当前中国RISC-V市场概况

 

在当前复杂的国际环境下，RISC-V CPU IP对中国半导体产业的重要性愈发凸显。随着中美科技竞争的加剧，ARM架构作为全球主流的CPU IP之一，存在对中国断供的风险，这将对中国的芯片设计、制造及相关产业链带来巨大冲击。RISC-V作为一种开源、开放的指令集架构，为中国提供了重要的技术自主可控路径。其开源特性使得中国企业和研究机构能够基于RISC-V进行自主设计、优化和创新，避免受制于外部技术封锁。此外，RISC-V的模块化设计和高灵活性，使其能够广泛应用于物联网、人工智能、数据中心等领域，为中国半导体产业的多元化发展提供了重要支撑。

 

近年来，中国在RISC-V生态的布局和成效显著。2018年，中国RISC-V产业联盟成立，中国企业在RISC-V开源社区中的贡献度不断提升，推动了全球RISC-V生态的繁荣。通过大力发展RISC-V生态，中国不仅可以降低对ARM架构的依赖，还能在全球半导体产业链中占据更主动的地位，推动国产芯片的自主创新和国际竞争力提升。因此，RISC-V CPU IP不仅是技术自主的关键，更是中国应对国际技术封锁、实现科技自立自强的重要战略选择。

 

 

 

美国封锁

 

• 2022年10月7日，美国商务部工业安全局（BIS）宣布了对美国《出口管理条例》（EAR）的一系列修订，并公布了针对中国企业的新的出口管制限制措施，严格限制了中国企业获取高性能计算芯片、先进计算机、特定半导体制造设施与设备以及相关技术能力。

 

• BIS将31家在人工智能、超级计算机、高性能芯片领域领先的中国企业列入未经核实清单(UVL)，限制使用美国设备、技术，以及雇佣美籍员工。

 

• 随着信创产业关键品类安全稳定供应的不确定性加大，国内信创产业发展的紧迫性、重要性持续提升。

 

• 对于中国而言，国产替代是一个无法回避的选项。

 

 

Imagination背景

 

Imagination成立于1985年，由芯片资深人士创建，总部在英国赫特福德郡（Hertfordshire），是世界上最大的移动 GPU 公司之一，Imagination在2012年还占据了移动GPU市场50.1%的份额，GPU产品中PowerVR系列也是脍炙人口。

 

旗下有三大支柱产品，分别是GPU产品线PowerVR，CPU产品线MIPS，以及通信及无线连接产品线Ensigma。

 

1994年，Imagination在伦敦交易所上市。NEC和ST micro的PC以及世嘉Dreamcast游戏机，都采用过PowerVR 3D技术。后期公司GPU技术转向移动端，并获得了巨大成功。因为公司运营的成功，Imagination创始人和当时的CEO被英国伊丽莎白女王授予勋章。

 

基于GPU方面的成就，近十年Imagination一直致力于研发人工智能IP技术，并开发了人工智能产品线。

 

在失去了最大客户后，Imagination被中资背景的凯桥基金会全资收购。

 

去年年底，Imagination曾经的最大客户重新回归，与Imagination达成新的多年期授权协议。

 

 

 

 

Imagination及RISC-V的重要性

 

Imagination有最核心的关键专利，公司专利技术多达1500多项。采用Imagination IP的芯片发货量超过110亿。在全球很多地方，Imagination设有研发人员和销售机构。

 

目前Imagination所有的知识产权没有源自美国，这在当前的形势下很关键。

 

Imagination提供 IP 授权和芯片定制全栈式服务，适用于高性能服务器、DPU、车规芯片、PC、手机以及高端 AI 边缘芯片等对CPU有较高要求的领域。目前该公司开发的具有自主知识产权的RISC-V CPU IP已经量产。

 

 

RISC-V的使用场景

 

• AI芯片主要承担推理任务。由于边缘侧场景多种多样、各不相同，对于计算硬件平台的算力和能耗等性能需求也不同。因此，不同于云端AI芯片需具备“高端、通用”的性能特点，应用于边缘侧的AI芯片需要针对特殊场景进行针对性设计，以实现最优的解决方案。

 

• 的边缘侧推理解决方案将GPU和NNA相结合，灵活地将不同的工作负荷分配到最适合的硬件单元，最大限度地发挥不同硬件单元的性能。

 

 

RISC-V的优势

 

• 开放性与灵活性
  • 开源架构：RISC-V是一个开源指令集架构。这种开放性使得中国企业能够根据自身需求定制处理器设计，降低对国外技术的依赖
  • 灵活的扩展性：RISC-V允许用户根据特定应用需求添加自定义指令，适应不同领域（如物联网、人工智能等）的需求

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• 政策支持
  • 国家战略：RISC-V作为一种开源架构，符合国家在芯片自主设计和制造方面的战略目标。这对于实现国家信息化建设、提升国家安全能力等方面都具有重要意义
  • 自主可控：中国政府大力支持自主可控的半导体技术发展，在中国“国产化”进程的背景下，RISC-V在一定程度上解决国内芯片发展的问题，成为中国芯片设计者的首选之一
  • 资金与资源：国家和地方政府对RISC-V相关项目提供资金支持和政策优惠，促进其在国内的推广与应用

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• 生态建设
  • 快速发展的生态系统：随着越来越多的企业和研究机构参与RISC-V的开发，中国已经形成了一个快速发展的RISC-V生态系统，包括芯片设计、工具链、操作系统、应用软件开发等，为RISC-V的广泛应用奠定了基础
  • 合作与联盟：中国的多家企业和高校组成了RISC-V联盟，共同推动技术标准化和产业化，形成合力
  • 成本优势
  • 降低研发 成  本：使用RISC-V可以减少对专有架构的许可费用，从而降低研发成本，提高市场竞争力

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• 成本优势
  • 降低研发 成  本：使用RISC-V可以减少对专有架构的许可费用，从而降低研发成本，提高市场竞争力

 

 

未来展望

 

网络安全就是国家安全。摆脱西方IP技术体系的制约，实现从密码到网络的全面自主可控，是维护我国网络空间自主控制权的必经之路。只有在网络协议与密码应用的深度融合方面持续进行自主创新，才能够真正构建“中国人自己的网络”，牢牢把控网络空间安全的自主控制权。

 

构建从密码到网络全面自主的新型基础网络，是我国信息化发展的新方向。这种全新的技术路线，能够改变网络通信技术领域的被动叠加式安全防护理念，开创出在基础网络层面解决安全问题的全新技术体系，在国家信息化建设、新型互联网应用、传统产业升级、打破信息流通结构性障碍等方面发挥重要作用。在我国信息通信产业的发展道路上，核心芯片、硬件设备、操作系统、数据库软件等逐步实现了自主可控，而具备密码安全基因的网络协议的自主研发，则是这张蓝图上一片亟需填补的空白。