血刀刀法:“核高基”：让信息产业从“缺芯少魂”到“强心健魄”

核高基”：让信息产业从“缺芯少魂”到“强心健魄”
科技部门户网站  www.most.gov.cn      2011年03月11日     来源：科技日报
随着国防科大自主研发的“飞腾-1000”芯片的安装，实现了“天河一号”二期系统关键部件的国产化。
中国联通2月28日正式推出沃Phone智能手机及我国首个自主知识产权的智能终端操作系统，国外软件企业在该领域长期一统天下的局面有望得以改变。
而这正是“核高基”国家科技重大专项支持的项目之一。
“核高基”是什么？
相比于重大新药创制、转基因生物新品种培育等专项，这个在16个重大专项中排第一、被业内称为“01专项”的项目，似乎太“高科技”，“这是干嘛的，和我有啥关系？”非专业人士多半抛出这样的问题。
实际上，“你今天来采访我用的笔记本电脑、录音笔，都和这个专项有关系，在我们的生活中，从手机到电脑，从冰箱到汽车，甚至每一个U盘，都离不开芯片和软件。” 清华大学教授、“核高基”专项总体组副总师魏少军教授说。
“核高基” 是“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”重大专项的简称，涉及信息技术的核心领域，主要涵盖核心电子器件、高端通用芯片和基础软件3个方向。
前有“两弹一星”，现有“两件一芯”
“对于所有整机设备而言，芯片是‘心’，软件是‘魂’，如果没有这两样，这台机器就无法工作，所以它们是信息产业发展的基础。”魏少军说。
而在相当长一段时间内，我国信息产业的发展被贴上“缺‘芯’少‘魂’的标签。在集成电路产业中，我国企业大多从事芯片封装及测试，处于产业链的下游，在上游芯片设计领域力量仍然十分薄弱。在中国进口产品的清单上，以集成电路产品总是排在第一位，近年来，我国每年进口的半导体产品约1300亿美元，从2007年至今，每年的进口额均在1000亿美元以上。
软件亦如此。“我们的电脑上安装的几乎都是微软的视窗操作系统，我们每年付给微软的专利许可费高达上百亿元，手机的操作系统是塞班、Windows Mobile、安卓等等。”魏少军说。
更为重要的是，芯片和软件已经渗透到各行业、各领域，该领域的滞后，将影响到电子信息、医疗健康、高端装备制造等几乎所有行业的发展。
与此同时，电子信息产业仍是发达国家抢占的战略制高点。美国智能系统的发展，提出了智慧地球的理念；韩国政府出台了未来的IT战略；英国则提出数字英国计划，等等。
“一方面，发达国家对我国集成电路产业发展严加限制，另一方面，随着集成电路步入22nm时代，巨额投资将迫使相当一部分传统芯片公司退出芯片制造，全球半导体产能紧张的时代很快会到来。”1月25日，在温家宝总理就政府工作报告和“十二五”规划纲要草案征求科教文卫体界代表意见座谈会上，魏少军在发言中说。
“集成电路产业作为战略性支柱产业，其特点决定了我们不能将其完全推到市场，推向企业，这是一个政府应该、也必须主导和有作为的产业。”听着魏少军的汇报，温总理频频点头。
之所以选择高端通用芯片及基础软件作为突破口，是因为，“目前的技术越来越趋同，从技术角度看无论多么高端的产品其核心无非包括CPU、存储器、输入输出电路等，而所有的应用软件均是在基础软件基础上运行的，所以重大专项选择‘核高基’作为突破口，就是要占据战略制高点，争取在关键技术上实现突破。”魏少军说。
在这一专项中，高端通用芯片主要包括通用高性能CPU、数字信号处理器（DSP）、高端系统芯片（SoC）及开发平台、知识产权核（IP核）等，基础软件主要是指操作系统、数据库管理系统、中间件和办公软件。
“相对于上世纪颇负盛名的‘两弹一星’，‘核高基’专项则是我国新时期的 ‘两件(核心电子器件、基础软件)一芯(高端通用芯片)’，足见其重要性。”魏少军说，“在这个问题上任何的彷徨犹豫都是要犯战略性错误的。”
“天河一号”跃动中国“芯”
“十一五”期间，“核高基”专项按照核心电子器件、高端通用芯片、基础软件产品3个方向，对11个分任务进行了部署，共部署课题220个。截至2010年12月，该专项预算总经费196.84亿元，其中中央财政资金84.96亿元，地方财政及单位自筹资金111.88亿元。
在专项支持下，高端通用芯片及基础软件领域均取得较大突破。
2010年11月17日，我国首台千万亿次超级计算机“天河一号”以峰值运算速度4700万亿次在世界超级计算机500强测试中一举夺魁。
目前，由国防科技大学与天津滨海新区共同研发的“天河一号”超级计算机系统已经完成二期工程，与一期工程相比，不仅运算速度有了大幅提升，而且采用了2048颗国防科大自主研发的“飞腾-1000”中央处理器，实现关键部件国产化。目前，基于飞腾-1000的盘阵控制器主板已经完成设计投板，准备完成测试后进行初样机评审。
由北京国睿中数科技股份有限公司联合清华大学等单位研发成功专用数字信号处理器芯片“华睿1号”。实测表明，“华睿1号”的整体技术指标达到或优于国际同类产品，在运行多任务实时操作系统十分稳定，处理能力和能耗具有明显优势，代表了我国目前专用数字信号处理器芯片的最高水平。
此外，“核高基”重大专项实施以来，高性能嵌入式CPU芯片累计应用超过4600万颗。“嵌入式CPU主要应用在便携式设备，如手机、数字机顶盒等方面，”魏少军说，面向信息安全的嵌入式CPU芯片已成功用于上海世博会安保系统，面向媒体处理的嵌入式CPU芯片在国内数字电视机顶盒市场占有较高份额，“但是，国产手机中使用的基本还是进口CPU，整体来看，国产嵌入式CPU的市场占有率大概是10%，我们希望这个数字能进一步提高。”
在高端通用芯片领域，另一个重要进展是先进电子设计自动化（EDA）工具平台完成试点应用，填补了国产EDA工具的多项空白。“此前，EDA市场也是被国外企业垄断。通过专项的实施，国内企业自主研发的EDA工具，已经被国内外数十家芯片设计公司购买和使用。”魏少军说。
“十一五”期间，基础软件产品方向在由“技术突破为主”向“产品产业化为重”的战略转型中迈出了新的步伐，通过产业整合与产学研用相结合，在一些领域形成了相对成熟的产业生态链。
面向三网融合数字家庭的发展需求，研发成功的高清互动数字电视嵌入式软件平台已在广州番禹、云浮、中山、东莞、江西等试点得到广泛应用，承载远程教育、数字医疗、智能家居等六大类50项数字家庭互动服务，促进了以数字电视为中心的数字家庭产业的发展。
此外，实施嵌入式操作系统课题成果，完成了面向国产发动机控制系统、变速箱控制系统、车身控制系统、电动助力转向控制系统、企业仪表系统等汽车电子控制器的产品研发、应用集成和试验验证，并在上汽、一汽、奇瑞、长安等整车厂商部分资助品牌车型中得以应用推广。
中文办公软件和中间件研发也取得重要进展，完成具有自主知识产权的中文办公软件文档格式系列标准，研发了基于“标文通”的办公软件套件，建立起一套完善、可靠、安全、跨平台和浏览器的多用户模式的文档交换与协作编辑平台。
“十二五”向产业化“发力”
“‘核高基’专项最大的作用是增强了集成电路设计整个行业的信心。”魏少军感叹。2008年8月8日，在北京奥运会开幕的当天，“核高基”专项正式启动，吹响了推动集成电路行业发展的冲锋号。
彼时，人们似乎已嗅到几分金融危机的气息，事实上，此后不久，那场危机以猝不及防之势席卷全球。
“国际上许多企业都减少研发投入，而我们当时启动专项，国家给出明确信号，整个行业为之一振，部分企业还获得专项支持，他们的研发投入不减反增。”魏少军说，2010年，集成电路设计行业的平均增长率达到45%。
这样的增长速度让目睹我国集成电路产业发展的魏少军倍感欣慰。1995年，刚回国的他看到的是，全国芯片设计公司仅几家，产值不足1亿元，2010年则达到500多家，产值达到550亿元。
正如魏少军此前所分析的：“‘十二五’期间，‘产能为王’的现象越来越凸显，谁有产能，谁就有发言权。”“核高基”专项的要义之一，就是要推动芯片和软件产业的迅速发展。
和此前科技计划的牵头单位往往都是科研院校不同的是，“核高基”重大专项的牵头单位多为企业。中创软件商用中间件股份有限公司总经理刘江宁向媒体表示，这是因为企业直接面对客户，对中国信息化需求有着直接的感知，立足应用，从大量的信息化实践中总结提炼的前端应用需求，是自主创新的源头活水。
“‘十二五’期间，核高基专项将进一步落实企业为主体的技术创新体系建设，力争做到‘国家定目标，市场提需求，企业提方案，专家做综合，机关做决策，企业去执行’，加大市场的作用的同时，避免专家提需求，因为专家总热衷于提技术指标，而忽略市场状况。”魏少军说。
他还表示，“十二五”将探索实行专项实施的技术成熟度管理，对处于不同技术阶段的项目给予差别化的支持和管理方式。
“总之，接下来的5年，我们将更加关注市场，要提高产品的市场占有率，提升企业的核心竞争力，围绕如手机芯片这样的大宗商品进行布局，提高产业的整体竞争力。”魏少军最后说道。
■数字说话
196亿
截至2010年12月，该专项预算总经费196.84亿元，其中中央财政资金84.96亿元，地方财政及单位自筹资金111.88亿元。
2.5亿
“数字电视嵌入式软件平台研发及产业化”课题形成了具有自主知识产权的多标准多协议融合的数字电视中间件，突破了数字电视多协议融合、服务集成、数据建模等关键技术，完成了广东省互动电视机机顶盒浏览器技术及web应用，并通过运营商在广东省进行部署。目前，该产品覆盖国内大型服务运营商和终端设备提供商，装机量已达285万套，直接经济效益超过2.5亿元，其中软件部分产值5500万元。
4600万
“核高基”重大专项实施以来，高性能嵌入式CPU芯片累计应用超过4600万颗。面向信息安全的嵌入式CPU芯片已成功用于上海世博会安保系统，国产嵌入式CPU的市场占有率大概是10%。
60万
面向TD-SCDMA等3G移动通信网络发展对智能手机的需求，“核高基”重大专项支持3G移动通信网络智能手机嵌入式软件平台以及3G应用网络化运行平台的研发及产业化，初步建立了以运营商为主导、产学研用相结合的智能终端产业生态环境，联合推进OMS智能手机平台的研发和产业化。目前，与三星、摩托罗拉、海信等10余家国内外终端厂商合作开发的OPhone商用终端产品，销售量已累计超过60万台。
(来源： 科技日报)