1月17日，习近平总书记来到“天津滨海—中关村协同创新展示中心”，仔细观看了“天河”系列超级计算机、飞腾芯片、麒麟操作系统、人工智能配电网带电作业机器人、无人机集群智能控制系统等产品展示。他对在场的企业研发人员说：“高质量发展要靠创新，我们国家再往前发展也要靠自主创新。”

       习近平在视察这几家信息技术企业所作的重要讲话，释放了我国将进一步加快推进信息技术国产化进程的信号。在相对薄弱的基础软件、核心芯片等环节，自主创新这条路怎么走？《中国科学报》特邀天津飞腾信息技术有限公司、天津麒麟信息技术有限公司相关专家针对这一话题撰文分享他们的观点。

       天津飞腾信息技术有限公司战略规划部总经理张承义：

       把握技术发展趋势实现国产芯片自主创新

       国产自主创新要与最新计算模式变革接轨。

       信息技术的发展影响着人们的生活方式，而应用需求的变化和升级则反过来推动信息技术的创新发展。作为信息系统的心脏，中央处理器（CPU）技术的发展具有同样的规律。从8位CPU到如今的64位CPU，使能技术的革新和需求的变化推动着CPU技术从单核到多核、从二维到三维、从狭义的运算器和控制器发展到如今的片上系统，目前一部手机的运算能力已经超过了20年前的一台超级计算机。

       应该看到，美国IBM公司、DEC公司凭借小型机确定了RISC CPU在上世纪八九十年代的霸主地位，但敌不过个人电脑走进千家万户的时代浪潮，让位于英特尔、AMD的X86 CPU所建立的Wintel体系。然而，Wintel依靠兼容策略在方方面面确立的垄断地位却没能阻挡移动互联时代“草根”ARM的逆袭，人手一部手机、万物皆为节点的泛在互联使计算无处不在。是IBM、DEC或者是英特尔技不如人吗？当然不是，是不同时代技术发展的潮流、人们处理信息的方式发生了根本性的变化，从而导致了一个生态代替另一个生态，或者说一种生产方式代替了另一种生产方式。

       因此，建设国产信息系统的自主生态体系不是重建一个小型机或重建一个个人计算机的全新生态，而是要把握技术变革的脉搏，建设一个真正适应当前和未来计算模式变化的生态，实现自主创新的同时升级计算模式，才不至于造成“未替换已落后，一替换更落后”的被动局面。

       飞腾团队一直把自主创新作为国产CPU发展的根本，努力把握不同历史阶段的应用需求和技术趋势，走出一条自主CPU攀峰之路。FT64自研流指令集、设计面向科学计算定制的流处理结构作为“天河”验证机的加速处理器，开创了“天河”超级计算机异构融合计算模式，引领了国际超算近十年的发展。FT-1000/1500提出的向量交叉多核多线程结构在高吞吐科学计算中高效应用，作为“天河一号”关键技术创新获国家科技进步奖特等奖。云计算时代，FT-2000在片上大规模多核并行结构上的多项创新，推动国产云计算服务器CPU取得新的突破，将国产CPU与国际主流CPU的性能差距缩小到3年以内。

       在万物互联时代，计算在人们生活和工作中的体现方式也在逐步发生改变，传统以个人电脑为核心的计算架构转变为向强调便携和时刻在线的端/云式计算架构转变，具体体现为PC市场日益萎缩，移动和物联网市场的爆发式增长以及云计算中心建设如火如荼等。因此，我国芯片行业的自主创新不应该是简单地以旧易旧，而应该是适应技术发展潮流的拥抱新计算模式的创新升级。

       飞腾CPU目前在通用计算领域所选择的ARM生态是一个活跃的、面向未来计算模式的朝阳生态，其技术特点能够覆盖从超算到服务器、桌面、移动、嵌入式、物联网等全部领域。基于ARM兼容路线的国产化解决方案能够融合计算、通信、服务等信息处理的关键环节，打造云、管、端一体的计算平台，使国产自主创新与国际最新计算模式的变革接轨，实现创新升级。

       近年来，应用厂商的垂直整合和定制化需求、敏捷开发方法学的完善以及由此带来的领域定制体系架构的发展，是建设国产自主生态需要关注的另一个技术趋势。

具体到实施策略上，在存量市场，我们要兼容主流生态，弥补设计上的短板。在增量市场，依托中国市场应用特点和市场容量加细分领域的长板。经过前两个阶段的积累，将我国的集成电路产业做大做强，具备与国际同行同台竞技的能力。在中国整体的集成电路设计和制造能力提升之后，国产自主生态体系建设将水到渠成。

       此外，我们要抓住技术变革和市场交替的历史机遇，在一些尚未确立垄断生态的新兴领域，及时确立我国优势地位，抢占未来话语权。比如，当前的智能计算并没有一个占据绝对统治地位的生态，我国在智能计算领域的起步也不晚，在这个领域的生态建设可以通过国家引导、企业冲锋的方式进行。

       习近平总书记曾说，信息化为中华民族带来了千载难逢的机遇，我们必须敏锐抓住信息化发展的历史机遇。而抓住计算模式的变革机遇，就是我国信息系统基础设施实现自主创新、替代升级的绝好良机。

       天津麒麟信息技术有限公司总工程师魏立峰：

       “先可控、后自主”分阶段分等级

       发展国产操作系统

       做国产操作系统不能贪大求全，要走“减肥瘦身”之路。

       众所周知，高端芯片、操作系统这些最底层的技术平台和产品，支撑着互联网应用的蓬勃发展。近年来尽管我国在互联网应用层面的研发和创新领先于世界，涌现出了微信、移动支付、共享单车等一批创新应用，但是一旦离开基础技术和平台的支撑，这些应用就会像无根之木、无源之水那样不堪一击。目前，我国操作系统无论桌面还是移动端，国外企业都占据了超过95%以上的市场。斯诺登事件、勒索软件霸屏事件等，无一不对中国电子信息产业发出了警示。

       以天津麒麟信息技术有限公司、中标软件有限公司为代表的国产操作系统厂商，历经多年研发积累和产业化推广，形成了支持飞腾、龙芯等国产中央处理器（CPU）和以X86为代表的国际主流CPU的自主安全桌面操作系统与服务器操作系统。以银河麒麟、中标麒麟为代表的国产操作系统从早期的基本可用已经发展到基本好用的阶段，通过和CPU、固件、整机、外设等国产硬件设备厂商以及和数据库、中间件、办公软件、安全软件、应用软件等众多国产软件厂商建立广泛而深入的合作和适配认证，国产操作系统已经在安全性、可用性、易用性等方面取得了不小进步，打破了国外操作系统的垄断地位。

       尽管如此，受限于微软公司Windows长期垄断及其所造成的用户使用习惯，基于国产操作系统的软硬件生态环境，尤其是上层应用软件生态，还存在较大的差距。正因为用户使用习惯和软硬件生态环境方面的差距，自主安全基础软件的推广使用面临的困难还很大，这也导致用户数和应用领域比较小，对生态环境急需的软硬件厂家的吸引力不够。

       我国软件产业在上世纪80年代初萌芽，经历了短暂的繁荣期，但随着IBM、微软、甲骨文等国际软件企业大举进入中国，国产软件产业迅速跌入低谷。虽然有识之士也提出自主发展的建议，但国产关键软硬件设备普遍依赖进口的局面一直没有得到扭转。国产软件行业在这样的大形势下，难以形成核心技术，逐渐丧失了竞争优势。

       操作系统作为软件体系的制高点，也是兵家必争之地，处于红海市场，微软、谷歌、苹果都投入了大量的人力、物力进行竞争和渗透。国产操作系统厂商很难在完全市场化的环境中与国外操作系统开展正面竞争，生存空间不断被挤压，企业发展很难走上良性循环。虽然在国家政策的引导和战略指导下，曾掀起过国产软件的“替代潮”，但国内很多行业对国产替代并没有内在的驱动力，基本处于“论证得多、实施得少，说得多、做得少”的尴尬局面，国产软件厂商则往往是“剃头挑子一头热”。另外，国产操作系统也存在低水平同质化竞争的现象，看到利益一哄而上，遇到困难一哄而散，缺乏成苦练内功、靠产品取胜的毅力。

       更令人忧心的是，在人才培养上，传统的高等院校过分重视理论、轻视实践，而职业培训机构偏重实践、忽视理论，这都导致操作系统的发展存在结构性人才短缺。此外，国产操作系统厂商由于市场盈利能力不足，发展前景不明朗，人才流失比较严重。

       那么，未来几年内国产操作系统的发展将何去何从？

       首先要选择有发展前景的国产CPU。CPU是操作系统赖以运行的硬件平台，如果所选择的CPU发展不能迎合摩尔定律，那么在其上开发的操作系统也将难以生存。

       其次，要找准根据地市场。做国产操作系统不能贪大求全，必须找准适合自己的关键应用，紧贴关键应用的需求，做针对性设计，走“减肥瘦身”之路。

       此外，要按照“白盒混源”模式，分阶段分等级发展，在关键功能上逐步实现自主发展。我们可以从开源社区汲取丰富的营养，但必须坚持以我为主的指导思想。

       “天下没有免费的午餐”。比如，随着安卓系统占有全球手机市场超过八成的市场份额，谷歌开始收紧安卓系统的控制权。因此，我们必须走“以我为主，有选择地借鉴开源代码”的混源路线。

       按组成和功能对国产操作系统主要组成按块划分，各组成模块可分为暂时借鉴（L4）、验证使用（L3）、按需改造（L2）、自主设计（L1）和主导设计（L0）五种。按“先可控、后自主”的思路，分阶段、稳步提升国产操作系统主要组成模块的自主安全级别，通过组成模块自主安全程度的提升实现国产操作系统整体自主安全程度的提高。

       此外，要建立国产操作系统的融资体系，软件业的发展需要大规模的资金支持，特别是其发展的高风险性限制了银行等信贷资金的投入，为此国家必须考虑在规划软件业的融资制度安排时拓宽融资渠道，广泛引导社会各类资金介入软件业，这是促进软件业快速、规模化发展的起点和关键。（编辑整理：赵广立）

《中国科学报》 (2019-02-21 第7版 信息技术)