RISC-V与ARM的世纪大战，SiFive、达摩院与芯来的商业竞逐

【摘要】RISC-V架构诞生于2010年，创始人与一些早期成员联合成立了维护技术的RISC-V基金会和全世界第一家提供RISC-V指令集芯片定制的SiFive公司。

当前，国内主要RISC-V IP企业包括芯原股份、达摩院、奕斯伟计算、芯来科技等，RISC-V芯片设计企业包括兆易创新、全志科技、华米科技、知合计算等。

在RISC-V已然擅长的物联网、边缘计算、控制级芯片等低算力场景，价格低、利润薄、对手多的困境已经不可避免，因此，许多厂商都在转型RISC-V高算力场景。

除此之外，生态建设、客户拓展、强劲且积极应对的竞争对手ARM，都是商业化道路上的层层迷雾。

据业内人士推测，短期内受限于生态，RISC-V的主要应用场景还是会集中在控制级芯片上，高算力芯片仍然是ARM的天下，未来RISC-V通过异构集成与ARM连接在一起，可能成为较有前景的发展方向。

以下是正文：

X86和ARM架构凭借相对成熟的生态大行其道之时，一款开源架构RISC-V开始逐渐在芯片圈子爆火。

仅仅是不被卡脖子这一项，就给了诸多资本与国产芯片厂商弯道超车的无限想象。

与ARM架构相比，RISC-V是一种基于精简指令集计算（RISC）原理的开源指令集架构（ISA），前者则是一种专有ISA，长期以来在嵌入式系统和移动设备中占据主导地位。

而相较于ARM的高歌猛进，开源RISC-V的争论一直没有停过。如此一款开源硬件能否挣钱？如何挣钱？还要多久才能挣钱？成为科技新力的灵魂三问。

在狂热刚刚兴起之时，RISC-V和ARM的商业化之争其实才刚刚拉开帷幕。

01

RISC-V起源

2010年，美国加州大学伯克利分校的Krste Asanovic教授、Andrew Waterman和Yunsup Lee等开发人员正需要为某个新项目选择一种处理器指令集。

经过对ARM、MIPS、SPARC、X86等多个指令集的分析，他们发现这些现存指令集设计复杂冗繁、存在着高昂的专利和架构授权问题，而且修改ARM处理器的RTL代码是不被支持的，x86处理器的源代码根本不可能获得到，其他的开源架构（譬如SPARC、OpenRISC）也均有着或多或少的问题。

设计一套全新指令集想法，开始在团队内部萌芽。

这个新指令集，既需要满足从微控制器到超级计算机等各种尺寸的处理器，又要能支持从FPGA到ASIC到未来器件等的实现，还要能高效地实现各种微结构，支持大量的定制与加速功能，并与现有软件栈与编程语言较好适配。

同年，RISC-V正式问世。次年，RISC-V指令集架构（ISA）规范首次发布，团队也展示了其在28 纳米 FDSOI 中的应用。

2015年是RISC-V发展极为重要的一年。为了加速RISC-V整体架构发展，同时尝试商业化落地，伯克利的Krste Asanovic教授与一些早期成员联合成立了维护技术的RISC-V基金会和SiFive公司。前后两者独立运营。

RISC-V基金会为非营利性组织，总部已经在2020年由美国迁往瑞士。该基金会负责维护标准的RISC-V指令集手册与架构文档，并负责RISC-V开源架构的全球推广工作，也组织会员共同推动RISC-V的标准完善和应用落地。

迄今为止，RISC-V国际基金会的会员数已经增长到近4000个，包括英伟达、谷歌和西部数据等主要科技公司都是其成员。

国内阿里巴巴、华米科技、中兴微、晶心科技等企业均为基金会Platinum级别会员，华为、浪潮、乐鑫、芯原微均为Gold级别会员，芯来科技、紫光同创、全志、兆易创新、比特大陆等均为Silver级别会员。

美国企业SiFive则是全世界第一家提供RISC-V指令集芯片定制的企业，基于RISC-V芯片架构做高效能IP核，帮助企业定制芯片。可谓是RISC-V商业化落地探索的开端。

RISC-V 强调完全开源的设计，并且让取用者可任意加上专属指令集，甚至可以自由选择将架构封闭还是维持开源。因此，虽然指令集架构是开源免费，但是基于指令集衍生的专利、内核微架构并不是开源和免费。

目前，RISC-V 指令集和微架构均已发展出开放免费、可授权和封闭的三种知识产权模式。

SiFive的IP产品对标ARM Cortex也做了3个系列内核，分别为E核、S核与U核，每个系列也做了纵向的低高端级别产品。

SiFive 的收入主要来自向客户收取处理器等IP授权费用或从客户生产的 RISC-V 芯片中获得分成，收费模式和ARM相似。

在2023年10月裁员后，SiFive的团队规模约500人，2023年SiFive收入为3820万美元，净营运亏损为1.13亿美元。据报道，其2024年的目标收入为2.41 亿美元，较去年提升逾 5 倍。

该公司估值在2022年便已超过25亿美元，英特尔、高通、三星、SK海力士、西部数据等芯片巨头均是其投资方（其中不乏ARM的重要客户），目前SiFive已成为RISC-V芯片赛道估值最高的独角兽公司，不过在企业估值规模上，与市值1500多亿美元的ARM还是有差距。

中国台湾地区的晶心科技是另一家著名 RISC-V 内核IP提供商。2020年10月，瑞萨半导体（Renesas）宣布开始采用晶心旗下 AndesCore IP 32 位 RISC-V CPU 内核开发新的特定应用标准产品。

表 1 RISC-V发展史 图源：华泰证券

02

商业化好不好做？

技术方向上看似一片明朗的RISC-V，其实在商业化上也面临不少压力和竞争。

首先，RISC-V生态系统的相对不成熟和兼容性的落后，仍然是其商业化最大的缺陷。

当前情况下，RISC-V路线生态碎片化，单打独斗的企业太多，还没有一股汇聚起来的强大力量能够迅速建设起整个生态体系，而另一边的ARM则拥有丰富的开发工具、软件支持和应用生态，RISC-V想要对标这一标准还有很长的路要走。

举例来说，在移动端，虽然谷歌已经在2023年正式宣布要让RISC-V成为 Android 的 T1 级支持架构（地位同 ARM 处理器），但是其后便以“迭代速度很快，还没有准备好为所有供应商提供单一支持的映像”为由删除了安卓通用内核ACK 对 RISC-V架构的支持。

这暗示了这样一个事实：在Android为RISC-V做好准备之前，仍有大量生态、系统方面的前期工作需要完成。

其次，RISC-V IP公司可拓展的客户群体有限，增长空间较窄，难以实现大规模盈利。

一方面，找到主要阵营、深度绑定客户是一件难事。据业内人士透露，达摩院当前的产品也仍然主要应用于汽车MCU、边缘侧计算芯片等零散场景，不像华为、奕斯伟等企业自身存在且可自行满足业务需求，独立的第三方企业很少能找到、绑定一个规模庞大的客户。

此外，据知情人士透露，达摩院RISC-V IP当前团队规模达到200-300人，团队开销也是一笔不小的数字。

另一方面，当前爆火且有相关业务需求的大厂和数据中心运营商，大多数本身就具有软硬件团队和专攻RISC-V的人才，后者本来就属于开源的精简指令集、操作简单上手快，还足够灵活，可以随意绑定第三方算法。

对这这部分公司来说，自己组一个团队，或许反而能更好地控制成本，了解实际的业务需求、加快研发落地的速度。

再者，肩负破除芯片指令集双寡头使命的RISC-V，目前也其实还没有威胁到X86和ARM的核心战场——PC、服务器、移动端处理器和其他高性能计算领域。

前者的主战场更多集中在更低端的MCU、工业级场景以及生态依赖度较低的物联网领域。一大波RISC-V初创企业都将这些控制级芯片的场景，视作初步切入的方向。

在这些零散、简单的赛道，客户采购IP最主要的目的是加快研发速度，精简开发流程，往往可以自由选择组合几个IP，以非常低的价格达成授权交易，这意味着部分RISC-V IP公司即使有订单，也并不能获得较为可观的利润。

而面对RISC-V的来势汹汹，ARM则显然先一步开始上强度，其中最显著的就是降价获客，这也让RISC-V行业价格战的广度和卷度直线上升。

2019年7月，ARM推出新的授权模式“Flexible Access”：对于中低阶芯片的授权，未来客户不再需要缴纳“预付款”才能看到设计细节。

2020年4月，ARM公司宣布将升级其灵活接入计划（Arm Flexible Access for Startups），为拥有不超过500万美元资金的初创公司提供零成本获得Arm IP授权的机会，包括如Cortex -A、Cortex-R和Cortex-M处理器、部分Arm Mali™图形处理器、ISP和其他基础SoC构建模块在内的Arm IP 组合。

据知情人士反馈，当前ARM针对中小企业收取的IP费用和流片成本总价打包降低到8万美元，组合IP包价格甚至低于这个数字，以此吸引更多企业使用ARM架构，扩大市场份额。

国内RISC-V IP公司的价格只会比这个8万美元更低。业内人士透露，芯来科技去年收入大约1亿元，客户约400位，均摊到每位客户身上，其实单价并不突出，只有约20多万元，可见RISC-V IP的商业化上限较低，加之维护IP需要成建制的团队，人力开支不菲，利润空间比较微薄。

低端市场，做RISC-V IP的公司则很容易陷入价格战的泥淖，这也是为什么诸多RISC-V IP公司和芯片公司都在号称转型高性能场景，如达摩院、蓝芯算力，进迭时空、知合计算等新兴公司，其实都打算做RISC-V架构服务器。

据相关从业者预测，RISC-V服务器的IP授权成本相较ARM架构能下降50%。

值得一提的是，有业内人士表示，由于算力要求越高、越考验整个芯片架构的生态，未来RISC-V的主要应用场景可能还是会集中在控制级芯片上，这意味着虽然RISC-V当前已经能够进入高算力应用场景，但未来高算力芯片可能仍然是ARM架构的天下。

在这样的大环境下，孰优孰劣可能并不是首要的问题，更重要的是如何找准商业化重心，对技术研发形成反哺，从而滚起雪球。

03

国产厂商盘点

近年来，RISC-V 芯片的出货量持续增长。根据RISC-V基金会数据，2022年采用RISC-V芯片架构的处理器核已出货100亿颗（其中一半来自中国市场）。据其预测，到2025年采用RISC-V架构的处理器核出货量将突破800亿颗，且这个数据还是相当保守的预测。

就应用场景而言，RISC-V广泛应用于物联网、移动终端、人工智能、工业控制、边缘计算、汽车等领域。

在物联网领域，RISC-V凭借其精简的架构和低功耗特性，在智能家电、智能家居设备、可穿戴设备等方面得到了广泛应用。

在消费电子领域，RISC-V的应用包括AR/VR设备、智能终端等，Google近期正式宣布Android将支持RISC-V指令集，基于RISC-V架构高性能处理器、支持Android被视作开源领域的关键切入点。

在AI领域，RISC-V也有广阔的应用前景，如凭借矢量运算加上RISC-V灵活高效的优势，SiFive Intelligence X280已被Google和众多客户采用，成为RISC-V在AI/ML领域中最突出的产品之一，Meta也基于RISC-V架构推出了AI推理加速器。

在汽车领域，车载MCU和智能驾驶都是RISC-V的重要应用场景，如2019年8月22日，兆易创新正式发布了全球首个基于RISC-V开源架构内核的32位通用MCU产品---GD32VF103系列，将RISC-V引入通用微控制器领域；华为也宣布开发基于RISC-V的车载MCU。

平头哥半导体原副总裁孟建熠在2023年3月的玄铁首届RISC-V生态大会上表示，RISC-V最有机会发力的领域是AI和机器学习， RISC-V架构将在一两年内应用到车规级芯片上；在数据中心方面，RISC-V架构将从AI专用芯片切入，逐步扩展至通用芯片。

值得一提的是，自一年前孟建熠离职平头哥后，RISC-V业务已转给同在阿里体系内的达摩院。

一位从业者透露，这一方面是为了解决平头哥和达摩院业务重叠、略有冲突的问题，另一方面是为了提振此前处于裁员风波和高管离职中的达摩院的士气。不过，即便达摩院已接管RISC-V业务，目前尚没有人能够完全接替浙大背景出身、倚靠浙大雄厚产业界与学术界资源的前任负责人，因而，达摩院仍然将RISC-V业务的前任负责人作为顾问，并给其创业公司分发外包的研发任务，以渡过目前缺乏领军人物带路的困窘时期。

就商业模式而言，据中国开放指令生态联盟秘书长包云岗介绍，RISC-V的商业模式大致有五种类型。

其中，后两种商业模式更接近想象，尚未落地。

国内公司而言，主要RISC-V IP企业包括芯原股份、平头哥、奕斯伟计算、芯来科技等，RISC-V芯片设计企业包括兆易创新、全志科技、华米科技、知合计算等。

IP 公司方面，国内IP大厂芯原股份已经推出了基于单核、双核和四核RV64CPU 集群的 RISC V 开放硬件平台，用以支持开源软件的开发和推广。这一平台集成了芯原在市场上已经大获成功的NPU 、GPU和ISP等，并提供相关 Linux 软件SDK，可帮助企业加快芯片软硬件设计和验证工作，将产品快速推出市场。公司也已有多个以RISC-V核为架构的客户项目正在进行。

芯来科技则是专注于 RISC-V 架构的处理器内核 IP 开发及商业化，基于 RISC-V 架构研发用于适用物联网、AI、工控等应用场景的通用处理器、AI 处理器等。目前主还主要集中在MCU、IoT方面，没有涉足大型SoC领域。

芯片设计公司方面，兆易创新率先将 RISC-V 架构引入 MCU 领域，推出全球首个基于 RISC-V 内核的 GD32V 系列 32 位通用 MCU 产品，其中 IP 核由兆易创新与芯来科技共同研发；其RISC-V芯片产品结合了存储和计算的优势，已经广泛应用于工业自动化和智能家居领域。

华米科技布局物联网产品，2019年推出了首款自研芯片黄山1号，成为全球首个应用RISC-V架构的可穿戴处理器，推出了新一代双核RISC-V架构的可穿戴芯片黄山2号。目前在可穿戴设备和健康云领域持续布局。

全志科技基于玄铁平台开发通用算力 SoC 芯片，面向物联网、智能家居、工业控制等领域。

知合计算致力于针对 AI 智算场景开发基于RISC-V架构的高性能、可扩展计算芯片，依托自身生态优势，聚焦AI应用场景的实际需求，以“应用定义产品”的方式，为包括通用人工智能（AGI）在内的广泛应用场景打造创新、高效的算力基础。

04

尾声

X86 抓住了PC市场，ARM 则在移动硬件领域占据主导。对于 RISC-V 而言，寻找适合自身发展的增量市场至关重要。

当前应该看到的是，在RISC-V已然擅长的物联网、边缘计算、控制级芯片等低算力场景，价格低、利润薄、对手多的困境不可避免，许多厂商都在转型RISC-V高算力场景，以期实现RISC-V的真正价值。

在此之前，生态建设、客户拓展、强劲且积极应对的竞争对手，都是RISC-V企业要解决的问题。据业内人士推测，未来RISC-V的主要应用场景可能还是会集中在控制级芯片上，高算力芯片仍然主要是ARM架构的天下。

新的路线带来更多机遇，也同样暗藏风险，如何实现弯道超车，是个精细的功夫。