在用於物聯網（IoT）的半導體開發領域，任何人都能使用的開源標準「RISC-V」正在崛起。該標準首先在可穿戴設備和智慧家電等領域不斷得到應用，有預測顯示，到2025年採用率將達到近3成。RISC-V正在成為希望以智慧手機為起點而涉足物聯網的英國ARM的主要對抗者。

 

 

      「可以實現競爭産品10倍以上的電力效率」，2021年11月，日本半導體開發初創企業ArchiTek的社長高田週一在當時于橫濱舉行的RISC-V行業展會上發佈了一項研發成果。高田出身於松下，他所領導的ArchiTek從事物聯網人工智慧（AI）半導體業務，在開發可提高電力效率的電路時採用了RISC-V。

 

       物聯網終端需要以低耗電、高效率處理通過感測器收集到的數據。以往，面向物聯網的AI半導體往往通過搭載很多專門用於圖像處理等的運算引擎來提高效率，存在的課題是，其他精細計算全部集中在CPU（中央處理器）上，導致總體效率下降。 

 

      ArchiTek的AI半導體由基於RISC-V開發的省電電路來分擔精細的處理工作，提高了計算效率。該公司正以2020年開發的試製品為基礎，面向智慧攝像頭等用途推進開發，力爭在2023年春季提供性能更高的量産産品。

 

       任何人都可以免費使用

  

       RISC-V是規定半導體基本規格的指令集架構（ISA）之一，由美國加州大學柏克萊分校的研究人員從2010年開始開發。由於是開源架構，任何人都可以無償將其用於設計。

 

 

      也有的企業對外銷售基於RISC-V架構設計的電路的智慧財産權（IP），比如加州大學的研究人員等人設立的美國SiFive。

 

美國SiFive的開發板，搭載了RISC-V半導體

  

       在主要的指令集架構中，美國英特爾的「x86」是個人電腦架構的主流，軟銀集團旗下企業英國ARM的指令集架構則是智慧手機架構的主流。在被視為下一個增長市場的物聯網用途架構方面，ARM同樣佔據優勢，但最近RISC-V的存在感提升。

 

       在積極引進RISC-V的中國，華米科技等可穿戴設備廠商以及電子煙半導體廠商一直採用這種架構。美國企業方面，半導體巨頭西部數據對引入RISC-V十分積極，提出了將存儲裝置的控制半導體換成RISC-V産品的方針。

 

       被新款智慧手機採用

 

       全球的大型IT企業也在積極採用RISC-V。美國谷歌2021年10月推出了新款智慧手機「Pixel 6」系列，利用RISC-V為該系列開發了用於保護數據的半導體。美國蘋果已開始在招聘網站上招募「RISC-V程式員」。

 

       加入業界團體RISC-V International的各國企業、大學、個人等成員超過了兩千，除了西部數據和谷歌外，還包括美國高通、南韓三星電子、中國華為技術、德國西門子等，目前正在進行技術開發和標準制定等工作。

 

       英特爾推進涉足半導體代工業務，承接RISC-V半導體代工，該公司也在2月加入了RISC-V International。

 

       日本企業方面，索尼半導體解決方案和日立製作所等也加入了該團體。電裝旗下的半導體設計公司NSITEXE開發出了基於RISC-V5的IP，並向瑞薩電子的車載微控制器提供技術。

 

       指令集架構只是半導體的基本標準，因此半導體的性能還要依賴於詳細設計，不過業界普遍認為RISC-V的優勢是電力效率和安全性能好。據香港調查公司Counterpoint預測，2025年物聯網終端的RISC-V採用率將達到28％，工業設備的這一比例將達到12％，汽車將達到10％。

 

       RISC-V迅速受到關注有兩大原因。

 

      第一個是美國半導體巨頭英偉達2020年9月公佈了收購ARM的計劃。在與各國反壟斷部門的協商陷入僵局的情況下，英偉達最終放棄收購，但ARM一直以中立立場提供的指令集架構和IP落入特定企業之手的可能性浮出水面。

 

       一家半導體企業的高管指出，「競爭企業抱有危機感」。

   

      美國學者大衛·帕特森是被譽為電腦科學諾貝爾獎的「圖靈獎」得主，他也參與RISC-V International的運營工作。帕特森在其著作中強調，「過去，多數指令集架構一直受到單一企業的命運或隨意行為的左右。RISC-V的未來則不存在這種擔憂」。

 

 

      RISC-V受到關注的另一個原因是，中美對立等地緣政治風險提高。RISC-V International首席執行官（CEO）卡利斯塔·雷德蒙德針對RISC-V的立場強調稱，因為是開源架構，「不會受到各國出口管制政策的影響」。

 

      如果以不依賴於特定企業的RISC-V為基礎進行技術開發，將有望降低觸及各國管制政策的風險。

 

      中國企業對RISC-V的普及表現出積極姿態。阿里巴巴集團以RISC-V為基礎開發出了用於物聯網的AI晶片，並將其IP公開，促進全球企業引入。

 

 

     北京兆易創新科技正在開發RISC-V微控制器，還在日本市場推廣産品。華為則在RISC-V開源開發貢獻排行榜中排名靠前。

 

      課題是推廣到「核心半導體」

 

      RISC-V要進一步普及，還有課題需要解決。在用來控制設備的基板中，引入RISC-V的主要是週邊部分的半導體，而核心部分的半導體才剛剛起步。使用ARM技術的半導體迄今為止已出貨2000億個以上，ARM在支援體制和相關軟體的豐富性等方面具有很大的領先優勢。

 

      但以長遠角度來看，指令集架構的主角正在發生更疊，比如蘋果在個人電腦中以採用ARM技術的自研晶片取代了原來的英特爾晶片。

 

      據美國調查公司Semico Research預測，2022年採用RISC-V的半導體的出貨量將達到2億6170萬個，增至上年的2.1倍。到2027年將增加到28億個。

 

      採用ARM技術的半導體的年出貨規模為200億個，雖然RISC-V半導體的規模與之相比還有很大差距，但Semico Research認為，RISC-V還會在數據中心和通信基礎設施等領域獲得一定份額。在半導體的存在感進一步提升的情況下，作為其技術基礎的指令集架構吸引IT巨頭悉數入場。從這一現狀可以看出，産業金字塔的主角已開始迅速變化。

 

      日本經濟新聞（中文版：日經中文網） 龍元秀明

 

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