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半导体开源架构RISC-V崛起，中企积极参与

晰数塔互联网快讯
2022-03-16 16:21

在用于物联网（IoT）的半导体开发领域，任何人都能使用的开源标准“RISC-V”正在崛起。该标准首先在可穿戴设备和智能家电等领域不断得到应用，有预测显示，到2025年采用率将达到近3成。RISC-V正在成为希望以智能手机为起点而涉足物联网的英国ARM的主要对抗者。

“可以实现竞争产品10倍以上的电力效率”，2021年11月，日本半导体开发初创企业ArchiTek的社长高田周一在当时于横滨举行的RISC-V行业展会上发布了一项研发成果。高田出身于松下，他所领导的ArchiTek从事物联网人工智能（AI）半导体业务，在开发可提高电力效率的电路时采用了RISC-V。

物联网终端需要以低耗电、高效率处理通过传感器收集到的数据。以往，面向物联网的AI半导体往往通过搭载很多专门用于图像处理等的运算引擎来提高效率，存在的课题是，其他精细计算全部集中在CPU（中央处理器）上，导致总体效率下降。

ArchiTek的AI半导体由基于RISC-V开发的省电电路来分担精细的处理工作，提高了计算效率。该公司正以2020年开发的试制品为基础，面向智能摄像头等用途推进开发，力争在2023年春季提供性能更高的量产产品。

任何人都可以免费使用

RISC-V是规定半导体基本规格的指令集架构（ISA）之一，由美国加州大学伯克利分校的研究人员从2010年开始开发。由于是开源架构，任何人都可以无偿将其用于设计。

也有的企业对外销售基于RISC-V架构设计的电路的知识产权（IP），比如加州大学的研究人员等人设立的美国SiFive。

在主要的指令集架构中，美国英特尔的“x86”是个人电脑架构的主流，软银集团旗下企业英国ARM的指令集架构则是智能手机架构的主流。在被视为下一个增长市场的物联网用途架构方面，ARM同样占据优势，但最近RISC-V的存在感提升。

在积极引进RISC-V的中国，华米科技等可穿戴设备厂商以及电子烟半导体厂商一直采用这种架构。美国企业方面，半导体巨头西部数据对引入RISC-V十分积极，提出了将存储装置的控制半导体换成RISC-V产品的方针。

被新款智能手机采用

全球的大型IT企业也在积极采用RISC-V。美国谷歌2021年10月推出了新款智能手机“Pixel 6”系列，利用RISC-V为该系列开发了用于保护数据的半导体。美国苹果已开始在招聘网站上招募“RISC-V程序员”。

加入业界团体RISC-V International的各国企业、大学、个人等成员超过了两千，除了西部数据和谷歌外，还包括美国高通、韩国三星电子、中国华为技术、德国西门子等，目前正在进行技术开发和标准制定等工作。

英特尔推进涉足半导体代工业务，承接RISC-V半导体代工，该公司也在2月加入了RISC-V International。

日本企业方面，索尼半导体解决方案和日立制作所等也加入了该团体。电装旗下的半导体设计公司NSITEXE开发出了基于RISC-V5的IP，并向瑞萨电子的车载微控制器提供技术。

指令集架构只是半导体的基本标准，因此半导体的性能还要依赖于详细设计，不过业界普遍认为RISC-V的优势是电力效率和安全性能好。据香港调查公司Counterpoint预测，2025年物联网终端的RISC-V采用率将达到28％，工业设备的这一比例将达到12％，汽车将达到10％。

RISC-V迅速受到关注有两大原因。

第一个是美国半导体巨头英伟达2020年9月公布了收购ARM的计划。在与各国反垄断部门的协商陷入僵局的情况下，英伟达最终放弃收购，但ARM一直以中立立场提供的指令集架构和IP落入特定企业之手的可能性浮出水面。

一家半导体企业的高管指出，“竞争企业抱有危机感”。

美国学者大卫·帕特森是被誉为计算机科学诺贝尔奖的“图灵奖”得主，他也参与RISC-V International的运营工作。帕特森在其著作中强调，“过去，多数指令集架构一直受到单一企业的命运或随意行为的左右。RISC-V的未来则不存在这种担忧”。

RISC-V受到关注的另一个原因是，中美对立等地缘政治风险提高。RISC-V International首席执行官（CEO）卡利斯塔·雷德蒙德针对RISC-V的立场强调称，因为是开源架构，“不会受到各国出口管制政策的影响”。

如果以不依赖于特定企业的RISC-V为基础进行技术开发，将有望降低触及各国管制政策的风险。

中国企业对RISC-V的普及表现出积极姿态。阿里巴巴集团以RISC-V为基础开发出了用于物联网的AI芯片，并将其IP公开，促进全球企业引入。

北京兆易创新科技正在开发RISC-V微控制器，还在日本市场推广产品。华为则在RISC-V开源开发贡献排行榜中排名靠前。

课题是推广到“核心半导体”

RISC-V要进一步普及，还有课题需要解决。在用来控制设备的基板中，引入RISC-V的主要是外围部分的半导体，而核心部分的半导体才刚刚起步。使用ARM技术的半导体迄今为止已出货2000亿个以上，ARM在支持体制和相关软件的丰富性等方面具有很大的领先优势。

但以长远角度来看，指令集架构的主角正在发生更迭，比如苹果在个人电脑中以采用ARM技术的自研芯片取代了原来的英特尔芯片。

据美国调查公司Semico Research预测，2022年采用RISC-V的半导体的出货量将达到2亿6170万个，增至上年的2.1倍。到2027年将增加到28亿个。

采用ARM技术的半导体的年出货规模为200亿个，虽然RISC-V半导体的规模与之相比还有很大差距，但Semico Research认为，RISC-V还会在数据中心和通信基础设施等领域获得一定份额。在半导体的存在感进一步提升的情况下，作为其技术基础的指令集架构吸引IT巨头悉数入场。从这一现状可以看出，产业金字塔的主角已开始迅速变化。

本文来自微信公众号“日经中文网”（ID：rijingzhongwenwang），作者：龙元秀明，36氪经授权发布。