​国产芯片新机遇：开源降低芯片设计门槛，敏捷设计缩短开发周期“澳门威尼克斯人网站正式版”

本文摘要：从2018年美国对中兴通讯展开制裁开始，“芯片”之后沦为国民级话题。

从2018年美国对中兴通讯展开制裁开始，“芯片”之后沦为国民级话题。如今，集成电路产业发展早已沦为国家重点战略，芯片行业的国产替代就越油炸就越冷。

技术密集型和资本密集型的集成电路产业，中国企业该如何找寻破局之路？12月18日，由国际测试委员会（BenchCouncil）、中国科学院大学及北京市怀柔区人民政府主办的2019国际芯片大会在北京国科大会议中心举行。本次活动邀了杨学军院士、倪光南院士、廖湘科院士等专家学者共话芯片行业的技术发展和产业变革。RISC-V未来将会沦为世界主流，中国企业顺势前进中国倒数多年沦为全球仅次于的集成电路市场，但是中国芯片企业却无法符合中国的芯片市场需求。

芯片产业发展到底无以在哪里？倪光南院士在“庆贺开源芯片新潮流”的主题演说中共享到：“实践中指出，每一种CPU在市场竞争中要取得成功相当大程度上各不相同其生态系统。”倪光南院士众所周知，Intel X86指令集架构CPU和ARM指令集架构CPU是世界上更为成熟期的两种指数集。

Intel X86指令集架构历史悠久且独占了桌面和服务器领域，被美国的Intel和AMD两家公司享有，难得对外许可；ARM指令集架构在移动和嵌入式等领域占到独占地位，世界上很多公司花费数百万到数亿元费用，向ARM公司出售CPU许可。由此可见，芯片设计门槛低的一个最重要原因在于IP太贵而且研发投放过低。倪光南院士共享到：“以14nm工艺为事例，必须上亿元研发经费，每年必须投放上百人。

只有少数企业能忍受中高端芯片研发成本，这样相当严重地制约了芯片领域的创意。”因此，RISV-V指令集的发售大大降低了处理器芯片的IP成本。“减免许可费用和知识产权风险的几乎开源免费，这是RISC-V不存在的主要意义。”在活动现场，倪院士讲解了RISV-C的优势。

RISC－C指令集在设计之初，其研发团队之后指出要执着简洁，弃置历史包袱。目前，成型的技术代码集小、反对模块化，性能十分良好，需要符合从微处理器到超级计算机等各种复杂程度的处理器市场需求。

与X86和ARM架构比起，RISC-V具备高性能、可权利拓展和剪裁以及符合差异化自定义简化等应用于特点。因此，国内外企业开始使用RISC－V指令集做到下一代GPU上的周边微控制器、高效率边缘计算出来MCU等。

倪院士指出：“开源芯片对于超越外国对芯片市场的独占、构建芯片自律高效率和强化芯片业创新能力具备最重要意义。”与此同时，在国家大政方针指导下，中国充分发挥极大的市场优势和人才资源优势，大大前进芯片行业发展，推展中国在开源芯片的技术、社区和产业等方面积极开展。

据理解，华为、阿里巴巴、兆易创新等公司皆使用RISC－Ｖ指令架构研发处理器。倪光南在报告中透漏道，坐落于特拉华的RISC－V基金会为谋求技术”中立“早已要求将公司总部迁到瑞士。在中美贸易摩擦的背景下，RISC－V基金会的作法颇受中国乃至世界的业内人士青睐。

RISC-V日益风行，灵活芯片设计如何引导新趋势？随着对外开放指令集RISC－V渐渐受到企业方的欢迎，开源芯片的概念业渐渐转入人们的视野。为了更进一步减少芯片研发的门槛，加州大学伯克利分校先后设计了对外开放指令集RISC-V，对外开放了其SoC构建Rocket Chip的项目源码，并明确提出了一门面向灵活研发的硬件建构语言Chisel。

在本次大会上，廖湘科院士在“开源及灵活芯片设计的实践中与体会”的报告共享了他对开源及灵活芯片设计的未来发展的观点。廖湘科院士在芯片行业，产品必须面向细分领域、产品种类众多，而且产品生命周期短，必须在更加较短的时间内已完成新产品的设计和生产。因此，减少芯片设计门槛沦为芯片领域的迫切要求。

廖湘科共享到：“对外开放指令集需要减少设计成本，通过灵活设计减少开发周期，加快硬件研发，减缓产品递归，进而减少整体设计门槛，延长从应用于创新到芯片的时间。”灵活研发能在编码效率提高一个数量级的同时，超过与传统硬件研发模式非常甚至优于的性能、功耗与面积。廖湘科还认为：“EDA工具是开源芯片设计提心的基石，如今多种开源EDA工具基本覆盖面积了芯片设计中的仿真、综合、布局布线、物理构建等功能。

”与此同时，开源EDA工具还有相当大缺乏。“缺乏IR ｄｒｏｐ分析、缺乏动态功耗评估、缺乏电子迁入分析，这些都是开源EDA工具不存在的问题。”廖湘科还说明到，当前还并未经常出现对应开源体系中GCC编译器水平的EDA工具。

如今，开源指令集RISC-V引起了开源硬件的热潮。但芯片的设计和生产流程比软件更长，必须更加多工具和流程，而且芯片的告终风险和修缮成本都很高。面临开源硬件的考验，除了技术层面大大希望外，也推展了芯片行业商业模式的变化。传统硬件的商业模式仍然是销售产品，由于芯片的流片成本居高不下造成芯片企业面对着根本性资本考验。

廖湘科的观点是：”芯片作为科学知识和技术诀窍（Know－how）溶解与烧结的载体，代码是其核心竞争力。对外开放又活跃的指令集生态是推展芯片研发创意的必要条件，RISC-V的开源引发了开源硬件的发展。随着人工智能和物联网等新一代信息技术大大发展，各种场景下的芯片市场需求也不会渐渐上升，嵌入式应用场景辽阔。

同时，低功耗、低成本和自定义简化的市场需求越来越大，使得RISC－V需要充分发挥其精简、低功耗、模块化和可拓展的优势，推动者芯片行业在数字经济未来发展的浪潮中大大前进。

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