飛天商業(yè)：近年來，國內科技產業(yè)由于國外的出口管制，陷入無高端芯片可用的困局，芯片國產化迫在眉睫。圍繞 " 自主、可控、替代化 "，國內芯片企業(yè)發(fā)力突圍。如何破局？高端芯片比較復雜難做，那么先從低端簡單的芯片做起，這是目前國內不少芯片企業(yè)的起步之路。

大量存在的中低端芯片

一般大眾印象中的芯片都是比較高端的，如電腦手機的 CPU、GPU，乃至 AI 訓練、超算級的芯片。但實際上，芯片種類遠不至于此，除了高端芯片，還有大量中低端的芯片存在，如 MCU、ECU、存儲芯片等等。

中低端芯片大量使用于消費電子及工業(yè)領域，如電視、空調、冰箱等家電、智能家居領域，穿戴設備、智能硬件、無人機、汽車電子，甚至工業(yè)機器人、電梯、醫(yī)療設備、高鐵、火箭、衛(wèi)星等領域。數(shù)字化時代，芯片無處不在，數(shù)量需求是萬億級的。

以目前迅速增長的新能源汽車為例，汽車中要使用到不少芯片，除了關鍵的智能芯片以外，還有不少比較簡單的 MCU 芯片、SOC 芯片等。這些芯片以前多進口自國外大廠，但近年來國產替代率在不斷提升。

這些中低端芯片的技術門檻相對來說沒有那么高，很多制程工藝只需要用到 130nm、90nm、65nm，因此是新興芯片企業(yè)起步的好選擇。

芯片設計研發(fā)的困境

不過除了眾所周知的生產工藝難題，國內芯片在設計上其實也是困難重重。指令，是指示計算機硬件執(zhí)行某種運算、處理功能的命令，指令集就是這套指令的集合。而芯片設計就是要根據(jù)指令集進行架構，芯片公司使用指令集需要獲得授權并繳納授權費。大眾所熟知的如 X86、ARM 指令集架構等，均來自國外，已經停止或隨時可能停止繼續(xù)向國內企業(yè)授權 IP。

如何突破這一困局？一，自研指令集 ; 二，采用開源指令集。自研指令集要從零開始，不是每個芯片企業(yè)都有此實力。大部分國內芯片企業(yè)都選擇了開源指令集。目前常見開源的指令集架構，有 RISC-V、MIPS、PowerPC 等。

目前最火熱最受關注的是 RISC-V 架構，雖然也來自海外，但它是開源免費的，不會停止授權。而設計上它是透明的，用戶能夠自由地使用、修改源代碼，可以自由地用于任何目的，任何人都可以設計、制造和銷售 RISC-V 芯片和軟件。相比 X86、ARM 指令集，它具有開放性、靈活性、可擴展性、可移植性、模塊化、低功耗等優(yōu)點。

開源指令集發(fā)展迅速

近年來，RISC-V 在國內迅速發(fā)展。2022 年采用 RISC-V 架構的芯片出貨量達 100 億顆，其中一半來自中國。國內知名的芯片企業(yè)、機構如中科院計算所、賽昉科技、阿里平頭哥、芯來科技等都有布局 RISC-V。中國工程院院士倪光南曾表示，RISC-V 為全球芯片領域打破壟斷、降低芯片開發(fā)門檻、促進芯片人才培養(yǎng)、推進芯片業(yè)創(chuàng)新開創(chuàng)了一個新局面，也為中國芯片業(yè)發(fā)展提供了新機遇。

3 月 2 日，阿里平頭哥半導體舉辦了首屆玄鐵生態(tài)大會，展示 3 大系列 8 款 RISC-V 處理器，覆蓋高性能、高能效、實時可靠等場景需求。

6 月 27 日，中國移動在上海發(fā)布了首顆純自研 RISC-V 架構的 LTE-Cat.1 芯片、中國移動首顆純自研量產的蜂窩物聯(lián)網通信芯片。

7 月 12 日，全志科技透露基于 RISC-V 架構內核開發(fā)的芯片已經實現(xiàn)量產，將圍繞智慧城市、智能汽車、智能商顯、智能家電、智能辦公等多個領域市場進行推廣。

2023 SiFive RISC-V 中國技術論壇

現(xiàn)狀與未來

汽車產業(yè)中，近幾年汽車 MCU 芯片一直短缺，今年以來才有所緩解。MCU 芯片主要進口自海外大廠，目前有部分國產化替代，但也以相對低端的芯片為主，未能占據(jù)主要市場，長路漫漫。

物聯(lián)網行業(yè)，RISC-V 指令集應用最為廣泛、成熟，國內芯片企業(yè)目前多發(fā)力于此，最有希望從中突破。據(jù) RISC-V 基金會預測，到 2025 年 RISC-V 芯片出貨量將突破 800 億顆。

總的來看，這幾年來國內各地、各界紛紛出臺政策、投資推動芯片產業(yè)。國內芯片企業(yè)在此現(xiàn)狀下迅速發(fā)展歷練，有望在物聯(lián)網中低端芯片領域實現(xiàn)突破，逐步實現(xiàn)自主可控。