1月17日，習近平總書記來到“天津濱海—中關村協同創新展示中心”，仔細觀看了“天河”系列超級計算機、飛騰芯片、麒麟操作系統、人工智能配電網帶電作業機器人、無人機集群智能控制系統等產品展示。他對在場的企業研發人員說：“高質量發展要靠創新，我們國家再往前發展也要靠自主創新。”
習近平在視察這幾家信息技術企業所作的重要講話，釋放了我國將進一步加快推進信息技術國產化進程的信號。在相對薄弱的基礎軟件、核心芯片等環節，自主創新這條路怎么走？《中國科學報》特邀天津飛騰信息技術有限公司、天津麒麟信息技術有限公司相關專家針對這一話題撰文分享他們的觀點。
天津飛騰信息技術有限公司戰略規劃部總經理張承義：
把握技術發展趨勢實現國產芯片自主創新
國產自主創新要與最新計算模式變革接軌。
信息技術的發展影響著人們的生活方式，而應用需求的變化和升級則反過來推動信息技術的創新發展。作為信息系統的心臟，中央處理器（CPU）技術的發展具有同樣的規律。從8位CPU到如今的64位CPU，使能技術的革新和需求的變化推動著CPU技術從單核到多核、從二維到三維、從狹義的運算器和控制器發展到如今的片上系統，目前一部手機的運算能力已經超過了20年前的一臺超級計算機。
應該看到，美國IBM公司、DEC公司憑借小型機確定了RISC CPU在上世紀八九十年代的霸主地位，但敵不過個人電腦走進千家萬戶的時代浪潮，讓位于英特爾、AMD的X86 CPU所建立的Wintel體系。然而，Wintel依靠兼容策略在方方面面確立的壟斷地位卻沒能阻擋移動互聯時代“草根”ARM的逆襲，人手一部手機、萬物皆為節點的泛在互聯使計算無處不在。是IBM、DEC或者是英特爾技不如人嗎？當然不是，是不同時代技術發展的潮流、人們處理信息的方式發生了根本性的變化，從而導致了一個生態代替另一個生態，或者說一種生產方式代替了另一種生產方式。
因此，建設國產信息系統的自主生態體系不是重建一個小型機或重建一個個人計算機的全新生態，而是要把握技術變革的脈搏，建設一個真正適應當前和未來計算模式變化的生態，實現自主創新的同時升級計算模式，才不至于造成“未替換已落后，一替換更落后”的被動局面。
飛騰團隊一直把自主創新作為國產CPU發展的根本，努力把握不同歷史階段的應用需求和技術趨勢，走出一條自主CPU攀峰之路。FT64自研流指令集、設計面向科學計算定制的流處理結構作為“天河”驗證機的加速處理器，開創了“天河”超級計算機異構融合計算模式，引領了國際超算近十年的發展。FT-1000/1500提出的向量交叉多核多線程結構在高吞吐科學計算中高效應用，作為“天河一號”關鍵技術創新獲國家科技進步獎特等獎。云計算時代，FT-2000在片上大規模多核并行結構上的多項創新，推動國產云計算服務器CPU取得新的突破，將國產CPU與國際主流CPU的性能差距縮小到3年以內。
在萬物互聯時代，計算在人們生活和工作中的體現方式也在逐步發生改變，傳統以個人電腦為核心的計算架構轉變為向強調便攜和時刻在線的端/云式計算架構轉變，具體體現為PC市場日益萎縮，移動和物聯網市場的爆發式增長以及云計算中心建設如火如荼等。因此，我國芯片行業的自主創新不應該是簡單地以舊易舊，而應該是適應技術發展潮流的擁抱新計算模式的創新升級。
飛騰CPU目前在通用計算領域所選擇的ARM生態是一個活躍的、面向未來計算模式的朝陽生態，其技術特點能夠覆蓋從超算到服務器、桌面、移動、嵌入式、物聯網等全部領域。基于ARM兼容路線的國產化解決方案能夠融合計算、通信、服務等信息處理的關鍵環節，打造云、管、端一體的計算平臺，使國產自主創新與國際最新計算模式的變革接軌，實現創新升級。
近年來，應用廠商的垂直整合和定制化需求、敏捷開發方法學的完善以及由此帶來的領域定制體系架構的發展，是建設國產自主生態需要關注的另一個技術趨勢。
具體到實施策略上，在存量市場，我們要兼容主流生態，彌補設計上的短板。在增量市場，依托中國市場應用特點和市場容量加細分領域的長板。經過前兩個階段的積累，將我國的集成電路產業做大做強，具備與國際同行同臺競技的能力。在中國整體的集成電路設計和制造能力提升之后，國產自主生態體系建設將水到渠成。
此外，我們要抓住技術變革和市場交替的歷史機遇，在一些尚未確立壟斷生態的新興領域，及時確立我國優勢地位，搶占未來話語權。比如，當前的智能計算并沒有一個占據絕對統治地位的生態，我國在智能計算領域的起步也不晚，在這個領域的生態建設可以通過國家引導、企業沖鋒的方式進行。
習近平總書記曾說，信息化為中華民族帶來了千載難逢的機遇，我們必須敏銳抓住信息化發展的歷史機遇。而抓住計算模式的變革機遇，就是我國信息系統基礎設施實現自主創新、替代升級的絕好良機。
天津麒麟信息技術有限公司總工程師魏立峰：
“先可控、后自主”分階段分等級
發展國產操作系統
做國產操作系統不能貪大求全，要走“減肥瘦身”之路。
眾所周知，高端芯片、操作系統這些最底層的技術平臺和產品，支撐著互聯網應用的蓬勃發展。近年來盡管我國在互聯網應用層面的研發和創新領先于世界，涌現出了微信、移動支付、共享單車等一批創新應用，但是一旦離開基礎技術和平臺的支撐，這些應用就會像無根之木、無源之水那樣不堪一擊。目前，我國操作系統無論桌面還是移動端，國外企業都占據了超過95%以上的市場。斯諾登事件、勒索軟件霸屏事件等，無一不對中國電子信息產業發出了警示。
以天津麒麟信息技術有限公司、中標軟件有限公司為代表的國產操作系統廠商，歷經多年研發積累和產業化推廣，形成了支持飛騰、龍芯等國產中央處理器（CPU）和以X86為代表的國際主流CPU的自主安全桌面操作系統與服務器操作系統。以銀河麒麟、中標麒麟為代表的國產操作系統從早期的基本可用已經發展到基本好用的階段，通過和CPU、固件、整機、外設等國產硬件設備廠商以及和數據庫、中間件、辦公軟件、安全軟件、應用軟件等眾多國產軟件廠商建立廣泛而深入的合作和適配認證，國產操作系統已經在安全性、可用性、易用性等方面取得了不小進步，打破了國外操作系統的壟斷地位。
盡管如此，受限于微軟公司Windows長期壟斷及其所造成的用戶使用習慣，基于國產操作系統的軟硬件生態環境，尤其是上層應用軟件生態，還存在較大的差距。正因為用戶使用習慣和軟硬件生態環境方面的差距，自主安全基礎軟件的推廣使用面臨的困難還很大，這也導致用戶數和應用領域比較小，對生態環境急需的軟硬件廠家的吸引力不夠。
我國軟件產業在上世紀80年代初萌芽，經歷了短暫的繁榮期，但隨著IBM、微軟、甲骨文等國際軟件企業大舉進入中國，國產軟件產業迅速跌入低谷。雖然有識之士也提出自主發展的建議，但國產關鍵軟硬件設備普遍依賴進口的局面一直沒有得到扭轉。國產軟件行業在這樣的大形勢下，難以形成核心技術，逐漸喪失了競爭優勢。
操作系統作為軟件體系的制高點，也是兵家必爭之地，處于紅海市場，微軟、谷歌、蘋果都投入了大量的人力、物力進行競爭和滲透。國產操作系統廠商很難在完全市場化的環境中與國外操作系統開展正面競爭，生存空間不斷被擠壓，企業發展很難走上良性循環。雖然在國家政策的引導和戰略指導下，曾掀起過國產軟件的“替代潮”，但國內很多行業對國產替代并沒有內在的驅動力，基本處于“論證得多、實施得少，說得多、做得少”的尷尬局面，國產軟件廠商則往往是“剃頭挑子一頭熱”。另外，國產操作系統也存在低水平同質化競爭的現象，看到利益一哄而上，遇到困難一哄而散，缺乏成苦練內功、靠產品取勝的毅力。
更令人憂心的是，在人才培養上，傳統的高等院校過分重視理論、輕視實踐，而職業培訓機構偏重實踐、忽視理論，這都導致操作系統的發展存在結構性人才短缺。此外，國產操作系統廠商由于市場盈利能力不足，發展前景不明朗，人才流失比較嚴重。
那么，未來幾年內國產操作系統的發展將何去何從？
首先要選擇有發展前景的國產CPU。CPU是操作系統賴以運行的硬件平臺，如果所選擇的CPU發展不能迎合摩爾定律，那么在其上開發的操作系統也將難以生存。
其次，要找準根據地市場。做國產操作系統不能貪大求全，必須找準適合自己的關鍵應用，緊貼關鍵應用的需求，做針對性設計，走“減肥瘦身”之路。
此外，要按照“白盒混源”模式，分階段分等級發展，在關鍵功能上逐步實現自主發展。我們可以從開源社區汲取豐富的營養，但必須堅持以我為主的指導思想。
“天下沒有免費的午餐”。比如，隨著安卓系統占有全球手機市場超過八成的市場份額，谷歌開始收緊安卓系統的控制權。因此，我們必須走“以我為主，有選擇地借鑒開源代碼”的混源路線。
按組成和功能對國產操作系統主要組成按塊劃分，各組成模塊可分為暫時借鑒（L4）、驗證使用（L3）、按需改造（L2）、自主設計（L1）和主導設計（L0）五種。按“先可控、后自主”的思路，分階段、穩步提升國產操作系統主要組成模塊的自主安全級別，通過組成模塊自主安全程度的提升實現國產操作系統整體自主安全程度的提高。
此外，要建立國產操作系統的融資體系，軟件業的發展需要大規模的資金支持，特別是其發展的高風險性限制了銀行等信貸資金的投入，為此國家必須考慮在規劃軟件業的融資制度安排時拓寬融資渠道，廣泛引導社會各類資金介入軟件業，這是促進軟件業快速、規模化發展的起點和關鍵。（編輯整理：趙廣立）
《中國科學報》 (2019-02-21 第7版 信息技術)
