RISC-V正打破x86與ARM兩大“語言體系”的壟斷。
上海集成電路設計產業園新增“RISC-V生態街區”、復旦團隊32位RISC-V微處理器“無極”發布、睿思芯科推出首款全自研高性能RISC-V服務器芯片、高通和三星正在開發自己的定制RISC-V內核、電科芯片射頻基帶一體化SoC芯片系列產品集成了RISC-V處理器IP核......最近,RISC-V 指令集架構在全球半導體領域又掀起一股熱潮。
所謂RISC-V,是一種開源指令集架構,如果把芯片比作計算機的“大腦”,指令集就是這個“大腦”的“語言體系”。RISC-V是一種開源、開放的指令集架構,可用來向芯片下達指示和命令,且更易通過軟硬件協同設計。
當前全球市場被x86與ARM兩大“語言體系”壟斷,其封閉授權模式如同為芯片思維套上枷鎖,使下游企業在架構適配、生態延伸中面臨系統性風險。而RISC-V的橫空出世,則以開源基因重構了“語言規則”:這種模塊化架構不僅允許開發者自由定義指令組合,更能通過軟硬件協同設計,動態優化面向AI大模型的算力供給。
利好政策加持 有望打破壟斷格局
在科技領域,創新總是不斷挑戰著舊有的格局。RISC-V正以模塊化設計優勢賦能多元化應用場景。形成覆蓋處理器內核、開發工具鏈、應用生態的全鏈條創新網絡。通過降低芯片設計準入門檻,為數字技術普惠發展和全球算力基建注入新動能。
RISC-V,作為新一代信息技術領域的重要架構,其開源特性與靈活性有望打破壟斷局面,尤其是在智能汽車、人工智能(AI)和物聯網(IoT)等新興領域中,展現出強大的市場潛力。
據Omdia此前報告預測,2024年至2030年期間,基于RISC-V的處理器出貨量將以每年近50%的速度增長,預計到2030年出貨量將達到170億顆,RISC-V處理器將占據全球市場近四分之一的份額。
RISC-V架構緣何被市場如此看好?其魅力在于它的“簡潔高效”。作為精簡指令集(RISC)的一種實現,RISC-V與傳統的復雜指令集(CISC)架構相比,更加簡潔和模塊化。它的設計理念強調最小化指令集,從而提高處理器的執行效率和能效,尤其適用于高性能計算和AI處理等計算密集型任務。此外,RISC-V還具備極高的定制化能力,開發者可以根據不同需求靈活定制指令集,這使得它在嵌入式設備和IoT場景中大放異彩。
更為關鍵的是,RISC-V架構并非封閉系統,而是完全開源的。這意味著全球的開發者無需依賴某一公司授權,可以自由地使用、修改乃至創新。這一開放性使得技術的研發和創新不再受制于傳統的封閉生態,從而極大推動了全球芯片技術的快速發展。
縱觀全球芯片市場,x86和ARM架構無疑是霸主,它們分別由Intel、AMD與ARM主導,市場份額龐大,尤其在PC、服務器和智能手機領域占據絕對優勢。然而,RISC-V架構的崛起,正逐步挑戰這一格局。
尤其是在技術授權和生態綁定上,企業不再需要支付高昂的授權費用,也不必依賴于單一廠商的技術更新。從而為全球企業提供了更多自主創新的空間,這也使得中國等新興市場的企業有機會在這一領域實現突破。
RISC-V路線也被眾多業內專家看好。中國工程院院士倪光南預測,RISC-V芯片未來在消費級個人電腦、自動駕駛、網絡通訊、工業控制、智能設備以及高性能服務器等領域的市場占有率將超過25%,成為全球半導體產業不可忽視的中堅力量。開源模式有助于RISC-V構建一個包容、協同創新的全球化生態,成為芯片產業變革的新引擎。
“RISC-V有望成為AI時代計算架構變革的技術底座。”RISC-V工委會輪值會長孟建熠公開表示,RISC-V可以實現AI計算、圖形計算、隱私計算和科學計算等多樣化的計算形態。
RISC-V作為中國高性能計算破局的機會之一,政策端也是不斷加持。國內多地政府的激勵政策相繼落地。例如,今年3月,上海集成電路設計產業園設立“RISC-V生態街區”,目前已經吸引了上海開放處理器產業創新中心(SOPIC),國內領先的RISC-V生態企業芯來科技、知合計算等入駐。
與此同時,關于RISC-V標準相關標準也加速落地,在北京亦莊,2024年12月發布了RISC-V產業發展行動計劃以及《RISC-V標準體系》等多項重點項目,提出將開放十大應用場景,通過開放智算中心、工業生產、自動駕駛、政務服務、教育服務、金融服務、醫療健康、大模型終端等應用場景,加速RISC-V在北京乃至全國的技術創新與應用落地,同時目標到2030年,實現產業規模超過500億元。
倪光南表示,對于信息技術而言,標準化工作特別重要。在RISC-V國際標準化組織的帶領下,各國成員單位已提出超過500項正式標準提案,涵蓋高性能計算、AI計算、向量擴展等多個領域。在中國,中電標協RISC-V工委會也積極參與和推進RISC-V的標準制定。通過這些標準的建立,不僅讓RISC-V具備了更強的生態互通能力,也為國際合作和技術共創、共享、共治、共贏,打下了堅實的基礎。
眾廠商扎堆涌入 產業鏈逐步完善
中國企業在RISC-V生態建設上開始迅速搶占戰略高地。
阿里巴巴、中科院、芯原股份、樂鑫科技等企業已經在RISC-V基礎上推出了多款具有自主知識產權的處理器。這些產品不僅能滿足國內市場需求,更在一定程度上打破了國外技術封鎖,為中國芯片產業走向全球奠定了基礎。
今年2月,阿里達摩院在2025玄鐵RISC-V生態大會上宣布,首款服務器級CPU C930將在3月開啟交付。據了解,從2018年起,阿里巴巴開始投入RISC-V架構,是國內最早涉足RISC-V的技術團隊之一。目前,達摩院玄鐵陸續推出4個系列的13款RISC-V處理器,覆蓋高性能、高能效、低功耗等場景。
在RISC-V的熱潮下,相關上市公司紛紛披露最新進展。4月9日,國芯科技公告稱,公司基于RISC-V架構多核CPU自主研發的超高性能云安全芯片CCP917T新產品于近日在公司內部測試中獲得成功。該芯片基于自主RISC-V架構的CRV7多核處理器設計,CPU主頻可達1.4GHz,集成神經網絡處理單元,內嵌高性能安全算法引擎,支持多種算法,具有多種安全防護機制等。
4月2日消息,電科芯片在互動平臺回答投資者提問時表示,公司射頻基帶一體化SoC芯片系列產品集成了RISC-V處理器IP核。
樂鑫科技在2025年3月26日業績說明會上表示,公司基于RISC-V開源指令集自研處理器的產品線收入逐步進入高速增長階段,相關產品節省了MCU特許權使用費的支出。
華泰證券研報指出,中國RISC-V發展體現在軟件、應用及開發者生態三個方面,RISC-V架構由于具備開源開放的特殊屬性,被認為是國產芯片彎道超車的機遇。盡管X86-微軟Windows操作系統及ARM-谷歌安卓系統一直保持市場兩強格局,但出于成本等因素考量下,定制化和專用化芯片成為新趨勢,RISC-V將有望成為第三大架構生態。
不難發現,中國企業的加入,為RISC-V生態注入了強勁動力,在這些企業的推動下,RISC-V架構在中國逐漸形成了完整的產業鏈,從芯片設計到操作系統,再到應用層的技術服務,涵蓋了物聯網、AI、5G等多個領域。這一生態體系的建設,將大大促進國產芯片產業的發展,為全球芯片市場帶來新的競爭動力。
生態、兼容性等多重問題待解
盡管RISC-V展現了巨大的潛力,但要完全實現全球主流芯片架構的夢想,還面臨著多重挑戰。首先,軟件生態尚不成熟,尤其是在高端應用領域,RISC-V仍需解決操作系統、開發工具和軟件兼容性等問題。其次,RISC-V的高性能通用計算產品尚未達到ARM和x86的水平,在某些高端市場領域仍需進一步提升性能,滿足主流計算需求。
某CPU廠商技術負責人對《通信產業報》全媒體表示,RISC-V的應用主要集中在嵌入式領域,但與ARM生態的發展路徑相比,RISC-V尚未形成類似的優勢。ARM之所以能夠成功崛起,關鍵在于其在移動端,尤其是智能手機領域占據了約99%的市場份額,從而建立了一個強大的生態系統。正是通過這一生態的推動,ARM得以逐步滲透到數據中心等其他領域。然而,目前RISC-V尚未形成足夠規模的市場基礎,缺乏能夠支撐其生態系統持續發展的核心市場份額。因此,RISC-V在擴展應用范圍和構建生態體系方面仍需時間。
上述負責人進一步表示,該架構的一大特點是其指令集支持自定義擴展,這在提升個性化需求和優化特定應用場景方面具有一定優勢。然而,這種自定義擴展也帶來了一定的挑戰,仿佛一把“雙刃劍”。具體而言,雖然自定義指令能夠滿足不同廠商的需求,但也可能導致軟件在不同平臺間的兼容性問題。如果開發的軟件依賴于某個平臺特有的自定義指令,那么當遷移到其他平臺時,可能無法正常運行,隨著RISC-V生態的發展,這一問題可能成為制約其普及的重要因素。盡管當前自定義指令被視為創新優勢,但在長遠來看,可能會在兼容性和生態整合方面帶來隱憂。
最后,RISC-V的全球推廣也面臨著來自國際政治環境的挑戰。尤其是在中美科技競爭日益激烈的背景下,RISC-V作為一種全球開源架構,可能會受到政治力量的干擾,甚至面臨某些國家的技術封鎖。如何在復雜的國際環境中保持中立性,保障自主可控,仍然是RISC-V必須應對的一個重大課題。
總的來說,RISC-V架構正站在科技變革的風口浪尖,憑借其開源、靈活、高效的特點,逐漸撬動全球芯片產業的格局,挑戰ARM和x86的壟斷地位。在中國,RISC-V架構的快速崛起,不僅為國產芯片產業注入了新的活力,也為國家自主可控的技術發展開辟了全新的道路。然而,要想徹底打破技術封鎖,RISC-V仍需克服軟件生態不完善、技術迭代滯后等難題,并在復雜的國際政治環境中保持獨立性。只有解決這些挑戰,RISC-V才能真正實現全球主流芯片架構的夢想,并在AI、物聯網等新興領域成為關鍵的技術底座。
采寫:李洪力
編輯:洪力
指導:辛文
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