RISC-V内核出货量明年翻番,后年再翻倍

半导体行业观察 · 半导体行业观察·2021-12-02 09:34

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来源:内容来自半导体行业观察(ID:icbank) 编译自 德勤 ,谢谢。


据德勤报道,RISC-V是一种用于芯片设计的开源指令集架构,正在产生可能演变成未来浪潮的涟漪。为此Deloitte Global 预测,RISC-V 处理内核的市场将在 2022 年比 2021 年翻一番,并且在 2023 年将再次翻番,因为 RISC-V 处理内核的可服务目标市场继续扩大。

不过随后,其收入增长将更加缓慢,正如开源解决方案所预期的那样。尽管如此,RISC-V 的收入可能会在 2023 年达到接近 8 亿美元,高于 2021 年的不到 4 亿美元,预计到 2024 年将接近 10 亿美元。


传统上,处理核心——其中最著名的是计算机、数据中心和手机中的中央处理单元 (CPU)——一直是封闭的和专有的。近年来,英特尔和 Arm 的专有指令集架构 (ISA) 几乎构成了全球部署的所有 CPU。

过去十年来新兴的RISC-V 则具有开源特性,与专有 的ISA 相比,它们具有多项优势:一方面,它是免费的,这可以为公司节省数百万美元的许可费用,这对于处于早期阶段的公司尤其重要;其次,它不受制裁:作为一个开源指令集,RISC-V 也不受出口限制的影响。这使得那些受到限制影响或害怕受到这些限制影响的公司对其产生了浓厚的兴趣,尤其是在中国。

在技术层面上,RISC-V 设计比传统 ISA 更容易修改,从而具有更大的灵活性。它们还与广泛的应用程序兼容。尽管一些怀疑者继续争辩说 RISC-V 可能面临整个生态系统的挑战,但公司正在利用 RISC-V 内核用于所有人工智能 (AI) 图像传感器、安全管理、人工智能计算和 5G 机器控制系统。其他公司正计划将其用于不同的存储、图形和机器学习应用程序。甚至英特尔的代工服务部门也在与 RISC-V 播放器 SiFive 合作。

需要明确的是,该技术仍然相对较新,RISC-V 尚不适合所有市场或客户。该技术有缺点也有优点:它相对较新,很少有引人注目的design win,它们也缺乏 Arm 或 x86 ISA 的某些功能,并且对设计人员的支持水平不高。此外,从本质上看,在代工厂制造 RISC-V 芯片与制造传统的封闭式ISA芯片是不一样的、虽然制造技术也许是相同的。为此,即使到 2025 年,英特尔(尤其是其 x86 芯片)和 Arm 的芯片销量也可能比新产品的销量高出许多倍。

那么,谁在乎 RISC-V?答案因利益相关者而异:

首先,中国无疑是RISC-V的头号粉丝。

由于最近美国的制裁,中国制造商已经失去或害怕失去使用 x86 或 Arm ISA的权限。即使贸易政策发生变化,中国公司仍会意识到,在未来的某个时候,这些ISA都有可能从他们身下被拉出。走 RISC-V 路线可以让他们绕过这种可能性,帮助中国实现其减少对芯片进口依赖的积极目标。多年来,该国一直试图在芯片制造方面更加自给自足,尽管这遇到了一些挑战。数据统计显示,大约三分之一的 RISC-V 组织成员来自中国,多家中国大公司已经发布了 RISC-V 芯片。

其次,初创公司关心。

2020 年至 2022 年的三年内,风险投资家(VC)将向各类初创芯片公司投资约 220 亿美元。从这个角度来看,这超过了他们在 2005 年至 2016 年的整个 11 年中投资的 210 亿美元。如此巨额的资金投入,意味着未来将制造更多的芯片——但初创公司通常必须在预算内制造它们。对于世界上领先的智能手机公司来说,百万美元的许可费可能并不重要,但对于一家现金相对较少且每月烧钱率较低的初创公司来说却至关重要重要。根据 2020 年的一项研究,超过 23% 的初创公司的新 ASIC(专用集成电路)和 FPGA(现场可编程门阵列)芯片至少包含一个 RISC-V 处理器。

第三,人工智能关心。

许多新的 AI 芯片设计似乎都在使用 RISC-V。有趣的是,预计该技术不会在短期内用于数据中心,但有人推测 AI 芯片可能会让 RISC-V 比预期更早地打入数据中心市场。

第四,汽车和物联网市场很关心。

2020 年,服务汽车市场RISC-V内核可能高达 400 万个,预计到 2022 年,这个数字将增加到 1.5 亿,到 2025年更将增加到 29 亿个内核。为了实现这以目标,领先的 RISC-V 公司和一家领先的汽车芯片制造商宣布在 2021 年建立战略合作伙伴关系,并将针对具有高端解决方案的多种汽车应用。汽车中的芯片往往不如个人计算机或数据中心 CPU 强大,因此汽车上的成功可能预示着 RISC-V 在其他物联网市场上表现良好。

第五,PC 芯片制造商不太关心,至少目前是这样。

个人电脑市场在短期内不太可能大规模转向 RISC-V。尽管中国计划使用该技术制造支持各种开源浏览器的笔记本电脑,但目标是到 2022 年底制造 2,000 台笔记本电脑,相比之下,2020 年全球年市场约为 3 亿台 PC。这也是俄罗斯的一个目标,但其到 2025 年销售预期是 60,000 个系统,这个数字也同样不大。也就是说,RISC-V 在笔记本电脑中的 SAM 机会很大——到 2022 年将接近 3 亿个处理内核。

第六,晶圆厂有点关心。

尽管 ISA 对实际制造芯片的人来说并不重要,但 RISC-V 有可能以更低的成本和更大的灵活性带来新芯片设计的“寒武纪”式爆炸。代工厂可能需要制造成百上千个新芯片,起初产量很小,但新芯片设计的任何潜在繁荣都将对半导体制造商有利。

目前,大型传统芯片公司可能没有理由担心 RISC-V 会侵蚀他们的业务。从 Arm 获得 ISA 许可的成本可能会上升,但通常最多“只有”几百万美元。虽然英特尔 x86 的许可成本未知,主要是因为英特尔历来没有向 AMD 和 Via 以外的芯片授权,但它也可能在个位数的数百万。

数百万美元可能看起来很多,但在流行的智能手机或其他应用程序的新芯片设计的背景下,芯片数量以数百万计,仅降低 ISA 许可成本不太可能成为实质性考虑。芯片制造涉及多种成本:包括设计、验证和软件制造等等,如果第一个设计包含错误则必须重新设计。总而言之,到 2022 年,制造一款设计相对领先的新芯片的成本可能会超过 5 亿美元,几百万美元的许可费与之相比,只是杯水车薪。

但未来,RISC-V 是否会在由两大现有企业主导的行业中占据一席之地,这将会很有趣。值得记住的是,过去16年有近 50 种不同的 ISA  ……而 Arm 和 Intel 在 2020 年占据了近 100% 的市场份额。虽然市场上还有MIPS、ARC 和 Tensilica等“竞争对手”,但它们仍然是小众角色,其余的ISA几乎都消失了。造成这样结果的原因不是因为他们的芯片不好,或者很贵,或者不能用;相反,技术行业似乎对 ISA 的整合势在必行,就像在其他技术领域一样。未来十年似乎有两个主要参与者;对于那些追随 RISC-V 的人,希望成为未来的第三极。

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