導讀:基於技術發展進程尋找落地場景,並加速向高端市場探索落地。

在國內半導體生態發展進程中,越在產業鏈上游,相比海外市場的成熟度越弱些,挖掘相比之下較新的技術路線,正是其中一個成長機會點。

目前市場上大規模主流應用的芯片架構中,服務器市場霸主X86架構以英特爾和AMD爲主導;Arm架構在移動終端市場佔據超過95%份額,此前被英偉達收購未果後尋求獨立上市。

但這兩大架構都以海外廠商爲主導,尋求一個相對獨立且開源的芯片架構,將對自主生態發展帶來重大意義,RISC-V就是這樣一種新架構。

但由於起步晚於前述兩大芯片架構,RISC-V在生態方面還遠沒有達到成熟的地步。不過近些年來,各個國家都在積極對RISC-V投入研發,國內目前多在物聯網場景積極推進,一些高端RISC-V架構CPU芯片也在陸續探索,產業角色面對汽車物聯等場景也在探索應用落地。

近日舉行的第十二屆松山湖中國IC創新高峯論壇期間,躍昉科技產品總監李濤介紹道,公司聚焦面向工業互聯網場景的SoC產品,主要希冀解決包括目前主流架構存在一定環境風險、面臨相對高昂的授權費用、功能同質化等典型問題。據介紹,去年第四季度該公司已成功流片業界首款Full Mask(全掩膜流片)的RISC-V架構高端應用處理器NB2。

頭豹研究院TMT行業分析師陳文廣告訴21世紀經濟報道記者,基於RISC-V功能上的優勢且暫無一家企業佔領主導地位,預判其先基於物聯網發展,但隨着配套軟件等生態圈不斷完善,RISC-V有望逐步進入PC、智能網聯車等領域,併成爲世界主流CPU之一。

錨定

從源頭來說,Arm架構也屬於一種基於RISC(精簡指令集計算)原理建立的架構,這是其相對更適合應用在移動終端市場的原因之一。

顧名思義,RISC-V是第五代基於RISC的CPU指令集架構,2010年由美國加州大學伯克利分校計算機科學部門發明。這是一個免費、開放的架構,用戶基於該架構進行產品設計和拓展後,可自主選擇是否公開發行、如何商業運營等。

相比前述兩大已經商用多年的架構,RISC-V目前相對主要被應用在物聯網市場,且高端處理器產品偏少。

陳文廣向記者分析,因爲RISC-V架構簡單、易於移植,具備設計成本低的特點,此外還有低功耗、體積小等優勢,這些滿足了物聯網時代對芯片的需求。

具體來說,物聯網對芯片、應用市場有高成本敏感性。RISC-V開源免費及輕量化架構優勢可降低芯片的研發、應用成本,高度契合物聯網碎片化特徵。而RISC-V的模塊化靈活設計有助於芯片研發人員對指令集進行定製化擴展、修改等,可滿足物聯網的差異化需求。

此外,相比市場主流X86和Arm指令集具有豐富完整的生態體系,但物聯網的碎片化特徵,令RISC-V應用於物聯網可弱化其在生態系統成熟度上的劣勢。

李濤向21世紀經濟報道記者坦言,Arm架構生態也不是一天建成。目前受限於不同的開源社區等,RISC-V架構產品的開發和應用需要重新面對很多新的挑戰,畢竟是不同的架構。“能夠考慮借鑑參考的是Arm架構的一些發展邏輯和應用方向。但即便成熟的Arm應用也無法直接用在RISC-V上。”

李濤向記者分析,除生態外,RISC-V面臨的難點在於定位。“其實從能力範圍來說,RISC-V與另外兩大架構沒有很大差異,也可以上探到邊緣側,甚至未來到PC端、服務器端等,已經有公司慢慢在做相應嘗試。並不一定是RISC-V要取代誰,這個市場足夠大,會有不同側重的領域。”

從躍昉科技來說,目前側重工業互聯網領域,是因爲其生態偏向行業類,一方面相關行業產品的迭代利用週期並不如消費類快,可以有足夠的時間給行業接納新事物;另一方面這類用戶基於架構安全性考量,會對RISC-V有更大積極性。

據李濤介紹,基於產品策略,躍昉科技打造了“三橫一縱一平臺”的技術體系。“三橫”就是在工業物聯網的框架下,從端側到邊緣到微邊緣,分別定義三個不同的芯片產品體系,分別解決端側基礎的控制和鏈接,以及邊緣和微邊緣側的邊緣計算和智能應用等問題。同時還針對部分系列做了包括安全、區塊鏈等差異化特性,並申請了專利。

由此,躍昉科技在車聯網市場關注到智能交通的場景應用。“有別於傳統智能駕駛從單點上考慮出行的智能化,智慧交通更多是系統維度考慮交通安全的可靠和效率。通過人、路、車,以及基礎設施等之間的連接,相當於構建了一個面向交通的工業物聯網,來打造高效出行的畫面。”因此,前述NB2產品正是面向該場景進行的設計應用。

探路

此前英特爾一度希冀收購該行業的頭部廠商SiFive就是一個案例,這被行業觀點認爲,是爲了抵禦英偉達計劃收購Arm所帶來的一定影響。雖然最終這兩宗收購計劃都未果,但也顯示出RISC-V被愈發重視。

從全球整體發展態勢來說,陳文廣告訴記者,在技術方面,海外的頭部企業相比國內發展水平相對領先,但差距不大。在應用領域方面,中國的RISC-V的落地領域以IoT爲主,而海外廠商的落地領域不僅覆蓋於此,在數據中心、智能駕駛、存儲芯片、電子消費等領域均有涉及。

據悉,目前全球頭部企業美國SiFive,創立於2015年。2021年4月,SiFive宣佈首款基於5nm工藝的RISC-V架構的SoC芯片成功流片,該SoC可用於AI、數據中心、高性能計算等場景。

身處其中的公司也在積極探索更大技術融合空間。李濤介紹,基於RISC-V架構,躍昉科技還非常聚焦和關注區塊鏈方面技術。

“在未來智慧交通過程中參與方非常多,可能有車廠、交通管理部門和政府監管部門,還有用戶本身。如何解決他們在智慧交通體系下數據上鍊、數據互信、本地存儲等需求和問題,可能還需要藉助區塊鏈技術。”他補充道。

當然,NB2不侷限於這個方向,包括工業物聯網下的智慧能源、智慧物流、智慧工廠等,都是NB2產品和躍昉科技主要聚焦的方向。

總體而言,陳文廣告訴21世紀經濟報道記者,由於RISC-V誕生時間太短,僅5年,在中國本土市場,相關的編譯器、開發工具和軟件開發環境(IDE)以及其他生態要素還在積極建設當中。

但是中國本土RISC-V的生態培育近幾年明顯提速,目前已初見成效。RISC-V生態鏈條的參與者也逐漸多元化,其中IP環節主要包括平頭哥、芯來、賽昉及睿思芯科等本土企業提供IP、編譯器、工具鏈等產品。設計環節包括海思、瑞芯微兆易創新等衆多企業,應用涵蓋MCU、邊緣計算芯片等領域,中國RISC-V產業聯盟目前也有了超過120家聯盟會員。

除生態外,中國發展RISC-V技術還面臨以下兩大難點:缺乏相關人才和碎片化風險。

“由於RISC-V在中國仍處於發展初期,從事該領域的專業人才數量較少。加上該領域尚未實現大量盈利,以及傳播語言等問題,導致國內並無足量的技術人員進入。”陳文廣進一步分析,而RISC-V架構開源規則本身有一定侷限性。其強調完全開源的設計,就導致RISC-V架構可能出現,雖然擁有更多指令集,卻無法共用的問題。當各公司做出具有本身公司特色的芯片時,如果他們選擇將自己的專屬指令集保密,那麼若干年後,很可能出現芯片互不兼容的情況,這樣的碎片化往往不利於產業發展的。“例如Android本身是一個開源系統,但經過華爲、小米、OPPO等廠商各自開發成自己的系統之後,就變得不再互相兼容,這也是RISC-V架構開源規則本身的侷限性。”他補充道。

“我覺得判斷生態是否加速落地的一個標準,就是是否有更多產品應用到實際場景中去。在我們的定位偏向SoC,但關鍵要找到一個相對明確的方向,去把這個SoC應用到系統上。”李濤向記者表示,躍昉科技團隊都對系統有一定認知,因此願意與客戶一道,共同探索應用場景的差異化表現,同時讓客戶更好接受基於RISC-V架構的產品。

(作者:駱軼琪 編輯:張偉賢)

責任編輯:李科峯 ST030

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