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龙芯在指令系统上实现了自主创新。2020年，龙芯推出了自主指令系统LoongArch。2021年7月初，公司信息化业务已经转向基于龙芯自主指令系统LoongArch的3A5000系列处理器，工控业务也开始转向基于LoongArch的系列处理器的研发。2023年，高性能CPU龙芯3A6000开始交付流片并发布。作为数字经济产业底层技术生态首个完全自主的芯片产品，龙芯3A6000对我国自主设计CPU具有重要意义。
龙芯研制的芯片包括龙芯一号、龙芯二号、龙芯三号三大系列处理器芯片及桥片等配套芯片。
① 龙芯一号系列：低功耗、低成本的专用嵌入式SoC或微控制单元（Microcontroller Unit，MCU），通常集成1个32位低功耗处理器核心，用于物联网终端、仪器设备、数据采集等嵌入式专用领域。
② 龙芯二号系列：低功耗通用处理器芯片，采用单芯片SoC设计，通常集成1～4个64位低功耗处理器核心，用于工业控制领域和终端等设备，如网络设备、行业终端、智能制造等。
③ 龙芯三号系列：高性能通用处理器芯片，通常集成4个及以上64位高性能处理器核心，与桥片配套使用，用于桌面和服务器等信息化领域。
④ 配套芯片：包括桥片及正在研发、尚未实现销售的电源芯片、时钟芯片等，其中桥片主要与龙芯三号系列处理器芯片配套使用和销售，电源芯片和时钟芯片主要与龙芯二号、龙芯三号系列处理器配套使用。龙芯一号、龙芯二号、龙芯三号系列处理器芯片及配套芯片的主要客户是板卡厂商、整机厂商。