芯片是现代科技创新的关键点,也是当下中国制造进化为智造的痛点。
芯片市场的关键在于芯片架构。
芯片架构是CPU控制计算指令的一种规范,其中包含各种复杂的算法。简单点说,芯片架构的先进与否直接关系到CPU的性能。
目前主流大规模主流应用的的芯片架构,大家最为熟悉的是X86、ARM。
X86架构被英特尔封闭使用,英特尔凭借其X86指令集一直主导着计算市场的CPU系统架构,在电脑服务器市场形成霸主地位。
ARM架构则在移动终端市场称雄,占据超过95%份额,主宰了智能手机市场。其授权费用高昂。
费用还在其次,X86、ARM等一系列美国主导的芯片架构已经成为卡中国脖子的政治和经济战争利器,之前有华为手机的迅速衰落痛苦,刚刚有浪潮信息的跌停折磨。
那是不是中国芯片就彻底没有希望和未来了呢?

RISC-V架构指令集的横空出世让中国芯片企业看到了曙光。
X86时代提供芯片,ARM时代提供IP授权,RSIC-V时代提供的是开源指令集。
指令集不是芯片,而是存储在处理器(芯片)内部指导它如何进行运算的一系列规范语言。
它是软件和硬件之间的接口,向下定义任何软件程序员需要了解的硬件信息,向上指导应用系统的运转,可以说指令集架构决定了一个处理器的灵魂。
指令集一般内置在芯片IP(Intellectual Property,知识产权)核心中,属于芯片设计中的一个部分,居于集成电路产业链的上游。
市面上的CPU或者SOC(系统级芯片),都是基于某IP核,这个IP核心实际上实现了一种指令集架构(体系结构特性+特定指令集)。
RISC-V(读作“RISC-FIVE”)是基于精简指令集计算(RISC)原理建立的开放指令集架构(ISA),V表示为第五代RISC(精简指令集计算机)。

每一代RISC处理器都是在加州大学伯克利分校的David A. Patterson教授带领下完成。
RISC-V架构与ARM同源,都出自上世纪80年代的精简指令计算机RISC。二者最大的不同之处在于,ARM是一种封闭的指令集架构,而RISC-V是一种完全开源的架构。这是David A. Patterson教授加州大学伯克利分校团队开发RISC-V架构时的初衷,选择使用BSD (Berkeley Software Distribution)License开源协议,使用者被赋予极大自由,被允许使用者修改和重新发布开源代码,且可以基于开源代码开发商业软件。
由2015年成立的RISC-V基金会负责管理,其总部当时注册地位于美国特拉华州。为避免受到地缘政治氛围的负面影响,始终秉持开源精神,确保美国以外的大学、政府和公司能够继续协助开发 RISC-V 开源芯片架构技术,2020年3月19日,RISC-V基金会正式落户中立国瑞士,为规避潜在贸易限制风险打下了基础。这对RISC-V整个生态体系意义重大,使得国际交流及合作变得更加顺畅,也化解了长久以来整个行业的担忧,对RISC-V生态的优化发展产生了深远的正面影响。尤其是政治漩涡中的中国企业是重大利好,RISC-V给中国处理器IP带来自主可控的发展契机,当然中国巨大的市场需求同时也促进了RISC-V架构的快速发展,让RISC-V出现迅速成长为比肩X86、ARM的第三大架构的可能。
这几年的市场发展充分证明了RISC-V基金会确保开源措施的正确,越来越多的中国企业积极参与其中,中国巨大的芯片市场让以阿里巴巴平头哥为代表的中国企业发展成为主导力量。RISC-V架构让中国芯自主可控见到了曙光。
相比受限于英特尔和ARM,其它企业只能修改不能创造的X86及ARM,RISC-V的开放式生态让其在全球,尤其是中国拥有广阔的前景和巨大的潜力,凭借开放式标准,RISC-V的发展速度远超X86及ARM。
超过70%的RISC-V主要成员来自中国,这些成员的努力将加强中国的IP库和IC设计能力,重塑供应链,并扩张RISC-V的影响力。
中科院计算所、华为公司、阿里巴巴集团等在内的20多个国内企事业单位,都加入了RISC-V基金会。伯克利、清华两所高校还在深圳成立了RIOS实验室,以扶持RISC-V软件生态。
RISC-V会员制度分为四个等级,包括创始会员、执行会员、一般会员和学术会员,每个等级都有不同的会费和会员权利。
截止目前RISC-V国际基金会22位最高级别会员当中,包括阿里巴巴、华为、腾讯、中兴等在内的中国厂商的数量达到了12家,超过一半。

在标准制定方面,阿里巴巴平头哥实现了数据中心、存储管理、安卓、安全等11个技术方向,重要性及数量居世界前列,并拿到了第一张架构兼容性测试的证书。这也意味着,以中国科技企业在RISC-V技术的发展上有更多的话语权。

RISC-V作为新兴架构,以其精简的体量,在物联网IoT领域中有一定的优势。
业人士指出,基于RISC-V的开源无授权费优势、更好的功耗性能、可靠的安全功能,短期内,物联网是最关键的应用领域。到2025年,其采用率可能超过25%。
其卓越的灵活性、可扩展性和功耗优化性,使得RISC-V还可能被采用的领域包括: 工业电子、汽车和HPC(高性能计算)。
而物联网、工业电子、汽车和HPC恰恰在中国处于方兴未艾的高速发展阶段。中国市场上RISC-V的触角可见正在不断蔓延,从最开始的MCU逐渐来到加速器、CPU、AI处理器甚至是GPU。
在RISC-V处理器及芯片研发上,阿里巴巴已经勇立潮头,旗下平头哥已推出3大系列8款RISC-V处理器,覆盖高性能、高能效、实时可靠等场景需求,是RISC-V量产芯片采用最广泛的处理器。
2019年就推出了最高主频达2.5GHz的玄铁C910,突破了业界对RISC-V的性能天花板。平头哥还在基础工具和软件层面打造了无剑600软硬件全栈平台,和基础软件三件套(编译器TAC、编译环境CDK、部署工具集HHB),为开发者和其他厂商搭好了梯子,让他们可以按照自己需求快速开发RISC-V芯片。

2019年,平头哥在上海发布了当时性能最强的RISC-V处理器玄铁C910,之后玄铁系列一直在升级;
2020年,平头哥在上海发布一站式芯片设计平台“无剑100 Open”;
2022年,在第二届RISC-V中国峰会(线上),平头哥发布高性能SOC平台无剑600。
平头哥让世界见证了中国RISC-V生态的蓬勃发展。
2023年3月2日,由阿里巴巴平头哥举办的首届玄铁RISC-V生态大会在上海举行。大会以“开放、连接”为主题,英特尔、谷歌、Canonical、Imagination、海尔、支付宝、网易有道、创维酷开等全球数百家企业及机构代表齐聚一堂。经过约5年时间建设,中国RISC-V生态初具规模。
中国工程院院士倪光南在会上表示, RISC-V是中国CPU领域受欢迎的架构,成为推动新一代信息技术发展的新引擎。
在玄铁RISC-V生态大会上,阿里巴巴平头哥公布了生态计划。面向芯片开放社区的15万开发者,平头哥首度推出在线学习平台“RISC-V学院计划”,鼓励参与全球RVFA认证。针对行业伙伴,平头哥推出“玄铁优选芯片”计划,推动生态芯片落地;同时设置“玄铁优选伙伴”,首批授予给全志科技、爱普特、算能、博流智能、清微智能、云知声、匠芯创、AFP物联等8家公司,肯定他们对RISC-V生态作出的突出贡献。
阿里巴巴已经成为中国RISC-V生态平台的打造者和引领者。

2022年采用RISC-V架构的处理器已经达成出货100亿颗的里程碑。十二年就走完了传统架构30年的发展历程。
随着万物互联的智能时代来临,开放、简洁、模块化的RISC-V架构崛起,并从终端走向云端,在发展成为第三大架构生态的历程中,预估将在2025年突破800亿颗。
中国芯片产业和整个芯片生态将会越来越多地聚焦于RISC-V架构,中国的巨大市场已经展现出成为RISC-V发展关键的端倪。
这是投资市场重大的渗透率机会,行业内部分龙头上市公司将迎来渗透率甜蜜期的爆发。
除了阿里巴巴,满囤挖掘了几家作为重点渗透率龙头标的跟踪,供同修们参考。
1. $全志科技(300458.SZ)$
2. $芯原股份-U(688521.SH)$
3. $乐鑫科技(688018.SH)$
4. $兆易创新(603986.SH)$
5. $嘉楠科技(CAN.US)$
6. $华米科技(ZEPP.US)$
肯定还有其它公司,同修们可以自己深入挖掘。
文中所提公司只作为个人研究跟踪记录,买者盈亏自负。
#渗透率龙头
2023.3.5














