RISC-V上車，芯片產(chǎn)業(yè)能否破局？

作為新的指令集，RISC-V架構(gòu)具備更先進的架構(gòu)、有更廣闊的應用、有更經(jīng)濟的成本、有更強的生命力。

對關(guān)鍵領(lǐng)域“卡脖子”的擔憂、對自主可控的迫切需求，讓中國半導體從業(yè)者時刻關(guān)注著芯片領(lǐng)域的一舉一動，不愿錯過任何“走出圍城”的機會。在汽車產(chǎn)業(yè)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車對芯片的需求倍增，據(jù)統(tǒng)計，一個傳統(tǒng)的汽車芯片用量需求大約是500-600顆，而智能網(wǎng)聯(lián)汽車的絕對量在5000顆以上。

CPU是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，其架構(gòu)是芯片產(chǎn)業(yè)鏈和芯片生態(tài)的融合。然而，長期以來，占據(jù)世界芯片主要市場份額的CPU，只有X86和ARM兩種架構(gòu)。新型的開源精簡指令架構(gòu)RISC-V，為我國打破壟斷、掌握芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動權(quán)提供了機遇。

近日，在第十九屆中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展（泰達）國際論壇現(xiàn)場，中國工程院院士倪光南，清華大學集成電路學院副教授、博士生導師、上海清華國際創(chuàng)新中心副主任何虎，奇瑞汽車股份有限公司汽車工程技術(shù)研發(fā)總院智能車技術(shù)中心芯片規(guī)劃總監(jiān)郭宇輝，蘇州國芯科技股份有限公司董事、總經(jīng)理肖佐楠，智達誠遠浩瀚創(chuàng)新研究院院長施舜堯和IAR中國區(qū)RISC-V生態(tài)總監(jiān)張桂杰等多位來自學界和業(yè)界的大咖，共同探討了開源RISC-V在中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

出貨量將超800億顆

RISC-V架構(gòu)由美國加州大學伯克利分校計算機科學部門于2010年發(fā)布，中文名稱為第五代精簡指令集（Reduced"Instruction"Set"Computing），是一種基于精簡指令集原則的開源指令集架構(gòu)，具有模塊化、極簡、可擴展性強的特點。

相比于X86架構(gòu)、ARM架構(gòu)，RISC-V架構(gòu)還處在朝氣蓬勃的青年時期。郭宇輝認為，作為比較新的指令集，RISC-V架構(gòu)具備一定的優(yōu)勢?！坝懈冗M的架構(gòu)、有更廣闊的應用、有更經(jīng)濟的成本、有更強的生命力”郭宇輝說。

目前，已有多個國家把RISC-V作為發(fā)展的標準指令集，中國、印度、以色列、俄羅斯等國家在這期間成立了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。截至今年6月，RISC-V基金會的成員已超過3600名，包括Google、英偉達等科技巨頭。今年8月初，高通聯(lián)合博世、英飛凌、恩智浦這四家頭部汽車芯片廠，在德國成立了一家專門研發(fā)新一代RISC-V芯片的合資公司。

RISC-V正迅速在中國發(fā)展。截至2022年底，全球基于RISC-V的處理器超過100億顆，其中超過50%的貢獻來自中國。據(jù)RISC-V基金會發(fā)布的數(shù)據(jù)預測，到2025年RISC-V芯片出貨量將突破800億顆，增長速度遠超原預計的600億顆。

倪光南院士表示，“2023年是RISC-V高性能大算力發(fā)展的元年，目前已有眾多企業(yè)加入其中。建議我國抓住新一代信息技術(shù)發(fā)展機遇，面向未來主流CPU市場，聚焦開源RISC-V架構(gòu)發(fā)展中國芯片產(chǎn)業(yè)。通過充分發(fā)揮我國舉國體制和超大規(guī)模市場優(yōu)勢和人才優(yōu)勢，大力發(fā)展壯大RISC-V產(chǎn)業(yè)生態(tài)，增強RISC-V產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈的自主可控能力，加大對RISC-V開源社區(qū)的貢獻，以增大社區(qū)話語權(quán)，最終使世界主流CPU市場形成X86、ARM和RISC-V三分天下的格局?！?/p>

何虎教授也提道：“算力決定了一個國家目前在國際上、科技上人工智能發(fā)展上最重要的基礎(chǔ)?！蹦壳癎PU產(chǎn)業(yè)由英偉達、AMD、Intel等幾大國際巨頭把持，如果中國希望能進行全新的自主創(chuàng)新和發(fā)展，也應考慮一種開源的開放指令級架構(gòu)往前發(fā)展，以突破當前國際巨頭壟斷的狀況。

科技公司集中發(fā)力

RISC-V架構(gòu)為各行業(yè)芯片帶來了全新的設計理念，汽車芯片也是受惠于這種優(yōu)勢。施舜堯強調(diào)，尤其是在MCU（微型計算機）層面發(fā)展迅速。MCU采用了RISC-V的指令集設計，可以讓芯片廠商非?？焖俚耐瓿傻烷T檻、低成本的芯片設計，并針對特定的應用場景進行定制化的指令集設計，具有很強的靈活性。據(jù)統(tǒng)計，從2020年至2030年，車載MCU的年復合增長率為9%。

在智能座艙方面，Google近期宣布從安卓15開始支持RISC-V，多家頭部的芯片公司也已加入了芯片設計，這代表著RISC-V在下一代智能座艙的生態(tài)將很快建立起來。在智能駕駛方面，智能駕駛高算力的芯片采用RISC-V的指令集也可根據(jù)具體的場景定制和裁減，包括深度學習、神經(jīng)網(wǎng)絡等都可適應不同的AI算法，這在很大程度上提高了芯片的性能和效率，同時也降低成本，使AI的邊緣計算更具競爭力。

目前，國內(nèi)多家科技公司都在發(fā)力RISC-V?！皣疽恢笔侵铝τ谇度隒PU的發(fā)展，特別是基于開源形成互補，推出了8大系列40余款不同的CPU架構(gòu)，其中包括RISC-V在工業(yè)、高性能計算不同的CPU?！碧K州國芯科技股份有限公司董事、總經(jīng)理肖佐楠也表示，基于頭部企業(yè)需要進行了3009的開發(fā)，成為國芯第一款既滿足輔助駕駛，又能滿足跨域融合RISC-V"MCU，今年或者明年初就會推出。

除了在MCU上的布局，國芯科技在音頻降噪DSP，以及用于執(zhí)行器的驅(qū)動、信號鏈、智能感知、加速傳感器領(lǐng)域都做了產(chǎn)品布局。去年國芯科技產(chǎn)業(yè)化應用規(guī)模超過400萬顆，在比亞迪、長安等十幾家主要主機廠的幾十個車型上實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用。

總部位于瑞典的上市公司IAR在推動RISC-V方面也做了努力。張桂杰介紹，成立40年以來，IAR一直專注于嵌入式開發(fā)工具的研發(fā)，在上海、深圳設有分公司。據(jù)IAR中國區(qū)RISC-V的生態(tài)總監(jiān)張桂杰介紹，目前IAR已全面支持國際和國內(nèi)主流的、基于RISC-V的車規(guī)級CPU的IP。其中，NA900是全球第一款通過了功能安全等級的一個RISC-V的車規(guī)級的CPU"IP。

然而，機遇總是與挑戰(zhàn)相伴，RISC-V在汽車領(lǐng)域的發(fā)展還需滿足幾個重要因素。首先RISC-V需要展示它有強的競爭力性能和能效，才能在汽車應用中獲得采用。其次是安全性和可靠性，RISC-V需要滿足行業(yè)非常嚴格的安全標準，說服汽車制造商從ARM轉(zhuǎn)向RISC-V。

再者是強大的生態(tài)系統(tǒng)，才能提高RICS-V在汽車領(lǐng)域的采用度。最后是RICS-V的實施成本，雖然它具有開源特性，在許可成本上有優(yōu)勢，但在整車的量產(chǎn)過程中，開發(fā)、集成和支持遇到的量產(chǎn)問題，可能會導致未來投入成本較高。張桂杰認為，相比其他，生態(tài)的不健全是RISC-V當下面臨的最大問題，而汽車行業(yè)又是一個強生態(tài)的行業(yè)?！盀榇耍枰袠I(yè)同仁共同努力，不斷發(fā)展RISC-V的生態(tài)。”張桂杰稱。