摘要：雖然中國芯片市場繁榮發(fā)展，但是不可忽視的是,，仍存在大多數(shù)產(chǎn)品依賴進口,、缺乏核心技術(shù)等問題，因此,，構(gòu)建我國自主知識產(chǎn)權(quán)芯片生態(tài)系統(tǒng)十分必要性并且勢在必行,。在全球和中國產(chǎn)業(yè)的共同需求下，RISC-V逐漸成為業(yè)界關(guān)注的焦點。

　　文/樂川

　　集微網(wǎng)消息,，近年來,，中國芯片市場規(guī)模和市場結(jié)構(gòu)均發(fā)生變化，設(shè)計業(yè)和制造業(yè)收入明顯上升,。但是不可忽視的是,，仍存在大多數(shù)產(chǎn)品依賴進口、缺乏核心技術(shù)等問題,，因此,，構(gòu)建我國自主知識產(chǎn)權(quán)芯片生態(tài)系統(tǒng)十分必要性并且勢在必行。（本文主要觀點來自中國標準創(chuàng)新基金總經(jīng)理魏仝生的演講）

　　根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,，2017年中國集成電路產(chǎn)業(yè)增長迅速,，市場規(guī)模達到5411.3億元，同比增長24.8%,。

　　同時,，集成電路行業(yè)的市場結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化，設(shè)計業(yè)和制造業(yè)收入占比明顯上升,。其中設(shè)計業(yè)從2009年的24.3%上升到2017年的38.3%,，上升了14個百分點；制造業(yè)從2011年的22.3%上升到2017年的26.8%,；封測業(yè)的收入比重則由2011年50.5%的巔峰降到目前的34.9%,。

　　根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，截至2017年底,，全國共有設(shè)計企業(yè)約1380家,，全年實現(xiàn)銷售額約1945.98億元，比2016年增長28.15%,，比重再次大幅提高,。可以看出,，近幾年中國芯片設(shè)計行業(yè)銷售總額持續(xù)穩(wěn)定增長,。

　　與此同時，中國集成電路制造業(yè)銷售額也迅速增長,。自2014年以來,，中國集成電路制造業(yè)加速發(fā)展，根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,，2017年全年銷售額達到1448.6億元,，同比增長28.5%。值得注意的是在這一銷售數(shù)據(jù)中,，包括了臺積電,、三星,、英特爾、海力士等國際廠商在中國大陸的銷售額,。

　　在封測領(lǐng)域同樣充滿生機,。近年來，本土封測企業(yè)的快速成長以及國外半導體公司向國內(nèi)大舉轉(zhuǎn)移封測能力,，2017年國內(nèi)集成電路封測業(yè)同比增長20.1%,，銷售規(guī)模達到1889.2億元。

　　雖然中國芯片市場繁榮發(fā)展,，但是不可忽視的是,，仍存在幾個問題。

　　首先是大量集成電路產(chǎn)品依賴進口,，對高端芯片的進口依賴逐年增大,。

　　我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和自身的市場需求極不匹配，國內(nèi)集成電路產(chǎn)能全球占比為7%,，而市場需求則接近全球的1/3。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計,，2017年我國進口集成電路3770塊,，同比增長10.1%，進口金額2601.4億美元,，同比增長14.6%,。

　　相比之下，2017年全國進口原油1623億美元,，遠遠低于進口芯片價值,。中國在半導體行業(yè)的花費遠遠高于石油，由此產(chǎn)生的貿(mào)易逆差也創(chuàng)下了歷史新高,，達到1932.6億美元,，同比增長16.6%。此外,，2017年中國貨物進口總額為12.46萬億元,，也就是說，集成電路進口額占中國總進口額比重高達14.1%,。

　　其次,，缺乏核心技術(shù)，安全無法保障,，每年需要支付巨額的IP費用,。

　　從芯片的技術(shù)之爭來看，全球芯片制造業(yè)的核心技術(shù)長期被壟斷在英特爾,、AMD,、Arm等行業(yè)巨頭手中,，國內(nèi)芯片企業(yè)從產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平,、市場份額等方面都與國際領(lǐng)軍企業(yè)有較大差距,。目前國內(nèi)芯片企業(yè)大都是基于國外企業(yè)提供的軟件系統(tǒng)和開發(fā)工具進行芯片設(shè)計開發(fā)，為此需要支付大量的IP費用,，并且存在巨大的數(shù)據(jù)安全隱患,。

　　因此，構(gòu)建我國自主知識產(chǎn)權(quán)芯片生態(tài)系統(tǒng)十分必要性并且勢在必行,。

　　構(gòu)建自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈

　　當前全球正面臨人工智能（AI）,、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)、車載電子系統(tǒng)等被稱為是下一個萬億級的市場,，不僅有著巨大的機會,，其細分化、碎片化的特質(zhì)要求更完善的服務(wù),、軟件與硬件的結(jié)合要求多元化的整合,，集成電路的發(fā)展將從“單一技術(shù)創(chuàng)新”驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)椤凹夹g(shù)創(chuàng)新+應(yīng)用創(chuàng)新”雙驅(qū)動，“軟硬兼施”成為集成電路企業(yè)的必修課,。它不是任何一家或幾家企業(yè)就能做好的,，著眼于產(chǎn)業(yè)體系的可控性，誰取得生態(tài)系統(tǒng)的主導權(quán),，軟硬件企業(yè)就會跟誰走,，產(chǎn)業(yè)體系就由誰來控制。

　　在全球產(chǎn)業(yè)和中國集成電路市場的需求下,，RISC-V逐漸成為業(yè)界關(guān)注的焦點,。

　　RISC-V的特性包括以下幾個方面：

　　1.對于指令集的使用完全開源，雖然不是第一個開源指令集,，但它具有重要意義,，因為此設(shè)計使它可以適用于現(xiàn)代計算設(shè)備（如云計算、高端智能手機和微小嵌入式系統(tǒng)）,。

　　2.RISC-V基金會不會收取高額的授權(quán)費,，并且允許企業(yè)能夠完全擁有、添加到自有指令集進行拓展,，但不需要開放共享以實現(xiàn)差異化的發(fā)展,。

　　3.架構(gòu)簡單，借由設(shè)計架構(gòu)的純熟,，RISC-V基礎(chǔ)指令只有40多條,，加上其他模塊和擴展指令，總共有幾十條指令,，大大降低直接應(yīng)用的門檻,。

　　4.RISC-V同時提供詳細的特權(quán)指令與用戶級指令,，讓開發(fā)者易于移植Unix、Linux系統(tǒng)至RISC-V平臺,。

　　5.RISC-V在不同的部分能夠使用模塊將其組織在一起,，試圖通過一套架構(gòu)滿足不同的應(yīng)用場景。

　　6.使用RISC-V來設(shè)計芯片,，設(shè)計公司不需要擔心工具鏈的問題,，RISC-V社區(qū)已提供完整的工具鏈，RISC-V基金會會持續(xù)維護其工具鏈,。

　　推動建立國家指令集標準,，打造中國芯

　　指令集是半導體芯片發(fā)展最重要的基礎(chǔ)，對CPU運算進行指導和優(yōu)化的硬程序,。建立中國自己的標準和知識產(chǎn)權(quán),，擺脫向外國企業(yè)支付昂貴專利費及限制技術(shù)發(fā)展的局面，同時也有利于促進信息產(chǎn)業(yè)自主可控的發(fā)展,。此本質(zhì)即打破國外芯片在整個指令集架構(gòu)上的壟斷,，并防范國外芯片所隱藏的可能的安全后門。因此,，自主可控首先要保證芯片的自主可控,，而使用以RISC-V為指令集架構(gòu)為國家標準的發(fā)展即是創(chuàng)造自主且可控的信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，中國標準創(chuàng)新基金將作出以下舉措來推動RISC-V的發(fā)展：

　　成立“中國RISC-V自主知識產(chǎn)權(quán)發(fā)展聯(lián)盟”

　　成立中國RISC-V發(fā)展基金會

　　成立“RISC-V發(fā)展研究院”

　　推動RISC-F作為國家CPU指令集標準

　　建設(shè)自主研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)

　　舉辦中國RISC-V論壇

　　結(jié)合政產(chǎn)學界成立“自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片產(chǎn)業(yè)技術(shù)標準創(chuàng)新示范基地”

　　中國芯人才培養(yǎng)工程-培育RISC-V人力資源

　　根據(jù)國內(nèi)人才調(diào)查顯示,，為了迎頭趕上自動化系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)以及人工機器學習驅(qū)動的人才市場,，大約有85%的芯片供應(yīng)商都需要新的人才類型,。然而，其中有77%的業(yè)者都表示人才短缺,，特別是電子工程師,，尤其是芯片底層編譯驅(qū)動工程師、指令集編譯工程師等,。

　　發(fā)展及培育RISC-V項目人才是極為重要且急迫的任務(wù),，包括以下工作:

　　與各地高校合作，落地“中國芯學院”培育RISC-V人力資源

　　人才培育及儲備需要有一套長期規(guī)劃與實施,，國外科技學院雖多,，但多為應(yīng)用層以上技術(shù)人才，對于芯片底層驅(qū)動及指令集技術(shù)人才還是不足,。我們將與全國各高校形成階梯式培育計劃,，廣招及儲備芯片RISC-V指令集人才。

　　地方政府結(jié)合當?shù)禺a(chǎn)業(yè)人力需求,，扶持并支持RISC-V培訓課程的推廣

　　RISC-V課程培訓需要投入大量人力物力及財力,，地方政府最了解當?shù)馗咝＜捌髽I(yè)需求,，故需要地方政府牽頭企業(yè)及RISC-V聯(lián)盟，制定課程方案及創(chuàng)造吸引人才條件環(huán)境,，扶持RISC-V技術(shù)人才落地,。

　　奠定芯片研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)

　　開發(fā)指令集的成敗在于生態(tài)環(huán)境的建立與工具鏈的成熟，若有一套已完整工具鏈,，對于建立完善生態(tài)系統(tǒng)是非常重要,，有了完整生態(tài)系統(tǒng)，可加快研發(fā)及發(fā)展基于RISC-V的芯片系列,。

　　寫在最后

　　RISC-V開源的特性,、極簡的架構(gòu)與模塊化哲學，將給開發(fā)者帶來極大的便利,。然而,，相比Arm和英特爾x86，RISC-V現(xiàn)階段的一大短板就是生態(tài)不完善,。一位業(yè)內(nèi)人士告訴集微網(wǎng)記者,，研發(fā)是一回事，工程是一回事,。假如產(chǎn)品出了bug,，誰給你調(diào)試？出來的東西能不能用現(xiàn)在也不好說,，風險不是一般的大,。

　　從另一個角度來看，并不是每個公司都可以免費的從RISC-V指令集架構(gòu)受益,，因為它對技術(shù)水平,，資金投入和時間的要求都不低?？梢詮牡谌劫I,，但一份價錢一份貨。另一位知情人士則對集微網(wǎng)記者透露,，目前,，第三方購買RISC-V的授權(quán)費用在Arm的70%左右，目前主要用在一些消費電子的通信應(yīng)用上,，例如無人機芯片,，因其對圖像、視頻的實時傳輸有所需求,。

　　簡而言之,，中國集成電路產(chǎn)業(yè)如果主動和積極的擁抱RISC-V生態(tài)好處不小。一方面,，能擺脫國外的壟斷,，實現(xiàn)處理器內(nèi)核的國產(chǎn)自主,。另一方面由于RISC-V內(nèi)核的成本優(yōu)勢，將會幫助本土產(chǎn)業(yè)開發(fā)出更高的性價比的芯片,。但是,，風險和試錯成本也著實不小，能否成功,，還得看產(chǎn)業(yè),、政府等各方的決心和毅力。