【天極網(wǎng)企業(yè)頻道】飛天商業(yè)：近年來，國內(nèi)科技產(chǎn)業(yè)由于國外的出口管制，陷入無高端芯片可用的困局，芯片國產(chǎn)化迫在眉睫。圍繞“自主、可控、替代化”，國內(nèi)芯片企業(yè)發(fā)力突圍。如何破局？高端芯片比較復(fù)雜難做，那么先從低端簡(jiǎn)單的芯片做起，這是目前國內(nèi)不少芯片企業(yè)的起步之路。

大量存在的中低端芯片

一般大眾印象中的芯片都是比較高端的，如電腦手機(jī)的CPU、GPU，乃至AI訓(xùn)練、超算級(jí)的芯片。但實(shí)際上，芯片種類遠(yuǎn)不至于此，除了高端芯片，還有大量中低端的芯片存在，如MCU、ECU、存儲(chǔ)芯片等等。

中低端芯片大量使用于消費(fèi)電子及工業(yè)領(lǐng)域，如電視、空調(diào)、冰箱等家電、智能家居領(lǐng)域，穿戴設(shè)備、智能硬件、無人機(jī)、汽車電子，甚至工業(yè)機(jī)器人、電梯、醫(yī)療設(shè)備、高鐵、火箭、衛(wèi)星等領(lǐng)域。數(shù)字化時(shí)代，芯片無處不在，數(shù)量需求是萬億級(jí)的。

以目前迅速增長(zhǎng)的新能源汽車為例，汽車中要使用到不少芯片，除了關(guān)鍵的智能芯片以外，還有不少比較簡(jiǎn)單的MCU芯片、SOC芯片等。這些芯片以前多進(jìn)口自國外大廠，但近年來國產(chǎn)替代率在不斷提升。

這些中低端芯片的技術(shù)門檻相對(duì)來說沒有那么高，很多制程工藝只需要用到130nm、90nm、65nm，因此是新興芯片企業(yè)起步的好選擇。

芯片設(shè)計(jì)研發(fā)的困境

不過除了眾所周知的生產(chǎn)工藝難題，國內(nèi)芯片在設(shè)計(jì)上其實(shí)也是困難重重。指令，是指示計(jì)算機(jī)硬件執(zhí)行某種運(yùn)算、處理功能的命令，指令集就是這套指令的集合。而芯片設(shè)計(jì)就是要根據(jù)指令集進(jìn)行架構(gòu)，芯片公司使用指令集需要獲得授權(quán)并繳納授權(quán)費(fèi)。大眾所熟知的如X86、ARM指令集架構(gòu)等，均來自國外，已經(jīng)停止或隨時(shí)可能停止繼續(xù)向國內(nèi)企業(yè)授權(quán)IP。

如何突破這一困局？一，自研指令集;二，采用開源指令集。自研指令集要從零開始，不是每個(gè)芯片企業(yè)都有此實(shí)力。大部分國內(nèi)芯片企業(yè)都選擇了開源指令集。目前常見開源的指令集架構(gòu)，有RISC-V、MIPS、PowerPC等。

目前最火熱最受關(guān)注的是RISC-V架構(gòu)，雖然也來自海外，但它是開源免費(fèi)的，不會(huì)停止授權(quán)。而設(shè)計(jì)上它是透明的，用戶能夠自由地使用、修改源代碼，可以自由地用于任何目的，任何人都可以設(shè)計(jì)、制造和銷售RISC-V芯片和軟件。相比X86、ARM指令集，它具有開放性、靈活性、可擴(kuò)展性、可移植性、模塊化、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。

L2緩存翻倍！ARM發(fā)布新一代Cortex-X3內(nèi)核

開源指令集發(fā)展迅速

近年來，RISC-V在國內(nèi)迅速發(fā)展。2022年采用RISC-V架構(gòu)的芯片出貨量達(dá)100億顆，其中一半來自中國。國內(nèi)知名的芯片企業(yè)、機(jī)構(gòu)如中科院計(jì)算所、賽昉科技、阿里平頭哥、芯來科技等都有布局RISC-V。中國工程院院士倪光南曾表示，RISC-V為全球芯片領(lǐng)域打破壟斷、降低芯片開發(fā)門檻、促進(jìn)芯片人才培養(yǎng)、推進(jìn)芯片業(yè)創(chuàng)新開創(chuàng)了一個(gè)新局面，也為中國芯片業(yè)發(fā)展提供了新機(jī)遇。

3月2日，阿里平頭哥半導(dǎo)體舉辦了首屆玄鐵生態(tài)大會(huì)，展示3大系列8款RISC-V處理器，覆蓋高性能、高能效、實(shí)時(shí)可靠等場(chǎng)景需求。

6月27日，中國移動(dòng)在上海發(fā)布了首顆純自研RISC-V架構(gòu)的LTE-Cat.1芯片、中國移動(dòng)首顆純自研量產(chǎn)的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)通信芯片。

7月12日，全志科技透露基于RISC-V架構(gòu)內(nèi)核開發(fā)的芯片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，將圍繞智慧城市、智能汽車、智能商顯、智能家電、智能辦公等多個(gè)領(lǐng)域市場(chǎng)進(jìn)行推廣。

如何走出芯片困局？開源RISC-V架構(gòu)帶來新格局

2023?SiFive?RISC-V中國技術(shù)論壇

現(xiàn)狀與未來

汽車產(chǎn)業(yè)中，近幾年汽車MCU芯片一直短缺，今年以來才有所緩解。MCU芯片主要進(jìn)口自海外大廠，目前有部分國產(chǎn)化替代，但也以相對(duì)低端的芯片為主，未能占據(jù)主要市場(chǎng)，長(zhǎng)路漫漫。

物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，RISC-V指令集應(yīng)用最為廣泛、成熟，國內(nèi)芯片企業(yè)目前多發(fā)力于此，最有希望從中突破。據(jù)RISC-V基金會(huì)預(yù)測(cè)，到2025年RISC-V芯片出貨量將突破800億顆。

總的來看，這幾年來國內(nèi)各地、各界紛紛出臺(tái)政策、投資推動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)。國內(nèi)芯片企業(yè)在此現(xiàn)狀下迅速發(fā)展歷練，有望在物聯(lián)網(wǎng)中低端芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，逐步實(shí)現(xiàn)自主可控。