本土RISC-V生態建設的現狀及挑戰

科技 06-22

在半導體的歷史上，X86、ARM作為主流架構一直都佔有著很大的市場。直到9年前，伯克利大學的研究團隊的RISC-V架構問世，才撕開了晶元主流架構的防線。自RISC-V出現以來，就吸引了業界無數企業甚至是國家層面上的關注。

2016年初，RISC-V 基金會正式成立，吸引了包括英偉達、NXP、三星、Microsemi在內等企業的加入。迄今為止，該基金會已發展出來了235個會員。到2019年，RISC-V的熱度還在持續。近日，在RISC-V指令集架構廠商SiFive所發布的6540萬美元最新融資中也顯示，高通是此次融資的重要參與者。至此，市場上也開始出現了一種聲音——由X86、ARM為主的晶元架構的平衡，可能會被RISC-V打破。

中國RISC-V的現狀

從大環境上看，RISC-V架構在國際上已經引起了重視。在這種技術潮流下，自2018年開始，在華夏大地的半導體技術圈裡，掀起了一場關於RISC—V的討論熱潮。就此趨勢，我國也於去年發布了首個RISC-V支持政策並成立了中國RISC-V產業聯盟。據介紹，目前該聯盟已經吸引了包括紫光展銳、華大、晶晨等百餘家企業的加入，以及復旦、交大等十餘家大學和科研機構的參與。

本土RISC-V生態建設的現狀及挑戰

打開今日頭條，查看更多圖片

在中國RISC-V產業聯盟秘書長滕玲看來，RISC-V憑藉極簡、統一、模塊化、可擴展、低功耗、高性能等優勢，呈現出了一股後來居上的氣息。而這要歸功於RISC-V概念的兩個層次與RISC-V指令集的三個層次。

RISC-V概念的兩個層次是指，RISC-V是開放、免費指令的集架構；其次，RISC-V指令集架構的具體實現，可以分為自行開發版本、開源無質保免費版本、開源加服務費版本、商用閉源收費版本。

RISC-V指令集的三個層次：

基準指令：40餘個基準指令，已固化不變
標準擴展指令：一套標準的可選擴展指令，可能會緩慢演化
獨特指令：用戶專為特定片上系統設計的獨特指令，無需考慮復用性；各家可對其實現進行專利保護。

憑藉RISC-V概念的兩個層次與RISC-V指令集的三個層次的優勢，為我國半導體行業帶來了新的歷史機遇。藉此架構，本土企業有望開發出自主可控的CPU。

本土RISC-V生態建設的現狀及挑戰

國產CPU在通信系統中的重要性

為什麼國產CPU會引起大家的重視？

眾所周知，CPU是電子世界必不可少核心元件，目前所有的通用x86架構處理器技術都掌握在美國的英特爾和AMD公司手中。尤其是在今年的華為事件當中，ARM受到美國政策的限制，影響了與華為之間的合作關係，引發了業界的關注。這件事的發生，足以說明晶元架構的重要性。

CPU相當於電子產品的大腦，在通信領域當中，幾乎所有的重要信息都要由這個「大腦」所掌控。而信息安全也是近幾年來，我國在一直強調的話題。在政府、海關、郵政、金融、鐵路、民航、醫療、軍警等重要部門，保障其通信安全尤為重要。因而，CPU的國產化進度就引起了重視。

本土RISC-V生態建設的現狀及挑戰

（我國已在重要通信網路中取得了一些成績）

在美國制裁中興華為的事件中我們應該吸取的教訓，一是涉及到國家安危和重要的經濟金融系統在保證信息安全的基礎上還應保證運營的安全，從晶元到整機，從系統到軟體的全面國產化。二是在去OE的基礎上，要逐步使用國產CPU替代:Intel、AMD、ARM等國外CPU產品。使用國產操作系統替換安卓和微軟的操作系統。

RISC-V的出現，為CPU實現自主可控提供了條件。

技術鐵幕下RISC—V軟體生態如何建立

RISC-V雖說是開源免費的架構，但這種架構終究是由國外實驗室研發而成。在中美貿易頻頻出現摩擦的情況下，RISC-V是否也會被納入管制？

從目前情況上，RISC-V並不存在這種擔心。RISC-V本質是一套關於處理器軟硬體介面規範的開放標準，真正能夠被使用起來的是不同微架構的處理器IP，有商業、開源、自行開發三種實現方式。而要真正對其實行管制，在技術上和法律上都存在一定難度。

本土RISC-V生態建設的現狀及挑戰

但即使是目前RISC-V沒有受到管制，但國內RISC-V生態仍然存在著缺陷，尤其是在軟體生態方面，國內還尚無大型生態的成功案例。

本土RISC-V生態建設的現狀及挑戰

（軟體生態都包含什麼）

為什麼建立軟體生態這麼難？大概可以總結成5點：一是前期投入較大；二是缺少高級別的技術人員；三是所需資金遠多於管理層預期；四是需要不斷的修復和積累的經驗；五是需要維護和建立社區。

而藉助與RISC-V生態，相關軟體生態的建設可以從二擋起步來建設：依託RISC-V基金會級社區建立了良好的基礎環境，短期內對標ARM建立軟體生態支持，RISC-V晶元公司可以基於現有的生態快速起步。

同時，重德智能CTO吳偉也指出軟體生態建設後續提速，沒有順風車可搭。他表示，同樣的ISA，不同的位架構下，性能和功耗存在著巨大的差異；不僅如此，擴展指令集以及整體性能的優化都需要自己來做。因而，國內RISC-V生態的建立，還有很長的一段路要走。

RISC—V的耕耘者

技術有國界，開源有疑問。既然如此，為什麼一定要依附 RISC-V 呢？芯啟科技作為積極建設RISC-V生態的一員，公司表示，有技術就有選擇。從2014年芯啟科技就已經涉足了RISC-V領域。公司基於自主研發的核心知識產權和產品定義能力，也渴望做幾件「大事」。並在接下來的幾年中，陸續推出了SAR-T6系列、SAR-D9系列和TNA-300系列產品。

本土RISC-V生態建設的現狀及挑戰

通過掌握先進嵌入式CPU和AI智能處理器的關鍵成果，面對電子信息產業當前的客觀環境和現實需求，芯啟科技將擁有最先進的全系列嵌入式CPU技術成果（涵蓋超低功耗、單核高性能、SMP高性能），以及擁有最新金的全系列嵌入式AI處理器成果作為公司的發展目標。

本土RISC-V生態建設的現狀及挑戰

芯啟的出擊方向還包括上面提到過的基於RISC-V的 AI 處理器外，在芯啟科技發布的《芯啟科技面向同業競爭的策略，技術思路梳理》的文章中，公司還表示，研發對嵌入式的適配、對40nm工藝優化，也是芯啟前行的方向之一。

當然，除了芯啟科技以外，在過去的一年中，也有不少本土企業投身於RISC-V的生態中。在這個過程中，RISC-V所迸發的活力正在一點點地影響著中國半導體行業的發展。

*免責聲明：本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點，半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點，不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯繫半導體行業觀察。

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第1983期內容，歡迎關注。