在自主可控的基礎(chǔ)軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)方面取得了一定的進(jìn)展，同時也基本形成了若干個小型的基礎(chǔ)平臺自主可控產(chǎn)業(yè)鏈。

在高端通用芯片方面，2011年我國自主研發(fā)的8核CPU龍芯3B流片成功，為我國高性能計算機(jī)的發(fā)展提供了具有競爭力的核心器件[11]。

在基礎(chǔ)軟件方面，我國已基于開源軟件成功開發(fā)出多款操作系統(tǒng)、辦公軟件、數(shù)據(jù)庫和中間件，如中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)、金山WPS辦公軟件、神州通用數(shù)據(jù)庫、人大金倉數(shù)據(jù)庫、東方通中間件、中軟政務(wù)處理系統(tǒng)等，并已開始得到應(yīng)用。

在核心電子器件方面也不乏突破性成果，2013年8月，復(fù)旦大學(xué)在晶體管研究上取得突破，研發(fā)出半浮柵晶體管的新型基礎(chǔ)微電子器件，標(biāo)志著我國在全球尖端集成電路技術(shù)創(chuàng)新鏈中獲得了重大突破[12]。2013年7月，中科院電子所研發(fā)的“慧芯二號”可編程芯片成功完成“實(shí)踐九號”衛(wèi)星的在軌數(shù)據(jù)處理任務(wù)，成為國內(nèi)自主研制的首次作為有效載荷搭載上星的最高等級規(guī)?？删幊绦酒?，對航天裝備核心元器件國產(chǎn)化和自主可控保障有著重要的意義[13]。

此外，國內(nèi)以曙光公司服務(wù)器等產(chǎn)品為基礎(chǔ)平臺的自主可控產(chǎn)業(yè)鏈也已基本形成，與龍芯、麒麟操作系統(tǒng)、金蝶中間件、東方通中間件、達(dá)夢數(shù)據(jù)庫、永中Office、金山WPS等全自主軟件企業(yè)也形成了有效的合作機(jī)制。

未來10年，中國有望在信息技術(shù)領(lǐng)域以重大信息化應(yīng)用與系統(tǒng)整機(jī)為牽引，以重大產(chǎn)品為目標(biāo)，攻克并掌握航天和新一代裝備的核心器件、高端通用芯片和操作系統(tǒng)軟件的關(guān)鍵技術(shù)，全面形成核心電子器件、高端通用芯片和基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品的自主發(fā)展能力，基本滿足國家戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，扭轉(zhuǎn)基礎(chǔ)信息產(chǎn)品在安全可控自主保障方面的被動局面，主要產(chǎn)品進(jìn)入國際先進(jìn)行列。

1國務(wù)院.國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006━2020年）.2006.http://www.gov.cn/jrzg/2006-02/09/content_183787.htm.

2科技部.國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃.2006.http: //www.most.gov.cn/kjgh/.

3國家科技重大專項(xiàng).核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品專項(xiàng).2009.http://www.nmp.gov.cn/zxjs/ 200901/t20090113_2120.htm.

4胡偉武.為建立自主可控的信息產(chǎn)業(yè)體系而努力奮斗！——在中科院計算所2013年春季戰(zhàn)略規(guī)劃會上的報告.2013.http://www.loongson.cn/about_two.php?id= 35&sub=%CE%AA%BD%A8%C1%A2%D7%D4% D6%F7%BF%C9%BF%D8%B5%C4%D0%C5%CF% A2%B2%FA%D2%B5%CC%E5%CF%B5%B6%F8% C5%AC%C1%A6%B7%DC%B6%B7%A3%A1.

5 iSuppli.Qualcomm Rides Wireless Wave to Take Third Place in Global Semiconductor Market in 2012.2012. http://www.isuppli.com/Semiconductor-Value-Chain/ News/Pages/Qualcomm-Rides-Wireless-Wave-to-Take-Third-Place-in-Global-Semiconductor-Market-in-2012. aspx.

6 Jose Vilches.Intel R&D envisions 10nm chips by 2015, already developing 14nm process.2012.http://www. techspot.com/news/48577-intel-rd-envisions-10nm-chipsby-2015-already-developing-14nm-process.html.

7 NetApplications.2013.http://www.netmarketshare.com/ operating-system-market-share.aspx?qprid=8&qpcus tomd=0&qptimeframe=M&qpsp=174.

8工業(yè)和信息化部國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作中心.俄羅斯2012年度ICT領(lǐng)域大事件盤點(diǎn).2012.http://www.ccpitecc. com/article.asp?id=4435.

9中國科學(xué)院信息領(lǐng)域戰(zhàn)略研究組.中國至2050年信息科技發(fā)展路線圖.北京：科學(xué)出版社，2009.

10中國科學(xué)院.科技發(fā)展新態(tài)勢與面向2020年的戰(zhàn)略選擇.北京：科學(xué)出版社，2013.

11李國杰.為建立自主可控的計算機(jī)技術(shù)體系而奮斗. 2010.http://www.ict.cas.cn/liguojiewenxuan/wzlj/lgjxsbg/201201/P020120106406752134662.pdf.

12 Peng-Fei Wang,Xi Lin,Lei Liu et al.ASemi-Floating Gate Transistor for Low-Voltage Ultrafast Memory and Sensing Operation.Science,2013，341（6146）：640-643.

13宗華.實(shí)踐九號衛(wèi)星用上國產(chǎn)可編程芯片.中國科學(xué)報，2013-7-31.