RISC-V芯片的出货量为什么能达到10亿？

本文来源:物联传媒

本文作者:露西

1978 年,英特尔率先推出复杂指令集架构X86。不仅产品性能极强,在经过一系列商业化运作后,比如Wintel联盟的成立,X86几乎垄断了PC芯片市场,开创了属于X86架构的时代。

1985年,Arm的前身Acorn公司成功研发了第一款面向低功耗、低成本场景的处理器芯片ARM1,到1990年Arm开始采用芯片IP授权的方式经营业务,适逢此后抓住移动电话的机遇,尤其在获得苹果iPhone、谷歌安卓的采用后,后来全球95%的手机芯片都基于ARM框架开发。

对比之下,X86指令集架构有40多年历史,ARM架构有30多年历史,而时下正在兴起的RISC-V架构其实只有10年历史。虽然RISC-V很年轻,但已经有太多迹象表明,它的发展正在按下快进键,留给观望者的时间已经不多,留给参与者的想象空间的确不小。

一

前所未有的“出货增长”

近日,在行业媒体电子发烧友的一则报道中提及:

国内知名的蓝牙芯片设计公司——中科蓝讯成立于2016年,从成立之初便开始对RISC-V架构展开研究,2018年推出了基于RISC-V指令集架构的蓝牙芯片,并于当年Q2开始销售。

在不到3年的时间里,中科蓝讯蓝牙SoC芯片累计出货量已经超过10亿颗,以50%以上的份额成为国内蓝牙市场的翘楚。

放眼整个RISC-V产业,这样的快速发展也不是孤例。

例如阿里巴巴旗下的平头哥半导体有限公司,2018年成立,2019年便发布了首枚基于RISC-V开源架构的处理器芯片“玄铁910”,表示其性能达到旗舰智能手机级别。在后续的媒体报道中,平头哥处理器的授权客户数量超过100家,授权数量超过300个,累计出货超过10亿颗,涉及无线接入、语音识别、AI视觉、智能家电、工业控制、物联网安全等领域。

另外2020年国内知名的智能语音芯片商全志科技宣布与平头哥达成合作,透露将基于平头哥“玄铁906、玄铁902”研发新的计算芯片以用于工业控制、智能家居、消费电子等领域,预计在未来3年的出货量将达到5000万颗以上。

以及全球知名存储厂商西部数据也在2017年时表态:将以每年10亿到20亿颗的出货预期,逐步完成全线产品(包括机械硬盘和固态硬盘)迁移到RISC-V定制架构。

甚至是业界较主流的处理器IP供应商晶心科技,2005年成立于台湾,2016年加入了RISC-V基金会成为创始会员,2018年正式宣布全面进军RISC-V。该公司以提供AndesCore?嵌入式处理器IP为核心,提供完整的基于处理器的解决方案,以满足客户对SoC硬件和软件开发项目的需求。据悉,目前已有超过150家公司获得了AndesCore?处理器IP的授权,采用晶心架构芯片全球累计出货量达到数十亿颗。

在其他垂直细分领域也能见到RISC-V的身影:

成立于2016年的重庆物奇微电子推出并量产了基于RISC-V的电力线载波芯片,可应用于智能表、能源管理系统、汽车-PEV和充电站、远程抄表设备、太阳能、工业应用等领域,2019年时披露该款芯片出货量达到百万颗以上。

当然,眼下无论是百万级、千万级还是十亿级,与ARM核心出货量在2019年就达到的1500亿相比,RISC-V的体量仍然太小。但只要回看这三五年来RISC-V产业生态的诸多动作,以及取得的飞速进展,很难不去设想未来RISC-V或将引领巨大的产业变革。

这里是一批加入到RISC-V阵营的科技企业:赛昉科技、平头哥半导体、芯来科技、紫光展锐、兆易创新、乐鑫、中科蓝讯、沁恒、中微半导体、华米科技、瑞萨电子、智原科技、睿思芯科、飞利信、核芯互联、汇顶科技……据统计数据,包括IP内核与芯片设计等主要内容在内,中国目前有300家以上公司在关注RISC-V或以RISC-V指令集进行开发。

二

为啥龙头企业、创业公司都看好RISC-V?

2020年8月,美国SiFive公司宣布获得6100万美元E轮融资,历来融资总额已达1．89亿美元,更为重要的是其参与投资方包含了SK海力士、高通、英特尔、西部数据在内的数家全球知名半导体公司。

2020年12月,中国本土RISC-V企业芯来科技宣布完成由天际资本、中关村芯创集成电路基金、临芯投资、小米长江产业基金、蓝驰创投、新微资本共同参与的新一轮战略融资,这是继8月小米长江产业基金领投后的2020年内第二次融资。

当我们细看这一系列投融资事件时,总是要探讨RISC-V为何值得这些企业和机构的积极投入,归纳下来原因主要有3点:

1

RISC-V是全新的指令集,是时代背景下新的机遇。

一方面,RISC-V发展时间短,架构设计上没有历史包袱,采用的理念和方法较为先进。与动辄有1000多条指令的主流架构X86和ARM相比,RISC-V的指令不到100条,篇幅更少,即便顺应时代需求增加与AI结合等的定制化处理,最终的架构也会相对更简单。

另一方面,RISC-V开源的机制降低了进入门槛,使技术触及更多企业和开发者。RISC-V将处理器架构开源后(RISC-V处理器并不开源,商用授权模式实为主流),对于大多数成本敏感型的物联网应用来说,足以节省大多研发经费。相对应地,2019年Arm推出新的授权模式“Flexible Access”,向中小企业抛出橄榄枝,使其不需要缴纳“预付款”就可以免费取得相关设计档案,直到芯片正式生产后才按照制造数量收费。可以断定,这是针对RISC-V威胁做出的一项应对措施。

另外,正如赛昉科技CEO徐滔在此前接受媒体采访时所说:“你不能去改X86的架构,不可能改ARM的架构,但你可以改RISC-V的,这可以让你自己的芯片非常有竞争力。”开源的价值,就浓缩体现在促进开发者之间的高效协作,深入细致地服务细分市场的各类需求。

尤其在碎片化的物联网市场,头部公司以优化技术为主要目标 ,中小型企业以提高用户体验为主要目标。当所有企业愿意遵从同一个标准进行开发时,将大概率增强促进产业应用的繁荣发展。

2

RISC-V呈现了可观的商业前景。

美国高科技市场咨询机构Semico在2019年发布的《RISC-V市场分析:新兴市场》报告中指出,预计到2025年,市场将总共消费624亿个RISC-V CPU核心,RISC-V内核在2018-2025年间的年均复合增长率将高达146．2%。

市场研究公司Tractica也预测,RISC-V的IP和软件工具市场在2018年为5200万美元,到2025年时将增长至11亿美元。

虽然这与ARM IP在2017年就达到的16亿美元的领先市场规模存在差距,但凭借RISC-V具有的独特优势,适逢未来全球智能手机的发货数量将保持在稳定水平,相对的物联网设备发货数量将不断攀升,到2025年将享有百亿规模的设备连接数量,以及万亿美元规模的产业空间。

可以预见,主要面向物联网领域的RISC-V指令集架构,将迎来乘势而上的最宝贵窗口期。

3

RISC-V尚未一家独大,发展模式不受限。

在很大程度上,大到数据中心,小到消费电子产品,都有企业在认真考虑RISC-V是否能在这样的场景中应用。

我们可以认为,短期内ARM架构依然会占据中高端市场,RISC-V主要在一些碎片化的新兴市场展开应用,比如物联网领域的轻终端场景,这些场景有低功耗低成本的需求,但是往往程序不用大改、对软件生态的依赖性不高、出货量又很大,符合RISC-V阶段性的发展目标。

由此,在物联网广大的市场中,找到利基市场,即便不成为代表整个产业的领导者,同样也能很好的发展业务。

另外,关于RISC-V的应用畅想也不止于此。

去年,SiFive首席技术官Yunsup Lee表示现在已经接近RISC-V的黄金时代了,RISC-V虽然还没有准备好在数据中心服务器中运营,但很多人和很多公司正在努力将这些垂直行业的各种问题放在一起解决。另一位SiFive首席执行官Naveed Sherwani则预测,不久后RISC-V可能就会进军手机市场……

这些设想是否有可行性?或许此处还不能妄下结论,但不知不觉间,市场中的疑问已经从“为什么要用RISC-V”,变成了“为什么不用RISC-V”。至于为什么不用?很多情况下并不是RISC-V在技术上存在难以提升的困难,而是要在垄断者的包围下构建属于RISC-V在领域内的生态环境,这是最为困难的。

三

一些争议,一些憧憬

最早期时,Arm曾发文质疑RISC-V在成本、生态系统、碎片化、安全性、设计保证方面的问题。

此后,有玩家表态RISC-V不存在IP碎片化的缺点,原因是RISC-V基金会所制定的审核机制,有效进行了指令集模块的维护;有玩家坦诚RISC-V架构出现时间晚,适配软件和工具沉淀不足,生态环境的确不够成熟;也有玩家针对“基金会允许使用者不披露使用情况”这条规定,传达出对RISC-V后期兼容性的担忧……

另外,关于RISC-V何时会真正爆发这一点,在大多数从业者看来其实是一个难解的问题。因为和物联网一样,RISC-V的爆发点大概率也是和某个垂直行业相关的,也许是可穿戴,也许是高性能耳机,也许还有其他。也许最终爆发的具体时间点,会是一段润物细无声的记录。

总而言之,回归到指令集的概念,它是一个CPU世界的游戏规则,是系统软件和硬件工程师共同遵从的法条。当新的智联网时代来临,又有谁会不期待在新的规则下,产生新的引领者和跟随者呢?

参考资料:

电子发烧友网,程文智,《当你还在观望时,别人RISC-V芯片的出货量已经超过10亿颗》

爱集微APP,《赛昉科技:将把顺德开源芯片研究院打造全球最大RISC-V生态基地》

半导体行业观察,《分析机构:RISC-V内核出货量未来几年将飙升》

机器之心,《1瓦功耗,5GHz频率:全球最快Risc-V芯片出世,效率超越苹果M1》

电子创新网张国斌,《意义重大!全球首款RISC-V单板计算机发布了!》

包云岗,《从技术的角度看,RISC-V 对芯片发展、科技自主起到哪些作用?》