让计算机指令系统“听自己的”

　　

　　制图 郎冰

　　

　　图为中国电科集团的芯片键合生产线。作为国家信息化建设的主力军，中国电子科技集团在信息化领域实现多方面技术突破。 新华社发

　　计算机芯片是电子信息产品的核心，是确保国家电子信息安全的战略性产品。指令系统则是芯片产品的重要核心，是我国“核高基”重大专项重点攻关的关键技术。目前，芯片产业格局正在变革和调整。但指令系统种类的多元化、专利缺乏系统化布局成为我国芯片产业发展的最大困扰。

　　针对这一情况，国家知识产权局组织有关人员对我国芯片关键技术指令系统专利态势进行了深入的调研，并撰写了一份分析报告。报告建议，我国应紧紧抓住这一难得的发展机遇，力争实现指令系统的重大突破，使我国在下一代信息产业中处于更有利的地位。

　　产业分散 未成系统

　　国际上指令系统的发展经过市场化选择后，目前只剩下3种主流指令系统，但国内现有6家单位就使用了8种指令系统，且各家单位之间互不相通。

　　指令系统是计算机硬件的语言系统，也叫机器语言，它是指计算机所能执行的全部指令的集合，它描述了计算机内全部的控制信息和“逻辑判断”能力。不同计算机的指令系统包含的指令种类和数目也不同。指令系统是表征一台计算机性能的重要因素，它的格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构，而且也直接影响到系统软件，影响到机器的适用范围。

　　研究表明，发达国家和跨国公司正是凭借其对指令系统构建起的知识产权保护，掌握了计算机芯片产业的发展主动权。指令系统知识产权问题已成为我国计算机芯片产业必须面对的头等大事。为此，知识产权局近期组织开展并完成了“高性能计算机芯片指令系统专利分析和预警”专项研究。

　　报告指出，“我国计算机芯片产业目前基本形成了较为全面的产业化格局，指令系统经过14年的自主研究开发，积累了一定的专利技术。但指令系统种类的多元化、专利缺乏系统化布局仍是我国芯片产业发展的最大困扰。”

　　国际上指令系统的发展经过市场化选择后，目前只剩下3种主流指令系统，但国内现有6家单位就使用了8种指令系统，且各家单位之间互不相通。既有自主开发，又有国外许可基础上的扩展，出现了“技术分散、人员分散、资金分散、专利分散”乃至“产业分散”的现状，使得我国自主产业生态环境迟迟难以形成，严重制约了我国芯片产业的健康发展。

　　专利困局 难以突围

　　当国内目前尚处在技术发展期时，国外已经走过了基础专利技术积累期，在跨国公司严密的专利保护网下，我国企业每年不得不为指令系统授权付出大量许可费用。

　　报告分析认为，我国在指令系统领域面临的困局还表现在，国外指令系统专利布局严密、产业控制力强。统计表明，截至2011年底，全球芯片产业指令系统专利申请量已达20221件。在国家知识产权局受理的1374件专利中，国外在华专利申请869件（占63％），国内专利申请505件（占37％）。国外在华申请主要来自美国（68％）、日本（15％）和英国（6％），核心专利也主要掌握在美国的英特尔公司（251件）、美国的国际商用机器公司（76件）、美国的高通公司（67件）、英国的安谋公司（40件）和美国的美普思公司（16件）等国外大公司手中。

　　报告指出，跨国公司凭借专利先发优势已形成对产业链的控制。目前，以英特尔、安谋和美普思公司创建的3种主流指令系统已经成为业界的事实标准，3家公司无一例外地将“专利”作为维护其产业生态链顶端利益的战略手段。

　　报告研究发现，英特尔公司凭借725件全球专利申请以及251件在华专利申请，成为在指令系统技术上全球和中国专利布局最多的申请人，自1995年起英特尔公司已经依次完成了对MMX（多媒体扩展指令集）、SSE（数据流单指令序列扩展指令集）和AVX（高级矢量扩展指令集）等核心指令集的专利布局，有效地构筑了指令系统事实标准的地位。而安谋公司和美普思公司则凭借“IP授权＋专利保护”相结合的商业模式，通过对指令系统关键核心技术的专利布局，有效地维护了其指令架构授权的发展模式，从而占据了以智能手机为代表的嵌入式芯片产业的绝大部分市场份额。不难发现，当国内目前尚处在技术发展期时，国外已经走过了基础专利技术积累期，在跨国公司严密的专利保护网下，我国企业每年不得不为指令系统授权付出大量许可费用。

　　新一代信息产业正引发新一轮指令系统专利储备战。随着移动互联网和云计算等新一代信息技术产业的快速发展，与指令相关的一些未来热点领域正在成为国外公司争相布局的焦点。研究发现，虽然国外公司在2003年之后总体专利申请量出现下降，但与指令系统新的应用领域相关的一些细分技术点的申请量却显著增加，如多核（75%）、二进制翻译（73％）、格式转换（64％）、电源功耗管理（61％），其近5年的专利申请量已超过其总量的60％。英特尔、高通、安谋等公司均纷纷加大在这些领域的投入，显示出这些新兴热点领域正在成为国外公司专利储备的重点。对此，我国企业应引起足够重视。

　　专利量少 缺乏合力

　　国内专利集中度较高，但整体竞争力较低。较高的专利集中度并未转化成较强的专利竞争力，难以形成与国外跨国公司相抗衡的技术实力。

　　与跨国公司相比，我国在这一领域的专利布局还处在比较弱势的地位。报告统计表明，我国指令专利总量只有505件（含台湾126件），其中发明专利496件（占98.2％），授权有效专利220件（占43.6％），整体上与国外的差距较为明显。国内申请量排名前五位的申请人分别是：威盛（78件）、龙芯（59件）、浙江大学（45件）、国防科大（34件）和上海交大（30件）。

　　报告指出，国内专利集中度较高，但整体竞争力较低。数据表明，国内排名前五位申请人的专利数量（246件）约占国内指令系统技术专利总量的50％，显示出国内指令系统专利集中于少数研发单位，技术聚集度较高。但较高的专利集中度并未转化成较强的专利竞争力，龙芯、浙江大学、国防科大和上海交大所采用的指令系统各不相同，技术路线的分散导致国内本不多的专利积累更显薄弱，难以形成与国外跨国公司相抗衡的技术实力。

　　目前，国内企业在一些热点领域上已具备技术实力。研究发现，龙芯和上海交大在二进制翻译（6件、16件）和格式转换（8件、10件）以及上海交大和浙江大学在线程控制（5件、7件）等一些指令系统核心技术上已经拥有了一定的专利积累，如能进一步加强合作则会增强我国在相关领域的整体竞争实力，缩小与国外跨国公司的技术差距。

　　（责任编辑：段丹峰）