2021 六届环球野生智能年夜会 (GAIR 2021) 克日于深圳正式召开。历经五年，见证数次潮流的转向，成为今朝为行粤港澳年夜湾区野生智能范畴范围 年夜、规格 高的学术、产业和投资范畴跨界嘉会。

GAIR 2021“集成电路岑岭论坛: 国产高端芯片之路”，会聚来自学术界、财产 界和投资界的 15 位年夜咖，切磋了国产高端芯片的气力和 RISC-V 带给中国芯片 的机遇。

来自上海处置器手艺立异中间参谋，前 Intel 副总裁，前 Intel 中国研讨院院⻓方 之熙经由过程线上视频的体例带来了《开源指令集 ISA 能成为新一代胜利的微处置机体系架构吗?》的主题 ，切磋 RISC-V 的贸易胜利题目。

正在方之熙的 中，提到正在不远的未来，RISC-V 能够会跟 X86、ARM 构成鼎足之势的款式。他经由过程当前指令集架构的三种分歧形式，说明 RISC-V 首创的自在设想形式的立异性。

RISC-V 事实有多年夜的市场空间?正在可展望的市场中，可编程逻辑芯片正在半导体财产链高低游中所占有利润和停业额 年夜，那意味着 RISC-V 的市场潜力庞大。

为此，方之熙给出一个尺度:“从贸易胜利⻆度来看，若是某家以 RISC-V 为架构的芯片公司每一年产值能到达 100 亿美金，那就是一家胜利的公司。”

碍于 X86 和 ARM 已别离占有尽年夜部门 PC 和挪动市场，现阶段 RISC-V 成长 快的是 IoT 范畴，工控范畴的成长尤其较着。不外，RISC-V 也面对一些来自手艺困难和贸易应战，方之熙博士的演讲中有更多信息。

以下是方之熙博士正在 GAIR 2021 上的演讲内容，我们对其停止了不改动原意的编纂清算:

　　RISC-V 首创新的自在设想形式

RISC-V 于 2010 年正在加州伯克利启动，海内起头存眷到 RISC-V 是 2016 年摆布，我从 2018 年起头担负 RISC-V 基金会中国委员会主席。RISC-V 基金会长短红利构造，其理事会相称于董事会，是全部 RISC-V 的带领小组，今朝有年夜约 1000 家公司插手了 RISC-V 基金会并与其成立了杰出干系。

三国期间，曹操和孙权等谋士预感三国鼎峙的款式，诸葛亮不但看到那一趋向，还指出了线路图，他告知刘备先夺得荆州，再拿下四川，北上打下关中，又令一大将从荆州领兵北上，协力拿下长安，再攻取潼关，与曹操、孙权逐鹿华夏，篡夺全国。诸葛亮告知刘备若何一步一步往前走，很是利害。

开源 ISA 极具立异性，年夜家都以为正在不远的未来，RISC-V 将会同 X86、ARM 构成鼎足之势的款式，那末 RISC-V 做为此中一方，想要其连结气力往前成长，就需求像诸葛亮一样看清线路图。

当我们要设想一款微处置器芯片时，需求先肯定利用何种指令架构，然后再按照指令架构设想芯片和微处置器， 初流片出产。芯片设想有三种分歧的形式：

封锁设想。Intel X86 体系架构是由本身公司引领的，其他公司若是需求利用其指令集设想微处置器，则需求拿到专利，否则不被许可利用。英特尔本身设想出产，从体系架构到芯片造造都正在本身公司停止，属于完整封锁的设想。

专利设想。Arm 卖专利不卖芯片，另外，Arm 也供给微处置器的设想，其将 IP 卖给高通、苹果、华为等年夜公司，后者基于 ARM 指令集设想本身的芯片。另有一些小公司用 ARM 设想好的 IP 做本身的 SoC 出产或代工芯片。那是 ISA 靠专利赢利的形式。

自在开放设想。开源的 RISC-V 属于 三种形式，任何人都可使用那一套指令集。良多公司会基于 RISC-V 做好设想然后卖专利，SiFive 就是如许的形式。别的一些公司，如西部数据则是基于 RISC-V 开源指令集自研芯片，然后加工出产。

PC 时期流行封锁设想形式，挪动手机时期，专利形式当道。现在，RISC-V 首创了新的自在设想形式。

　　RISC-V 贸易机遇年夜，工控范畴尤其较着

为何我们对指令集架构如斯感乐趣?能够从上面那张图中获得谜底。

那是一张源自 McKinsey 公司 1996 年至 2014 年集成电路财产链黄金赛道统计图。从出产链来说， 左侧的装备质料公司，比方 ASML、LAM、KLA、ASM 等公司红利不变，但市场不年夜，相对而言停业额其实不高。

二行是包罗 CAD、EDA 正在内的软件设想公司，软件卖给芯片设想公司，能赢利，但停业额一样上不往。

三行是卖 IP 的公司，市场小，红利不变，但停业额不高。

中心 年夜的一块，是可编程逻辑芯片，好比 GPU、CPU、手机里的 AP、IoT 用的 MCU，利润 高，停业额 年夜。Memory 红利的时辰可以或许赚很多，但一样也面对较年夜的吃亏风险。

右侧一行是台积电、中芯国际、三星等芯片代工场，比来 7 年转变很年夜，现在的台积电停业额和利润都增加得出格快，但与通用芯片公司比拟，其利润仍是会低一些。那就是为何我们正视包罗 GPU、CPU、MCU 正在内的芯片公司，那是由于它们正在全部芯片财产中占有 年夜市场份额，同时红利 高。

若是不雅察本年 一季度停业额排名环球前十五的半导体公司，能够发明，除晶圆厂和存储器芯片公司以外，年夜部门都是可编程的通用芯片公司，那些公司的季度停业额都正在 25 亿美金以上，由此能够估量一年的停业额约为 100 亿美金。

是以，从贸易角度讲，若是未来以 RISC-V 为架构的芯片公司，若是年产值可以或许到达 100 亿美金，那将长短常胜利的公司。

RISC-V 公司胜利的财产范畴正在那里?今朝市道上有各类百般的展望，我以为那一展望比力靠谱：以 RISC-V 为体系架构的芯片财产将正在 IoT 范畴成长 年夜，特别是正在工控范畴的成长 快。那和 RISC-V 的特性有关 —— 许可设想者增加本身的新设想，合适工控范畴客户的要求。

固然，RISC-V 要想正在工控范畴拓展市场，还需求有优异的通讯手艺和芯片加工工艺来加持，才气终究瞥见效果。

芯片财产有一个根基原则，量必然要年夜才有能够胜利贸易化。是以我们正在设想芯片时，需求问本身，未来我们的芯片能够攻陷哪一个市场?

普通能够分为面向新利用场景的增量市场和用于替换其他产物的存量市场，两种市场带来分歧的设想原则。X86 和 ARM 就是得益于增量市场，X86 跟从 PC 生长，ARM 跟从手机生长。PC 起步时，芯片品种繁多，有一两家公司看准标的目的，与体系软件公司连系，构成开辟平台，随之利用法式和软件公司开辟利用，构成生态体系。

生态体系一旦构成以后难以产生改动，对利用软件公司而言，平台移植本前很是高。

而正在体系架构范畴里，分歧的细分市场普通只要一个龙头，很少有老二，Intel 与微软集成了开辟平台，其他公司很难打进那一市场，不外因为美国的反把持法，PC 范畴除 Intel，AMD 也获得了胜利。手机范畴，终究只要 ARM 连系安卓和苹果的 iOS 成立起壮大的生态。

体系架构范畴中，存量市场胜利的例子很少，Intel 胜利打进了本来基于 Spark 和 IBM Power 架构的办事器和数据中间市场是此中一例，Intel 破费了年夜量的人力、物力和财力，经由过程长时候的尽力，才终究打进那一市场，且市占率正在 10% 以上。

　　RISC-V 的手艺题目和贸易应战

回到 RISC-V，今朝我们面对一些手艺题目和贸易应战。

3 年前，David Patterson 传授正在乌镇天下物联网年夜会上曾提到过今朝微处置器面临的一些手艺题目：

功耗题目。不管是数据中间，仍是智妙手机和物联网市场，功耗题目都变得主要，以是此刻的芯片设想良多都是针对下降功耗的，但没有一个可以或许下降功耗的体系架构，那是一个题目。

平安、靠得住、隐私正在此刻的体系里愈发主要，那一样是体系架构斟酌较少的方面。

新兴利用。好比物联网、野生智能、年夜数据、区块链等都对通用芯片提出了一些新要求，那些要求正在现有的体系架构上冲破性未几。

微处置器的设想很是依靠体系软件的兼容性，设想一款芯片必然要斟酌曩昔的体系软件，否则良多利用法式就没法运转，有很年夜的范围性。

RISC-V 贸易方面的应战，需求斟酌是要打进存量市场仍是增量市场，除指令集 ISA 以外，另有良多非指令 ISA 的元素，那些元素都需求正在 RISC-V 架构长进行更好地界说，终究才气被市场接管。

RISC-V 是开源的，其他要素未来能够也要开源，但每一个公司设想本身的芯片必然要有独到的地方，不然没有气力与其他敌手合作，今朝还没有很好的处理法子来既连结开源指令集的分歧性，又让各个公司的设想手艺表示其怪异性。

RISC-V 不竭生长，设想步队愈来愈年夜，架构指令不竭增加，有构造、可延续地做一个软件平台也是一种应战，由于 RISC-V 自己矫捷可变，不像 X86 和 ARM 一样根基牢固。

以上那些都是手艺题目引发的贸易应战，或贸易自己的应战。

RISC-V 开源，为指令集架构的贸易形式带来新的能够性，至于那个贸易形式终究会是甚么样?今朝还未有明白的谜底，但愿在坐的列位配合尽力，找到谜底。