5G与RISC-V拉开国产芯片爆发前夜

孔明

站在2020年，达摩院站在科技尖峰发布了十大科技趋势。

工业5G与RISC-V模块化芯片设计将成为中国未来的科技爆发原点。

工业现代化的痛点：高可靠无线组网

在现有的制造业的生产方式中，虽然已经有全自动/半自动的生产流水线的出现，但是仍然无法避免大量的人工干预环节，在监督、检测、测试、物流等各个方面都需要现场的实时参与。

在生产管理方面，即使有MESH系统进行全过程的调度管理控制，但是其具体执行实施也仍然需要大量的人工干预。

并且，基于有线通信连接的设备，限制了工序的灵活变更与场地的灵活配置，无法满足未来对产品的柔性制造的需求。

工业5G与工业云，国产芯片的爆发原点

随着工业5G技术和工业云的到来，现有的制造业工厂的生产方式将迎来极大的转变。基于工业5G的IOT技术将传统生成设备的有线数据连接全部无线化，大幅提升了各个环节的数字化程度并完全接入工业云，涵盖流水线、机器人、检验设计、AGV等所有生产设备。

同时，工业云未来集中式控制工厂的大脑，根据生产目标，可以智能化地产生虚拟调度方案，并且通过对远端各种设备的反向控制操作进行生产调度的直接实施。

依托于5G网络高可靠和低延时的特性和工业云强大的计算能力，未来的智能制造工厂完全可以实现集中式的生产调度控制，整个工厂柔性化能力将大为提升。在此基础上，生产过程中产生的丰富数据将进一步被分析挖掘产生价值，指导产品的设计更迭。

毫无疑问，在工业5G和工业云价值下的智能无人工厂，由于其集中调度的合理性与无人化使得其生产效率将远远超过传统人工干预的工厂。原来根据多种产品定义的不同生产线将能够被一条智能生产线替换，大大降低了工厂建设成本，无人化的生产方式也大大降低了产品的生产成本。

基于以上前景，达摩院整合阿里在通信、云计算领域的优势，近年不断加大对智慧工厂的基础技术研发投入，基于工业5G和工业云提出了未来无线化、无人化智慧工厂的基础技术框架并且进行了大量的理论分析与实测验证，达到业内领跑的能力。

伴随5G+工业带来的是国产芯片强需求

5G技术的逐渐成熟与普及，我们即将迎来“万物互联”的物联网时代。

不仅电脑、手机需要芯片，汽车、家电、医疗器械、工控设备以及教育、金融、电力、能源等与国计民生息息相关的行业都需要芯片。

然而，中兴与华为被美国肆意制裁的事实警醒我们：如果芯片核心技术受制于人，“中国制造2025”将成为无源之水、无本之木，中国也将在物联网时代落后于西方发达国家。

5G下芯片需求井喷与芯片模块化定制

各行各业对于芯片的定义与需求是大相径庭的。

例如，能源行业需要耐高温的芯片、工控设备需要功耗低稳定性好的芯片、自动驾驶领域则需要集成各种传感器的芯片。

现有的通用处理器解决方案虽然能够适用各类应用场景，但样样行样样松。矿机芯片与AI芯片的出现就是因为通用解决方案在达到同等算力时，功耗大到难以接受。通用解决方案的局限性要求物联网领域的企业具有针对特定应用场景开发专用芯片的能力。

然而，芯片设计的门槛之高，让许多物联网初创企业望而却步。一方面如果基于已有的通用解决方案进行定制开发，高昂的授权费用，如“ARM税”、“高通税”等，可以直接抹杀企业的利润空间；另一方面如果自己从头造轮子，芯片的测试验证、全套工具链的开发与维护，同样会给企业带来无法承受的人力成本与时间成本。

一次流片的总成本可能高达百万

模块化的芯片设计方法与指令集-IP-SoC的层次化开源体系将成为业界主流。对于企业而言，使用开源的、经过反复流片验证的成熟模块搭构专用芯片，能够大幅提高芯片设计效率。而开源的商业模式也将为企业免去高昂的授权费用，进一步为企业减轻负担。

孔明

ARM已停止与华为合作，这是在美国因素影响下的无奈决定，对于中国芯片产业将造成巨大影响，或许中国芯片企业将会忧虑类似的事件再次发生，如此中国芯片企业将会选择其他的芯片架构，Risc-V将是替代的选项。

ARM架构芯片开发成本过高

ARM本来是一家英国企业，不过如今已被日本的软银所收购，这家企业专注于芯片架构研发，它自身并不生产芯片，因此获得了全球芯片设计企业的广泛支持，由此ARM占据了移动处理器市场绝大部分市场份额。

ARM的优势在于采用它的设计成本较低，让更多芯片设计企业承受得起相关的研发成本，然而要获得它的授权依然需要较高的门槛。2019年调整后的授权费显示，芯片厂商如果使用ARM的一种设计方案投产芯片，需要每年支付7.5万美元的费用，如果每年支付20万美元，则可以获得不限数量的芯片设计方案。

除了获取ARM的架构授权需要成本之外，生产芯片同样要不小的成本，据称此前小米研发澎湃S2的时候流片费用就要数亿元，正是昂贵的芯片开发成本导致小米在澎湃S2受挫后没有继续进行。如今ARM的最新架构往往会要求最新的工艺才能达到最佳的效能，然而从台积电的信息可以看到越先进的芯片制造工艺，芯片制造成本也越高，这无形中又抬高了芯片开发成本。

高昂的成本不利于中国日渐繁荣的芯片行业，毕竟中国这些新生的芯片设计企业还太过稚嫩，它们无力承担昂贵的授权费和芯片生产费用。如今受制于美国的ARM停止与华为的合作更是给中国芯片企业一记闷棍，原来所谓开放的ARM并非真的完全开放，这更迫使中国芯片企业寻找ARM的备胎。

Risc-V是ARM的替代选择

相比起ARM，Risc-V作为一个更开放的架构，其授权费用更低，目前Risc-V组织刚刚从美国迁移至瑞士，弱小的Risc-V组织希望获得更多芯片企业的支持，自然愿意给出较低的授权费用。

Risc-v为了从现有被ARM垄断的移动芯片市场跑出，其设计的初衷就是可以利用较落后的工艺获得更高的性能，从而进一步降低芯片开发成本。对于中国稚嫩的芯片设计企业来说，这一点非常重要，目前台积电、联电和中芯国际在中国大陆的工厂所采用的芯片制造工艺都是较台积电在中国台湾的工艺落后，中国大陆的芯片企业可以就近找这些代工厂代工生产，降低了芯片制造成本，同时又缩短了芯片流片时间。

最重要的一点是Risc-V显然从美国这次对华为的限制而认识到了将总部放在美国可能难以获得中国芯片企业的支持，它已主动将总部迁移至瑞士。同时Risc-V为全新开发的架构，美国专利占有比例较小，如果中国芯片企业及早获取授权并可对指令集进行修改，这有利于中国开发出不含美国专利的芯片，真正开发出自主架构，摆脱美国的限制。

欧美企业此前早已围绕ARM架构开发多年，它们拥有了太多的ARM架构专利，这也让欧美放弃ARM架构的可能性较小，而中国要绕开这些专利几乎是不可能的，正因此中国才会如此热烈的拥抱Risc-V架构，并在中国成立了中国开放指令生态(RISC-V)联盟，加速Risc-V芯片架构在中国的生态建立。

当然中国开发Risc-V架构也面临巨大的困难，Risc-V才刚刚开始，而ARM早已形成完整的生态，这是中国芯片企业开发Risc-V架构面临的巨大困难，如今ARM停止与华为的合作，将刺激中国芯片业界加快发展Risc-V架构，及早完善Risc-V生态，以免未来再遭遇类似遭遇。

总的来说ARM停止与华为的合作对中国芯片业界的震动是非常强烈的，对ARM在中国的发展必然会造成深远影响，近期全国政协常委、全国工商联副主席、香港恒基兆业集团主席李家杰也指出将加速推进RISC-V开源芯片生态建设，对Risc-V来说显然是一个难得的机遇。

孔明

近日ARM中止与华为合作的消息被爆出，而各大财经快报媒体却集体收声没有转载，其中深意请各位自己体会吧！

那么下面，我就来说说ARM架构。在目前的手机芯片市场中，高通、苹果和华为占据了大部分的市场份额。多数国内外厂商的产品采用的是高通的处理器，比如小米、OPPO、vivo等等，华为的产品有自己的麒麟处理器，而苹果则有A系列处理器支撑。不知道各位知不知道这一个事情，就是这些不同公司研发的处理器有一个共同点，它们采用的都是ARM架构。

那么，问题来了！

华为目前的麒麟处理器获得了armv8版本架构的永久授权，但是未来的不确定性依然很高！因为这个架构还涉及到台积电，还有永久授权也不保险，最终还是要以ARM官方对外的口径为准。

那我们就拿他们一点办法都没有吗？答案是有！

“中兴事件”后，中国力推RISC-V架构，欲挑战巨头ARM和英特尔！RISC-V这个全球开放的架构没有知识产权的限制，对中国而言是一个很好的机会。鉴于ARM授权费太贵及英特尔几乎“闭门不开”，RISC-V在世界范围内逐渐步入发展热潮。与此同时，在去年的中兴事件引发了高度关注后，中国RISC-V产业联盟和中国开放指令生态系统(RISC-V)联盟相继成立。

目前，RISC-V进一步在国内铺开发展。自2019年5月6日起，由RISC-V与Linux两大基金会合作并开展系列面向RISC-V架构技术的研讨会，历时11天先后在中国深圳、成都、上海、杭州、北京5个城市的RISC-V进行路演，以推动RISC-V在中国的产业化。

实际上，在全球微处理器指令集架构中，英特尔的X86和ARM架构目前占据了主流市场。RISC-V基金会中国顾问委员会主席方之熙近日表示，在物联网时代，RISC-V若能充分其优势，将对英特尔的X86和ARM构成挑战，甚至成为行业第一。

他还表示，以前龙芯关起门来"做"和其它国内企业跟在对手后面研发两条路行不通。若加大项目和资金投入，RISC-V对中国而言是一个很好的机会。而RISC-V的市场目前主要集中在物联网、控制器、数据中心的专用芯片和边缘计算等。

xdqfc

ARM个呆怂自毁长城，目前情况下，应该拥抱中国企业一起对RISC_V进行打压，这样才符合他自己的利益，想不到他自己把中国客户放弃，这下好了，自动放弃，将来再想进来估计比登天还难，RISC_V在中国已小成气候了，相信会越来越强大。