[年报]龙芯中科(688047):龙芯中科2022年年度报告
原标题:龙芯中科:龙芯中科2022年年度报告 公司代码:688047 公司简称:龙芯中科 龙芯中科技术股份有限公司 2022年年度报告 重要提示 一、 本公司董事会、监事会及董事、监事、高级管理人员保证年度报告内容的真实性、准确性、完整性,不存在虚假记载、误导性陈述或重大遗漏,并承担个别和连带的法律责任。 二、 公司上市时未盈利且尚未实现盈利 □是 √否 三、 重大风险提示 具体内容详见本报告第十节“财务报告”之“五、重要会计政策及会计估计”之“44.重要会计政策和会计估计的变更”。 四、 公司全体董事出席董事会会议。 五、 天职国际会计师事务所(特殊普通合伙)为本公司出具了标准无保留意见的审计报告。 六、 公司负责人胡伟武、主管会计工作负责人曹砚财及会计机构负责人(会计主管人员)何会茹声明:保证年度报告中财务报告的真实、准确、完整。 七、 董事会决议通过的本报告期利润分配预案或公积金转增股本预案 公司2022年度拟不派发现金红利,不以资本公积转增股本,不送红股。以上利润分配方案已经公司第一届董事会第十六次会议审议通过,尚需公司股东大会审议通过。 八、 是否存在公司治理特殊安排等重要事项 □适用 √不适用 九、 前瞻性陈述的风险声明 √适用 □不适用 本报告所涉及的公司未来计划、发展战略等前瞻性陈述,不构成公司对投资者的实质承诺,请投资者注意投资风险。 十、 是否存在被控股股东及其他关联方非经营性占用资金情况 否 十一、 是否存在违反规定决策程序对外提供担保的情况 否 十二、 是否存在半数以上董事无法保证公司所披露年度报告的真实性、准确性和完整性 否 十三、 其他 □适用 √不适用 目录 第一节 释义....................................................................................................................4 第二节 公司简介和主要财务指标 ...............................................................................9 第三节 管理层讨论与分析 .........................................................................................14 第四节 公司治理 .........................................................................................................45 第五节 环境、社会责任和其他公司治理 .................................................................62 第六节 重要事项 .........................................................................................................68 第七节 股份变动及股东情况 .....................................................................................97 第八节 优先股相关情况 ........................................................................................... 112 第九节 债券相关情况 ............................................................................................... 113 第十节 财务报告 ....................................................................................................... 114
第一节 释义 一、 释义 在本报告书中,除非文义另有所指,下列词语具有如下含义:
本报告中任何表格中若出现合计数与所列数值总和不符,均为四舍五入所致。 第二节 公司简介和主要财务指标 一、公司基本情况
二、联系人和联系方式
三、信息披露及备置地点
四、公司股票/存托凭证简况 (一) 公司股票简况 √适用 □不适用
(二) 公司存托凭证简况 □适用 √不适用 五、其他相关资料
六、近三年主要会计数据和财务指标 (一) 主要会计数据 单位:万元 币种:人民币
(二) 主要财务指标
报告期末公司前三年主要会计数据和财务指标的说明 √适用 □不适用 报告期内,公司实现营业收入73,865.79万元,较上年同期减少38.51%;受报告期内公司对市场布局和产品结构调整的影响,报告期内毛利率有所下降,实现归属于上市公司股东的净利润5,175.20万元,较上年同期减少78.15%;实现归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润-15,677.78万元,较上年同期减少192.23%。 报告期内,公司经营活动产生的现金流量净额-76,904.62万元。 报告期末,公司归属于上市公司股东的净资产为 389,052.08万元,较年初增加179.43%;总资产为436,834.08万元,较年初增加119.57%。 报告期内,基本每股收益和稀释每股收益为0.14元,同比减少78.79%;扣除非经常性损益后的基本每股收益为-0.41元,同比减少 187.23%;加权平均净资产收益率为1.96%,较上年同期减少16.84个百分点;扣除非经常性损益后的加权平均净资产收益率为-5.93%,较上年同期减少19.42个百分点;研发投入占营业收入的比例为53.83%,较上年同期增加27.05个百分点。 上述主要会计数据和财务指标的增减变动,主要原因如下: 1、公司在报告期内受政策性市场行业周期等外部因素的共同影响,营业收入同比有所下滑; 2、公司在报告期内调整了市场布局和产品结构,导致毛利率下降6.66个百分点; 3、公司在报告期内继续加大研发投入,以提升公司产品性价比,完善龙芯软件生态,研发费用较上年增长11.45%; 4、公司在报告期内受集成电路上游供应链紧张的影响,为保障客户未来需求增加备货,导致经营活动的现金流量净额同比下降; 5、公司在报告期内首次公开发行股票,导致期末的净资产和总资产大幅增加。 七、境内外会计准则下会计数据差异 (一) 同时按照国际会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归属于上市公司股东的净资产差异情况 □适用 √不适用 (二) 同时按照境外会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归属于上市公司股东的净资产差异情况 □适用 √不适用 (三) 境内外会计准则差异的说明: □适用 √不适用 八、2022年分季度主要财务数据 单位:万元 币种:人民币
季度数据与已披露定期报告数据差异说明 □适用 √不适用 九、非经常性损益项目和金额 √适用 □不适用 单位:万元 币种:人民币
对公司根据《公开发行证券的公司信息披露解释性公告第1号——非经常性损益》定义界定的非经常性损益项目,以及把《公开发行证券的公司信息披露解释性公告第1号——非经常性损益》中列举的非经常性损益项目界定为经常性损益的项目,应说明原因。 □适用 √不适用 十、采用公允价值计量的项目 √适用 □不适用 单位:万元 币种:人民币
十一、非企业会计准则业绩指标说明 □适用 √不适用 十二、因国家秘密、商业秘密等原因的信息暂缓、豁免情况说明 √适用 □不适用 根据《公开发行证券的公司信息披露内容与格式准则第2号——年度报告的内容与格式》(2021年修订)的相关规定,由于商业秘密等特殊原因,公司对部分客户、供应商等相关信息进行信息暂缓、豁免披露。 第三节 管理层讨论与分析 一、经营情况讨论与分析 2022年是龙芯在系统掌握了单核通用处理器和操作系统的关键核心技术的基础上,开展面向开放市场转型的起步之年。CPU研发从以提高性能为主转向更加重视性价比,基础软件研发从操作系统与硬件的结合部转向更加重视操作系统与应用的结合部,基础硬件研发从以支持用户为主的板卡研发转向研制计算机ODM主板及面向具体应用的模块或整机解决方案。在政策性信息化市场处于调整期大幅下降的情况下,保持行业工控市场的基本平稳。坚持政策性市场和开放市场“两条腿”走路,结合特定应用需求形成解决方案能力,通过软硬件定制和产业链重构,形成龙芯模块或整机的开放市场性价比优势。在产能缓解的情况下,芯片和板卡生产从“保供应”转向“降成本”,取得一定效果。继续按照上市企业的要求优化公司治理架构及管理流程,完成公司科创板上市,提高管理效率,取得积极效果。 由于电子政务市场停滞导致信息化应用销售收入下降以及项目性收入下降,2022年公司实现营业收入比2021年有所下降。2022年,公司营业收入73,865.79万元,比2021年的120,125.40万元下降38.51%,归属于上市公司股东的净利润5,175.20万元,比 2021年的 23,680.48万元下降 78.15%。信息化芯片业务实现营业收入18,764.05万元,同比减少71.43%;工控类芯片实现营业收入27,560.39万元,同比减少6.70%;解决方案实现营业收入27,331.74万元,同比增加10.14%。 基于政策性市场不稳定以及公司软硬件能力已经有了充足积累的认识,公司及时提出坚持政策性市场和开放性市场“两条腿”走路,将经营方针从“平台为本,品质优先,纵深发展,边缘扩张”调整为“平台为本,品质优先,纵深发展,重点突破”。 一方面在政策性市场带动下持续完善基础软硬件平台,大幅提升龙芯CPU的性价比和软件生态;另一方面集中力量突破存储服务器、行业终端、打印机、BMC、五金电子等解决方案,积累开放市场竞争优势,并在2022年四季度初见成效。2022年的研发、市场、生产、管理等工作强化了龙芯发展的“内因”,为龙芯更好满足政策性市场需求并走向开放市场打下坚实的基础。 芯片研发大幅提高自主可控度和性价比。多款芯片从指令系统和生产工艺两个维度提高CPU自主可控度,供应链更加安全。信息化类产品大幅提高应用性价比,龙芯3号系列CPU及其配套芯片继续按照Tock-Tick的策略演进,并从5000系列开始桌面和服务器CPU单独演进。工控类SoC升级取得突破进展。平台型产品在性能、功耗、接口丰富度上都有大幅提升。在平台型产品的基础上,结合特定应用需求研制高性价比的专用SoC及MCU。专用芯片产品具有开放市场性价比。与龙芯CPU配套的电源、时钟芯片走向市场,开始应用推广。 基础软件研发完善软件生态。进一步夯实龙架构基础软件基础,龙架构开源生态建设取得决定性进展,已并入上百个上游社区;国内统信、麒麟、鸿蒙、欧拉、龙蜥等操作系统,办公软件、微信、QQ、钉钉、视频会议等基础应用都发布了龙架构版本。龙架构的基础软件生态基本形成,龙芯基础软件工作重点从操作系统与硬件结合部转向操作系统与应用结合部。一是针对Linux平台由于开放性引起的兼容性问题,研制Linux平台兼容框架实现龙架构不同Linux版本和分支的应用兼容。 二是研制Linux平台上的打印机兼容框架,能在龙芯平台上识别并使用绝大部分打印机。三是研制兼容Windows浏览器的龙芯Linux浏览器,兼容Windows平台的浏览器应用。四是在龙架构的Linux平台上通过二进制翻译等手段运行X86/Linux和X86/Windows应用,此平台还在持续完善中。上述工作使龙芯的Linux桌面软件生态局部超过X86和ARM。 工控领域应用守正创新,基本保持平稳。充分发挥龙芯掌握底层技术的优势,不断完善龙芯CPU和嵌入式操作系统平台,支持行业ODM和整机客户基于龙芯CPU开发工控产品,基于5000系列芯片推动网安和工控应用走向中高端市场。研制打印机、五金电子、流量表等重点应用整机解决方案,定制专用芯片,形成特定领域的开放市场竞争力。积极试点渠道销售模式,发挥渠道积极性,取得良好效果。传统领域在产品更替情况下工控业务仍与去年基本持平;以交通及能源为代表的关键行业应用取得快速增长。 信息化应用点面结合,展现良好势头。在掌握CPU和操作系统能力的基础上,形成PC和服务器主板ODM能力,通过系统优化和重构产业链,大幅降低整机成本,推动形成Windows兼容的浏览器和Windows兼容的打印机驱动等龙芯生态优势,有效提高了龙芯CPU在政策性市场的竞争力。结合特定应用需求,基于龙芯CPU掌握了服务器BMC、存储服务器、行业终端、国密云等解决方案,在此基础上通过硬件定制、软件定制、产业链定制等“三个定制”大幅提升性价比,积累面向开放市场的竞争力。由于2022年传统电子政务市场处于调整期,龙芯信息化领域的销售收入大幅下降。经过努力,四季度收入有所起色,行业终端、服务器类应用初步取得开放市场竞争力并取得小批量销售。教育信息化领域取得突破性进展。 在生产方面。强化风险意识,坚持底线思维,从基于自主IP的芯片研发、基于自主工艺的芯片生产、基于自主指令系统的软件生态不断提高自主可控水平,实施并完成供应链安全保障计划,确保极端情况下的供应链安全。利用产能紧张状况趋缓的时机,工作重心从“保供应”转向“降成本”,加强生产调度,降低生产成本,按照互惠互利的原则与重要供应商紧密合作。继续完善筛选测试车间,加强生产过程监测和分析,向生产要效益。建设硬件可靠性实验室。 二、报告期内公司所从事的主要业务、经营模式、行业情况及研发情况说明 (一) 主要业务、主要产品或服务情况 公司主营业务为处理器及配套芯片的研制、销售及服务,主要产品与服务包括处理器及配套芯片产品与基础软硬件解决方案业务。目前,龙芯中科基于信息系统和工控系统两条主线开展产业生态建设,面向网络安全、办公与业务信息化、工控及物联网等领域与合作伙伴保持全面的市场合作,系列产品在电子政务、能源、交通、金融、电信、教育等行业领域已获得广泛应用。 (1)处理器及配套芯片产品 龙芯中科研制的芯片包括龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号三大系列处理器芯片及桥片等配套芯片。 报告期内基于LA架构CPU已形成了由1C102、1C103、2K0500、2K1000LA、2K1500、2K2000、3A5000、3C5000、3D5000组成的性能由低到高的完整系列。 龙芯中科芯片产品依据应用领域的不同可分为工控类芯片和信息化类芯片。在信息化领域,国内数十家整机品牌推出了基于龙芯CPU的台式机、笔记本、一体机与服务器设备,已经广泛应用于电子政务办公信息化系统,并在金融、教育等应用中展开批量应用试点。在工控领域,国内上百家主要工控和网络安全设备厂商推出了基于龙芯CPU的工控和网安产品,包括工业PC、工业服务器、工业存储设备、DCS(分布式控制系统)、PLC(可编程逻辑控制器)、交换机、路由器、防火墙、网闸、网络监测设备、数据加密通信设备等。 为支持芯片销售及应用,龙芯中科开发了基础版操作系统及浏览器、Java虚拟机、基础库等重要基础软件,持续优化改进。 (2)解决方案 公司基于开放的龙芯生态体系,与板卡、整机厂商及基础软件、应用解决方案开发商建立紧密的合作关系,为下游企业提供基于龙芯处理器的各类开发板及软硬件模块,并提供完善的技术支持与服务。 报告期内,公司逐步建立PC和服务器主板ODM能力,与CPU、操作系统形成“三位一体”能力。在信息化应用领域结合特定应用需求,定制如服务器BMC、存储服务器、行业终端、国密云等解决方案,形成系统级性价比优势。在行业工控领域,结合工控行业云、管、边、端的自主化要求,在新能源、智慧交通、智能制造等领域开展龙架构工业生态建设工作,研发不同规格、功耗、应用场景的开发板或核心模块,将风电云管智慧平台软件、数字孪生软件、工业组态软件、工业协议、工业安全软件等软件适配并整合,逐渐形成场景级解决方案。在开放市场,通过解决方案带动工控类芯片销售,形成了五金电子、计量芯片、打印机等解决方案。 报告期内,公司主营业务未发生变化。 (二) 主要经营模式 公司经营目前主要采用Fabless模式。公司主要负责芯片的设计工作,形成集成电路设计版图,将晶圆制造、封装、部分测试等环节委托给相关制造企业及代工厂商加工完成。 公司建立了测试实验室,具备一定的筛选测试能力,在提高产品质量控制能力的同时,缓解芯片测试产能时效紧迫性的问题。 公司主要通过向客户销售处理器及配套芯片与提供基础软硬件解决方案获取业务收入。 (三) 所处行业情况 1. 行业的发展阶段、基本特点、主要技术门槛 集成电路设计行业位于集成电路产业链上游,属于技术密集型产业,对技术研发实力要求极高,具有技术门槛高、产品附加值高、细分门类众多等特点,集成电路设计能力是一个国家在集成电路领域能力、地位的集中体现。 按地域来看,目前全球集成电路设计仍以美国为主导,中国大陆是重要参与者之一。我国集成电路设计企业的数量自 2012年以来逐年增加,并逐步进入到全球市场的主流竞争格局中,出现良好的发展势头。虽然我国集成电路设计行业发展迅速,但仍然存在两方面问题。一是我国在核心通用芯片设计领域,如CPU、存储器及高性能模拟芯片基础较为薄弱,国内对于国外公司在核心芯片领域的依赖程度较高。二是行业整体实力不强,行业集中度较低。 CPU是信息产业中最基础的核心部件,其作为计算机的运算与控制核心,对通用计算处理能力等性能指标有较高的要求,属于集成电路设计中的最高端产品。CPU设计需要具备丰富的知识和高超的技术水平。掌握CPU核心设计能力需要长期积累,需要一批从业经验丰富的高素质工程人员长期持续的研发投入和持续迭代演进,即使引进国外CPU IP核,如果没有足够的工程实践和时间积累也很难做到引进消化吸收,技术储备需要较长周期。 CPU设计技术门槛高、研发周期长,且具有极高的生态壁垒。Wintel体系起步较早,目前在桌面和服务器市场中占主导地位;AA生态体系则主要应用于移动平台,在移动芯片市场占主导地位。目前,国内CPU产品大多数是基于X86和ARM指令系统。 近些年,随着国内处理器设计和基础软件研发水平提升,独立于Wintel体系和AA体系的其他生态体系开始出现,如龙芯中科推出的基于 LA指令系统的生态体系。支持LA的CPU市场占有率目前尚低,但随着相关CPU产品性能的提升和生态的不断完善,其竞争力正不断增强。 2. 公司所处的行业地位分析及其变化情况 “龙芯”系列是我国最早研制的通用处理器系列之一,通过长期积累,公司已拥有一系列自主专利和知识产权,技术优势突出,产品竞争力较强,处于国内通用处理器行业的领先地位。公司推出了自主指令系统,掌握了 CPU IP核的所有源代码,拥有了操作系统和基础软件的核心能力,龙芯中科已经成为国内自主 CPU的引领者、自主生态的构建者。 3. 报告期内新技术、新产业、新业态、新模式的发展情况和未来发展趋势 从技术和产业发展趋势看,信息产业的基础软硬件平台趋于成熟,应用创新方兴未艾。信息产业的创新从传统CPU和操作系统创新转向包括云计算、大数据、人工智能、物联网等在内的应用创新。一是打通硬件、软件与应用,通过系统优化提升性能,以Intel和微软为代表的平台型企业不断向配套芯片(如Intel研制配套的GPU和AI技术)、应用平台(如微软的ChatGPT)等拓展,形成系统解决方案,以谷歌、苹果、阿里、华为为代表的系统企业开始研制专用芯片,信息产业的商业模式从 Wintel主导的横向模式转向纵横结合的模式;二是信息产业的发展由以摩尔定律为代表的技术驱动转向以云计算、大数据、人工智能为代表的应用拉动,把过去需要在操作系统之上用软件实现的算法直接在硅平台上由硬件实现,形成包括 GPU、NPU等各种专用加速器;三是随着工艺的升级以及摩尔定律放缓趋于峰值后封装平台成为提高性能的新的创新平台。 从芯片制造看,2021年以来全球集成电路制造产能紧张的情况在2022年下半年开始出现缓解甚至出现产能过剩情况。2021年以来全球集成电路制造产能持续紧张,各行各业都陆续面临着“缺芯”的问题,对全球产业发展造成了较大的影响。进入2022年以来,随着市场调节机制逐步发挥作用,集成电路制造业的整体情况,从产能紧张态势转变为一定程度的产能过剩状态。受到市场的供需反转影响,不少行业龙头企业在 2022年下半年出现订单下滑、产能利用率不足的情况。产能紧张状况趋缓逐步进入到过剩,预计还将持续一段时间。 同时,随着地缘政治冲突的加剧,美西方对中国的集成电路产业的出口管制政策愈来愈严格,在此前提下,国内集成电路产业也更加认同自主创新,构建自主可控的生态体系已经成为行业共识。 (四) 核心技术与研发进展 1. 核心技术及其先进性以及报告期内的变化情况 公司多年来坚持自主研发的发展道路,在处理器及配套芯片的研发及系统软件方面形成了自己的核心技术。 公司建立起了涵盖指令系统设计、处理器核设计、GPU核设计、内存接口设计、高速接口设计、多核互连设计、SoC设计、处理器验证、可测性设计、定制IP设计、物理设计、封装设计、板级设计、基础软件开发、内核及编译优化、图形优化技术、编程语言虚拟机和引擎技术、浏览器及安全增强技术等领域完整人才链和技术链,形成了自主CPU和操作系统领域的系统性核心技术能力。 公司核心技术及其先进性以及报告期内进展情况如下: (1) 高性能处理器微结构设计技术 公司掌握了高性能处理器微结构设计技术,可实现乱序多发射流水线、物理寄存器堆重命名、高精度分支预测器、256位向量运算部件、多访存部件、多级高速缓存、硬件数据预取,逼近目前主流微处理器设计水平。 公司基于LA指令系统研发了LA664、LA464、LA364、LA264、LA132为代表的“巨、大、中、小、微”五个产品系列处理器核,源代码全部自主设计,可持续优化演进。 报告期内,公司研发了LA664高性能微处理器核,流水线规模升级为6发射4访存,优化了分支预测和硬件预取器设计,研发了多种流水线效率优化机制,同时在功能部件数量、访存带宽、流水线乱序执行资源等方面都有大幅度的改进,并集成了同时多线程技术、系统级中断虚拟化和IO虚拟化支持,LA664处理器核已在新研产品中交付流片。报告期内公司研发了LA364高能效微处理器核,流水线规模为3发射2访存,在优化微结构提升性能的同时,控制资源、功耗消耗,取得性能和功耗的兼顾。 LA364处理器核在2K2000中完成流片验证,初步硅后功能和性能验证达到设计目标。 后续公司将持续完善五大系列LA架构CPU核。 (2) 图形处理器设计 公司掌握了图形处理器设计技术,可实现传统图形管线与大规模并行计算相结合的统一渲染架构,支持图形处理和通用计算加速。 报告期内,公司完成了第一代龙芯图形处理器架构LG100系列图形处理器核的研制,并在 7A2000和 2K2000中完成流片验证。该图形处理器核支持 OpenGL 2.1和OpenGL ES 2.0规范,支持缓冲区压缩和快速清屏,支持页式存储管理,满足桌面办公应用的图形处理要求,大幅提升了龙芯桌面应用的综合体验。LG100的驱动软件完成一轮磨合优化,通过集成测试和稳定性测试。 公司已启动第二代龙芯图形处理器架构LG200系列图形处理器核的研制。该架构面向OpenGL 4.6和OpenCL 3.0规范设计,在LG100的基础上进行了大幅优化。报告期内,图形算法设计、架构模拟器设计、结构与逻辑设计、逻辑功能验证均取得了重要进展。 (3) 互连及接口IP核设计技术 公司坚持自主研发核心IP,除了系列化的CPU IP核、GPU IP核外公司还掌握了片上互连、内存控制器及PHY、高速总线控制器及PHY、常用接口控制器等上百种IP核,通过自主设计IP核,克服境内工艺IP核不足的短板。在多核互连方面,公司掌性协议,实现结点内多核交叉开关互联、结点间 mesh网络的层次化片上网络结构,支持通过高速片间互联总线形成多芯片系统,实现多处理器间高带宽低延迟的互连,达到计算能力、访存能力的同步扩展。在内存控制方面,公司从控制器到PHY自主设计,具有良好的可扩展性,可快速完成不同协议的切换和升级;采用定制/半定制方法快速构建DDR PHY,能够快速完成不同工艺间不同接口宽度要求下的设计迁移;控制器性能及功耗控制可根据需求灵活配置,匹配处理器核处理能力,提升处理器性能,并满足从低端嵌入式芯片到高端服务器芯片的不同需求。在高速接口控制器方面,公司掌握了高速接口控制器及其PHY设计技术,自主研发的IP核可移植性好,能够在不同的芯片或工艺上快速迭代升级,支持HT、PCIe等高速总线,既可作为IO总线连接桥片,又可作为处理器间互连接口使用,具备在不同的处理器连接拓扑结构下,带宽可配置,路由可配置的特点,其中,公司自研的HT3.0接口速率达8-10Gbps。 在报告期内,公司完成了多核互联IP在16核3C5000芯片、32核3D5000芯片以及双路、四路3C5000、双路3D5000服务器的验证;完成了内存控制器的性能优化,仿真结果表明在相同速率下,Stream测试带宽提升60%以上;完成了PCIE4.0测试片初样芯片的功能测试;完成了多协议兼容PHY的方案和电路设计工作。 (4) 高性能物理设计平台 公司自主建立和完善全流程标准化和定制化结合的物理设计平台,支持多种主流EDA工具和流程,支持点工具开发和集成,提供针对不同设计要求的签核验证标准,根据不同工艺和配置实现“一键式”物理设计全流程生成和验证。采用门级定制和半定制方法,结合高性能时钟、高性能电源地、片上检测电路等设计方法,支持高主频处理器核、高速接口、互连网络以及全芯片物理设计。公司的物理设计平台支持高性能物理设计,性能比商用标准流程提升近30%。 公司在报告期内补充和扩展了对重要EDA工具新特性的支持,结合单元定制和门级定制新电路和新方法,进一步提高面向高性能物理设计的能力,更好地支持新一代高性能芯片研发。同时,正在积极探索国产EDA工具的适配和应用。 (5) 操作系统内核 操作系统内核是构筑CPU技术生态体系最重要的基础软件。公司基于开源Linux开展操作系统内核研发能力建设,掌握了内存管理、进程管理、内核同步、中断管理、ACPI、外设驱动、BPF调测等操作系统内核关键技术,在Linux内核中实现了对龙芯全谱系CPU芯片和系统特性的完备支持。 报告期内,基于Linux内核和LA系统平台,实现了平面、稀疏等内存模型的支持,支持巨页、透明大页、NUMA平衡等内存管理机制,支持封装、结点、核三级调度域,实现了基于龙芯原子指令的内核同步原语,实现了龙芯中断模型支持,支持中断和亲和性配置,实现了基于CPU组的中断路由处理技术和多桥片中断域配置技术,支持非一致内存访问模型,实现了对UEFI规范(V2.10)、ACPI规范(V6.5)、SMBIOS规范(3.6.0)、FDT的支持。 报告期内,在LA架构和龙芯系统平台上还实现了PCI/PCIE、USB等标准总线的控制器的识别与驱动支持,支持多PCI主桥枚举;实现了多级睿频调频技术、基于ACPI的通用热键驱动。实现了 BPF即时编译器、快速重启和崩溃转储等技术,实现了livepatch和kpatch热补丁功能。掌握了性能分析技术,实现了基于Perf的CPU性能事件统计、记录和分析功能。所研发的Perf、QEMU、Kexec等调试类、性能分析类等辅助工具软件,可便于系统稳定性联调、性能瓶颈定位、系统级优化工作的高效开展。 报告期内,研制了支持UEFI标准的固件,支持ACPI、SMBIOS等国际标准,实现了对最新一代CPU和桥片的支持。持续制定和发展龙芯统一系统架构标准规范,实现操作系统跨整机兼容和CPU代际兼容,达到“任意一套龙芯操作系统均可以安装在不同厂商不同时期的龙芯整机上”的目标。 (6) 软件兼容技术 应用兼容技术用于在跨指令集架构和跨操作系统平台情况下实现应用软件的兼容运行,涉及的领域包括二进制翻译技术、跨操作系统平台应用兼容技术、操作系统的代际兼容技术等。LA作为一种新型指令系统,可借助软件兼容技术兼容支持 X86、ARM等生态的应用,实现对原生生态的补充。 二进制翻译技术是将一种指令集的软件翻译到另一种指令集并实现高效运行的技术。LA架构在设计之初就充分考虑生态兼容需求,把实现将异构平台现有应用软件平滑迁移到龙芯平台作为设计目标,除基础指令、虚拟机扩展指令等指令外,LA还包含二进制翻译扩展指令,以支持龙芯二进制翻译系统对其他架构下二进制指令的高效翻译。报告期内,公司对所研发的龙芯二进制翻译系统进行持续完善改进,最大化提升翻译效率,为上层应用软件提供目标指令集的高效虚拟运行环境。龙芯二进制翻译系统支持基于Wine的Windows应用兼容,支持X86/Windows应用在LA/Linux平台上直接运行。 Linux系统应用于桌面办公应用时,长期受到打印机驱动支持匮乏的影响,大量常见打印机都缺乏对Linux系统的驱动支持。报告期内,公司突破了跨平台的打印机驱动框架支撑技术,可以在龙芯Linux系统平台上,实现对绝大多数打印机的驱动支持。目前支持的打印机数量超过6000款,品类涵盖市场各常见产品。 应用的兼容性问题是Linux系统普遍存在一个问题,体现在基于Linux的不同操作系统应用不兼容以及同一操作系统随开源社区进行版本升级后可能导致原应用不兼容。报告期内,公司开发了应用兼容框架,实现对 LA平台上不同厂家、不同版本操作系统应用的兼容。在该框架下,应用开发者针对LA的Linux平台只需要迁移一次,当该应用在其他Linux平台运行时,由公司开发的兼容包提供该应用需要的运行环境,实现该应用在其他Linux平台上的直接运行。 国家科学技术奖项获奖情况 □适用 √不适用 国家级专精特新“小巨人”企业、制造业“单项冠军”认定情况 □适用 √不适用 2. 报告期内获得的研发成果 (1) 芯片研发 芯片研发大幅提高自主可控度和性价比。多款芯片从指令系统和生产工艺两个维度提高CPU自主可控度,供应链更加安全。 信息化类产品大幅提高应用性价比。龙芯 3号系列 CPU及其配套芯片继续按照Tock-Tick的策略演进,并从5000系列开始桌面和服务器CPU单独演进。报告期内,样验证;在完成 5000系列产品的研发后,继续在当前工艺结点上通过设计优化提升性能形成下一代产品并交付流片。 工控类SoC升级取得突破进展。平台型产品在性能、功耗、接口丰富度上都有大幅提升。在平台型产品的基础上,结合特定应用需求研制高性价比的专用SoC及MCU。 专用芯片产品具有开放市场性价比。报告期内完成了2款工控芯片产品的新版流片及产品化工作,完成4款芯片的设计及硅后初样验证,完成2款专用芯片的设计并交付流片。继信息化业务后,龙芯工控业务全面转向龙架构LA。 在配套芯片研发方面,完成新一代配套桥片的产品化工作,公司自研的与龙芯CPU配套的电源、时钟芯片研制成功,并开始应用推广,大幅提升产品的整体市场竞争力。 截至报告期末,基于LA架构CPU已形成了由1C102、1C103、2K0500、2K1000LA、2K1500、2K2000、3A5000、3C5000、3D5000组成的性能由低到高的完整系列。 (2) 基础软件研发 基础软件研发完善软件生态。基于 LA架构的国际开源软件生态建设取得了决定性进展。LA架构已得到开源软件界广泛认可与支持,正在成为与X86、ARM并列的顶层开源生态系统。经国际开源软件界管理“软件指令集架构标识符”的权威机构GNU组织的分配,LA架构获得了编号为258的专属指令集架构标识(即ELF可执行文件的ELF Machine编号,用于标识软件所基于的指令集架构)。截至报告期末,Linux内核、GCC编译器、Glibc库、LLVM编译器、Go编译器、QEMU系统、V8 Javascript引擎、.NET编程框架、FFmpeg视频加速库等大量重要基础软件社区都已经发布了支持LA架构的正式版本,原生支持LA架构的开源软件项目已超过百个,全年向国际开源社区贡献了超过50万行的源码。 在产品软件和标准方面,公司研制完成龙芯打印驱动引擎、兼容Windows浏览器的龙芯浏览器解决方案、龙芯二进制翻译系统、龙芯应用兼容框架、自研GPU驱动等特色产品软件和解决方案,完成了《LA架构ABI2.0标准规范》、《统一系统架构规范4.0》等标准规范的制定。龙芯打印机驱动引擎,支持超过6000款打印机,品类涵盖等绝大多数厂商和品牌产品,兼容UOS、Kylin OS和Loongnix等操作系统,在各操作系统的应用商店中都已提供了下载。兼容Windows浏览器的龙芯浏览器解决方案,消除需要迁移适配的成本,保护已有的IT建设投资,解决兼容存量应用的用户痛点。 上述成果已经在相当数量的场景上实现了初步落地应用,获得了用户积极的评价和有益的改进反馈。 (3) 知识产权 公司在各核心技术领域积极进行知识产权布局,截至2022年12月31日,公司累计已获授权专利605项,其中发明专利464项,实用新型专利140项,外观设计专利1项。此外,公司还拥有软件著作权153项,集成电路布图设计专有权18项。 报告期内获得的知识产权列表
3. 研发投入情况表 单位:万元
研发投入总额较上年发生重大变化的原因 √适用 □不适用 报告期内,公司持续加大研发投入。一是在提高核心技术先进性方面加大研发投入;二是在提升CPU产品自主可控度和性价比方面加大研发投入;三是在完善基于LoongArch的软件生态方面加大研发投入;四是在优化各类解决方案方面加大研发投入。 研发投入资本化的比重大幅变动的原因及其合理性说明 √适用 □不适用 报告期内部分研发项目满足资本化条件进入开发阶段;同时关键核心项目进入开发的重要阶段,研发投入增加。 4. 在研项目情况 √适用 □不适用 单位:万元
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