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劍指ARM 中國祕密計畫大咖雲集

2019-06-21
作者: 林宏達

▲中國RISC-V產業聯盟理事長,芯原董事長戴偉民認為,RISC-V不會馬上取代安謀在手機產業的地位,但在AI和物聯網領域很有機會。(圖/彭世杰攝,以下同)

安謀(ARM)對華為禁運,打亂全球半導體產業秩序,也意外讓中國政府取代安謀的祕密計畫,正式浮上台面。

安謀是為半導體公司提供技術的半導體公司,他們的核心業務是提供晶片運算最核心的指令集,少了安謀的指令集,手機無法待機1整天,更別談隨時拿起來拍照、上網、看影片。

前清大校長、集邦科技董事長劉炯朗解釋,安謀掌握的是晶片運算最底層的架構。他解釋,過去晶片靠微縮提高性能,同時降低成本。但是,半導體微縮已接近物理極限,價格愈來愈貴,「摩爾定律慢慢落下來了,就要在指令集上面想辦法」。

掌握指令集 安謀對手出現 

劉炯朗形容,指令集就像「武功祕笈」,記載讓同1顆晶片可以發揮更大的威力的「心法」,讓各家IC設計公司自己參悟,練出更強的招式,但是萬流歸宗,後面的師父還是安謀。光憑這一點,安謀每年賺進大筆的授權費用。2016年7月,日本軟體銀行以314億美元,併購了這家公司。不過,從去年開始,安謀的新對手出現了,中國政府開始大力扶植另1個技術標準RISC-V,要從最源頭掌握半導體的控制權。

2018年10月,中國RISC-V產業聯盟在上海市經信委支持下成立,上海市政府還推出RISC-V的扶植政策,《2018年第2批上海市軟體和積體電路產業發展專項資金(積體電路和電子資訊製造領域部分)專案指南》,這是中國第1次頒布政策,將上海開發相關技術的公司列為扶植對象。

目前中國有超過300家公司和研究單位採用或關注RISC-V。這個標準是美國柏克萊大學開發,美國RISC-V基金會為核心運作,更令人驚訝的是,這個基金會2015年才成立,但4年之中,已有超過200個公司加入,不乏頂尖高科技公司,中國隊最為積極,從阿里巴巴、華為到紫光,都加入了這個陣營。更重要的是,美國重要的半導體和網路公司,從谷歌、NVIDIA、IBM、高通、美光,也都加入了這個陣營。在台灣,聯發科、台積電和晶心科也是陣營成員。

在2018年烏鎮互聯網大會上,圖靈獎得主大衛派特森(David Patterson)展示睿思芯科設計的一款AI晶片,這款晶片不但電力需求低,運算效率也高。

中國RISC-V產業聯盟理事長、芯原微電子董事長戴偉民,在參加台北國際電腦展論壇時,也直指中國需要自主、可控,又能在市場上獲得成功的技術架構。他分析,主宰PC市場的X86架構,技術不對外公開,不自主、不可控。主宰手機市場的安謀架構,付錢取得授權之後,可以對設計進行修改,但並非所有設計資訊都公開,就算付錢,也不能用取得的技術開發下一代技術,「可控,但不自主」但其他自主可控的技術,在市場上卻又不成功。

但是,RISC-V架構屬於開放架構,所有人都可以看到指令集的內容,甚至自行加進新的指令,「安謀就不可以在裡面自己加東西」戴偉民說。

這些現象顯示中國希望,透過培養RISC-V社群,培養1個足以和安謀抗衡的新平台。

安謀也確實有警訊,市調機構IPnest 2018年5月曾統計,安謀在2017年時,仍是全球產業龍頭,但市占率卻從47.8%微幅下跌到46.2%;同一時間,全球IP授權市場卻是以11%的速度成長。EE NEWS ANALOGUE在文章中分析,原因之一可能是「RISC-V處理器核心正在成為ARM的替代品」

2019年4月30日,Electronic Weekly引述IPnest最新報告,顯示安謀在2018年市占率連續第2年下滑,從2017年46.2%掉到2018年44.7%。

晶片量身訂做 受重視 

安謀是手機時代的王者,RISC-V憑什麼暴紅?

採訪中,戴偉民分析,「在手機上,安謀確實很強」,但是,「IoT的碎片化和AI需要的異構運算,這是兩個機會。」,因為物聯網是1個碎片化的產業,做智慧音箱的,跟做物聯網電鈴、智慧燈泡的,需要的技術不一樣;他認為,如果找安謀,只會有1種答案,但因為RISC-V是開放市場,「同1個需求會有許許多多的廠商競爭」。

另一方面,晶片的結構有了關鍵性的改變,近幾年,廠商展出的晶片不再只有CPU和GPU,開始出現更多為特殊需求設計的晶片,如為人工智慧專門設計的NPU,戴偉民也坦言,「我們沒有CPU,但是CPU旁邊的東西我們都有」。他們打算彎道超車。第一個目標不是要跟安謀爭手機市場,是先搶占物聯網和AI人工智慧晶片的新商機。

▲前清大校長、集邦科技董事長劉炯朗認為,半導體將從通用晶片為主,走向每項工作都有專用晶片的時代。

劉炯朗預言,半導體開始從一種晶片通吃所有需求的時代,開始走向為特殊需求量身設計晶片的時代,「計算(Computing)的黃金時代來了」他預言。

RISC-V暴紅的另1個原因,是近兩年相關專利大量過期,因為RISC技術從1950年代就有了,這幾年相關專利逐一過期,如果RISC-V早幾年出來,要商業化,就會遇到嚴重的專利問題,但現在問題並不嚴重。

現在RISC-V仍處於發展初期,離取代安謀還有一大段距離,關鍵在於生態系統。戴偉民分析,安謀的崛起,是因為建構了一個名為Linaro的聯盟體系,讓IBM、谷歌等大公司,投資大量的金錢和人力,把開放的程式碼,經過修改驗證,變成品質可靠的軟體平台。

台灣晶心科 備受中國推崇

他認為,RISC-V要突圍,就必須打造這樣的合作機制,光靠現有的開放平台,每個人東一點西一點的自己做,不但各做各的,品質也無法管控,「如果程式碼的品質不好,這是1個大問題」他直陳,中國科技公司遇上開源,過去是全面下載,貢獻很少。

但在安謀對華為禁運後,RISC-V陣營受到中國的高度關注,戴偉民推崇,台灣的晶心科技在RISC-V技術投資多年,不但累積出自己的客戶和生態系,在技術上也有很好的實力,去年上海市政府不但邀請美國隊實力最強的SiFIVE公司到大陸設分公司,也請台灣隊龍頭晶心科技和大陸公司合作。

不過,發展生態系是需要多年累積的功力,安謀是透過數10年的累積,讓開發1款新技術,每個合作環節上的公司,都能分到相當的利潤,每個負責開發的工程師,都能得到足夠的支持,和品質可靠的軟體工具,整個供應鏈能在安謀的協調下,平穩的向前進。

RISC-V舉著開放平台的大旗,雖然能填補碎片化的市場,但談到獲利,恐怕也還有長路要走,更別談要投入巨資,維護平台的品質。但是,AI和物聯網時代,一定會有下1個巨頭出現,誰能拿到最終勝利,比賽才剛剛開始。

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