基于RISC-V的芯片产品不断涌现。
■本报记者 张双虎
“RISC势不可挡。”不久前，开源指令集架构RISC-V研发者之一、SiFive共同创办人兼首席架构师Krste Asanovic在京、沪、深巡回演讲时多次强调。
市场也对此予以了回应。最近几个月，全球各界对RISC-V的投入都在升温，新的RISC-V初创企业不断成立，RISC-V先行企业的融资额度不断攀高，基于RISC-V的芯片产品不断涌现。种种迹象表明，RISC-V架构的崛起为市场带来了新机遇，一块巨大的“蛋糕”正在形成。
“中国半导体芯片产业需要RISC-V，开源的RISC-V已成为中国业界最受欢迎的芯片架构。”在近日举行的2023 RISC-V中国峰会上，中国工程院院士倪光南说，“RISC-V的未来在中国。”
RISC-V生态的“中国路径”
“刚刚闭幕的2023 RISC-V中国峰会报名人数超过2000人，其中参会企业达到800余家，还有50余家投资机构、70余家高校院所，其盛况是我们始料未及的。”作为该会议的主办方，中国科学院计算技术研究所副所长、北京开源芯片研究院首席科学家包云岗告诉《中国科学报》，“RISC-V在中国已经走出一条‘自下而上’的发展路径。”
随着RISC-V得到越来越多的关注，人们对其内涵的认识也日益深入。而几年前，多数人提及RISC-V时还搞不清楚它属于标准规范还是微架构实现，或将其和开源Linux混为一谈。
尽管RISC-V是由美国伯克利大学科学家提出的一种处理器指令集架构，但因采用开源、模块化的模式，使开放标准、开源架构和免费授权能够极大降低跟进企业的成本。借助RISC-V，企业通过自研微架构设计可避免关键技术受制于人。
“技术标准和‘实现’是不同层面的事。RISC-V是个开放的指令集。作为一种标准，它并不涉及‘具体的实现’。”包云岗解释说，“今天我们已经认识到RISC-V是全球共同制定的开放标准，它并非由某个国家控制或某家公司垄断，就像通信领域的5G标准由全世界共同制定一样。这种认识的转变反映出RISC-V在中国的成长轨迹。”
剖析RISC-V在中国的发展路径，包云岗认为它不同于以往很多“自上而下”的国家项目。RISC-V在中国的发展源于中国科学院计算技术研究所等科研项目，之后中国科学院率先设立多个专项支持RISC-V的开源高性能IP核、基础软件等共性底座技术。一些初创企业看到这个赛道潜在的机会，也参与进来投入应用开发。越来越多的企业参与后，引起地方政府的关注并出台了一些优惠措施，以吸引创新企业落地，而优惠政策则进一步吸引了更多企业加入其中。
“现在一些国企、大型互联网公司都开始关注这个方向，一些资本也开始转向支持RISC-V。这种‘自下而上’发展方式的生命力很强、很有朝气，反映了市场确实需要RISC-V。”包云岗说。
随着认识逐步深入，从科研机构、企业到国家相关部委，RISC-V越来越受到重视。北京市在中国科学院的支持下，于2021年组织企业联合发起北京开源芯片研究院，承接中国科学院的研发成果，加速成果产业化落地。科技部今年的重点研发计划中，有两个项目和RISC-V关键技术相关。8月31日，中国电子工业标准化技术协会RISC-V工作委员会（RVEI）正式成立，以推动RISC-V生态在中国的加速发展。
已处于“爆发期”
据RISC-V国际基金会披露,截至2022年底,市场上的RISC-V芯片已达100亿颗,其中50%来自中国。
目前，中国已有数百家公司跻身RISC-V赛道，包括平头哥、芯来科技、芯原股份、中科蓝讯、中微半导体、国芯科技、芯昇科技等软硬件企业。
《IoT融资周报》的最新统计显示，近期涉及RISC-V的芯片研发企业有10家已获得融资，融资规模达数亿元。射频集成电路和系统级芯片、汽车电子芯片、智能音频处理边缘侧芯片、无线通信射频综合产品、智慧矿山无人驾驶整体解决方案等领域均受到资本热捧。
“目前在芯片领域，主流的电脑、手机处理器仍以X86、ARM架构为主，但在物联网、汽车电子、智能穿戴、智能家电家居等嵌入式领域，RISC-V则拥有更多机会，因此更受资本青睐。”知呱呱科技服务有限公司董事长严长春告诉《中国科学报》。
SiFive企业营销与业务开发资深副总裁刚至坚认为，目前RISC-V的功效相比ARM有30%~40%的提升，汽车领域从硬件到软件都已彻底拥抱RISC-V。“未来RISC-V的发展重点将是功效要求更高的领域，比如移动市场。”
据市场调研机构Counterpoint Research预测，到2025年，RISC-V芯片出货量将超过800亿颗，年复合增长率高达114.9%，届时RISC-V将占据全球CPU市场的14%、物联网市场的28%、工业市场的12%和汽车市场的10%。
巨量的市场需求、丰富的应用场景、大批技术专家和工程师队伍足以支撑中国RISC-V的发展。在2023 RISC-V中国峰会上，世界首台RISC-V笔记本电脑ROMA，极富操作感与颜值的DC ROMEO RC遥控车，基于RISC-V架构的DC ROBBY机器人，轻便、可操控的DC RISE 浮空器等纷纷亮相。而用RISC-V设计蓝牙耳机芯片的中科蓝讯，过去3年出货量已超过20亿颗。
“许多成功落地的创新生态产品清晰表明，当前RISC-V已处于‘爆发期’。”包云岗说，“像国产手机芯片里的一些小核，像物联网、智能穿戴设备等嵌入式领域，这些对于软件生态要求不太高的场景中，已出现大规模从ARM核切换到RISC-V核的情况。这类场景很多，只是普通用户还没有感知到。”
新阶段急需“顶层设计”
作为衔接软硬件的标准，当前RISC-V芯片大多应用于嵌入式场景，而业界已用行动证明，向高性能发展是RISC-V的必然趋势。
不过，要在更大范围内处理更复杂任务，或应用于对算力有更高要求的场景，一方面底层芯片性能要大大提高，另一方面软件也要跟上。
“向高性能阶段发展的主要挑战是缺乏高性能芯片，缺少处理多任务、复杂应用场景的软件。”包云岗说，“中国已在RISC-V领域扮演重要角色，起着关键作用，但未来还要不断积累，一方面做好自己的事，另一方面要和志同道合者一起，在共建全球生态中作出更大贡献、发挥更大作用。因此，当前需要国家相关部委参与‘顶层设计’，做些引导和支持，尤其是在市场需求侧方面进行引导，以及进行共性技术的联合开发。”
过去几年，中国科学院在RISC-V发展中做了大量工作，前期的开源芯片、开源软件生态为产业界提供了重要支撑，助力企业在此基础上开发产品。而RISC-V生态中还有很多共性技术，这些技术投入大、难度高、周期长、见效慢，企业或研究机构很难独立研发。
“这些共性技术像道路、水、电等基础设施一样重要，解决好这些问题可以大大降低企业开发产品的门槛，提高企业竞争力。”包云岗说，“这就需要从‘顶层’联合一些机构和企业，围绕共性需求形成联合开发团队，协力解决关键问题。”
从中国通信领域发展来看，2G时代中国两手空空，到3G独立发展，4G追平国外，如今5G已走在世界前列。20年间中国通信领域的发展轨迹说明，在开放标准的情况下，中国市场大、应用场景多，技术专家、工程师多的优势可以充分发挥出来。
“很遗憾，过去半个多世纪，处理器芯片领域的指令集标准一直被极少数公司垄断。”包云岗说，“RISC-V能得到这么多关注，是因为它带给我们一种新的发展方式，让我们有机会像通信领域那样，去构建芯片产业新生态。”
