2023年6月，谷歌、英特爾、平頭哥等13家企業發起了全球RISC-V軟件生態計劃“RISE”，以加速建設RISC-V架構軟件生態，推動RISC-V處理器在移動通信、數據中心、邊緣計算、自動駕駛等領域的應用，引起業界廣泛關注。倪光南院士認為，未來主流CPU架構格局中，RISC-V將與X86、ARM三分天下，成為中國最受歡迎的架構。與此同時，美國加緊RISC-V相關先進技術研發，印度、歐洲等地將其作為突破指令集自主可控的新機遇，RISC-V成為大國科技競爭的新焦點。

RISC-V架構的優勢

芯片架構（又簡稱芯片指令集）是規范芯片設計的語法規則。通常，指令集可分為兩類：以X86為代表的復雜指令集，通過單條指令完成復雜操作；以ARM、RISC-V為代表的精簡指令集，通過多條簡單指令的配合完成復雜任務。PC時代，X86架構憑借先發優勢壟斷市場；移動互聯網時代，精簡指令集逐步展現其優勢，形成了ARM與X86平分天下的格局；萬物互聯時代，RISC-V因其諸多特點和優勢，已成為成長最快、最有可能威脅X86和ARM架構的開源指令集。首先是成本優勢。相比X86被英特爾壟斷和ARM的高昂授權許可費，RISC-V有眾多開源微架構，同時無授權許可費用，大大縮減了芯片迭代周期和開發成本。第二是精簡優勢。X86與ARM指令集文檔長達數千頁且版本眾多，而RISC-V指令集文檔不足300頁，還被劃分成了不同模塊，便于用戶根據應用場景靈活刪選不同模塊的指令集，使指令集文檔做到最大程度的精簡。第三是靈活擴展優勢。用戶無法根據需求自主擴展X86、ARM指令集，同時各版本及模塊間兼容性有限。然而，RISC-V指令集具有靈活擴展性，不同模塊和版本間也相互兼容，便于靈活應對多元化、碎片化場景。第四是自主可控優勢。RISC-V作為開源、自由、免費的接口規范，由位于瑞士的RISC-V基金會管理。基金會中，一半以上的高級會員來自中國企業，美國難以對其進行封鎖。

RISC-V架構現狀及各國發展特點

RISC-V架構在市場拓展、生態建設、企業參與等方面發展迅猛，業內專家認為RISC-V有望在未來2-3年內成長為第三大指令集架構。首先，全球RISC-V芯片出貨規模上量、應用領域擴展。2022年，RISC-V芯片出貨量已超百億，距架構提出僅用了10年時間，相比X86、ARM 架構發展速度大大加快，預計2025年出貨量將超800億顆，年復合增長114.9%，且應用將從IoT向手機、PC、服務器、AI、汽車等高端、核心領域擴展，占據全球14%的CPU市場、28%的IoT市場、12%的工業市場、10%的汽車市場。其次，RISC-V生態不斷壯大。系統方面，2022年安卓官方首次實現對RISC-V架構的原生支持，同時，RISC-V已實現了對LiteOS、FreeRTOS 、Linux、安卓AOSP等眾多操作系統的兼容，打通了通過云、桌面、終端等承接各類應用的能力；軟件方面，Synopsys、Cadence、西門子等EDA企業，IAR Systems、SEGGER等工具鏈企業也紛紛加入RISC-V生態系統，全方位支持RISC-V芯片落地；制造方面，臺積電、英特爾已突破先進制程RISC-V芯片代工。最后，RISC-V參與企業呈現指數級增長，據RISC-V國際基金會數據，截至2023年6月底，有超過70個國家或地區的3664家單位成為RISC-V基金會會員，過去幾年的會員增長率均超過100%，包括高通、英特爾、谷歌、阿里平頭哥、華為等眾多頭部企業。中、美處于RISC-V發展第一梯隊，美國在參與企業數量和代碼貢獻方面保持領先，SiFive公司、Linux基金會對RISC-V指令集架構開發貢獻比例達45%、14%，中國企業影響力也在不斷提升，RISC-V國際基金會全球24個高級會員中有13個來自中國。

1. 中國：強市場驅動，占據全球市場的半壁江山

物聯場景切入，快速做大市場規模。2022年，全球超100億顆RISC-V芯片出貨中有一半來自中國，2025年中國市場占比有望提升到3/4。我國企業普遍從風險小、成本低、生態依賴度較低的物聯網市場進入，跑通RISC-V芯片量產的商業路徑，隨后加快向PC、云服務器等領域探索，如阿里巴巴基于RISC-V架構芯片在物聯網等中低端場景有了規模化應用之后，向高端場景邁進，于2022年8月發布全球首個RISC-V筆記本ROMA。構建自主生態，完善產學研合作。我國企業積極參與RISC-V國際組織同時組建中國RISC-V產業聯盟，截至目前已發展150余家會員單位，覆蓋紫光展銳、華大九天等50家公司，復旦、上海交大等近10家重點大學，貫穿IP核芯片、軟件、系統、應用等環節。企業自驅為主，政策扶持為輔。我國RISC-V產業的發展充分發揮企業活力，政策扶持則主要由北京、上海、深圳、武漢等半導體重鎮的地方政府推動。目前已有兩家公司RISC-V芯片出貨總量超百萬顆，其中阿里平頭哥已推出三個系列八個RISC-V CPU核心，最新發布的玄鐵C908能效比業界同性能處理器高出20%以上，并在RISC-V國際基金會任職和國際標準制定中發揮重要作用，成為全球領先的RISC-V企業。

2. 美國：強技術驅動，搶占制高點

積極孵化創新，打造技術策源地。美國歷來重視基礎研究創新，RISC-V是在美國加州大學伯克利分校的研發迭代和DARPA（美國國防高級研究計劃局）的早期資助下誕生的，政府與高校共同打造技術策源地，組建RISC-V基金會，維護指令集架構的完整性和非碎片化，另外率先孵化出國際標桿企業SiFive，推動RISC-V的商業化。突破技術難題，攻克高價值場景。英特爾、高通等頭部企業紛紛明確RISC-V為X86、ARM的戰略級儲備技術方案，并嘗試克服兼容、碎片化等難題，在高性能處理器、存儲器等高價值場景突破發展，如英特爾明確RISC-V為IDM 2.0戰略協同重點，與SiFive聯合研發可挑戰 ARM主導地位的7nm P550智能手機芯片，是目前性能最高的RISC-V CPU；西部數據宣布未來產品都將遷移至RISC-V架構，研發的SweRV采用28nm工藝，性能超越ARM Cortex A15，預計每年將有20億出貨。面向未來方向，預先儲備人才。蘋果和AMD自2021年起計劃招聘RISC-V高性能程序員與嵌入式CPU架構師以應對未來機器學習、視覺算法、信號和視頻處理、智能穿戴設備、高性能GPU等新領域發展需求。

3. 印度：強政策驅動，打造國家級指令集

確立為事實國家指令集，推動高端應用領域技術突破。電子與信息化部加入RISC-V基金會，成為基金會最高級別會員中唯一的政府機構，引領印度成為RISC-V技術與產業的全球性高地。與此同時，通過國家級處理器計劃、基于RISC-V指令集的2GHz四核處理器計劃、以及以RISC-V作為計算主核心的神經形態加速器項目，推動RISC-V在高端應用領域的技術探索。另外，通過“數字印度 RISC-V 處理器”（DIR-V）發展規劃，設定 2023 年 12 月前實現基于RISC-V架構的微處理器流片，推動自主研發應用的落地。政府持續投資，吸引資本集聚。2013年以來，印度政府先后投入9000萬美元研發6款基于RISC-V指令集的開源處理器核、4500萬美元研制基于RISC-V指令集的2GHz四核處理器。政府支持的力度與決心為市場注入信心，吸引包括紅杉資本在內的多家資本為印度本土RISC-V芯片公司投資。促進人才交流培養，激發科技創新活力。包括印度理工學院在內的多所高校展開國內外產學研合作項目。2020 年，印度政府舉辦了一場基于 RISC-V 的芯片設計競賽，激勵本土 RISC-V 架構的科研探索。

啟示

RISC-V架構起步較晚，但憑借成本、安全等優勢已得到多國政府的高度重視，成為大國科技競爭的新焦點，已在物聯網市場展現了優秀成績，并有望在高性能服務器中實現應用。中國應加快發展RISC-V架構核心自主技術，以應對大國競爭威脅，同時助力數字經濟快速發展。在發展過程中，我國應緊抓市場優勢，同時部分借鑒他國經驗，進一步強化技術創新，加大政策扶持力度，集中力量攻關RISC-V核心技術、完善相關產業生態的建設。