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近日，中國移動旗下芯片公司芯昇科技發布了兩款RISC-V內核物聯網通信芯片，一顆為40nm工藝的NB-IoT芯片，另一顆為22nm工藝的Cat.1 bis芯片。據了解，這是RISC-V內核首次應用于蜂窩物聯網領域。
在芯片國產化的大趨勢下，RISC-V作為被寄予厚望用以彎道超車的內核技術，受關注程度相當高。雖然在過去兩年常常出現RISC-V芯片出貨量或相關研究成果的報道，但身邊卻少見真正的產品落地或應用。
如今首款物聯網相關產品落地，也不禁讓人好奇，為何選擇了中低速蜂窩通信，畢竟該產業已過了爆發式增長期，技術上已無更新需求，RISC-V芯片產品是否擁有存量或增量市場？另一方面，除了通信領域，RISC-V在物聯網其它產業的發展情況如何？
RISC-V內核有何優勢？
對于國產芯片研發，坊間一直流傳著一種說法：讓中國造芯片，就像讓農民造化肥，他們可能用得很好，但絕對造不出來。
而當國產芯片被研發出來之后，這種說法也得到了延續：農民拉了泡翔，發現和化肥一樣能用，之后便稱之為國產化肥。
當然，以上只是玩笑，但我國芯片的研發的確與美國等科技強國有差距。可問題在于，主流的ARM、x86等架構已發展多年，在這個過程中早就“卷”滿了專利，這些專利如地雷一般，不注意踩到就會爆炸導致前功盡棄。
所以，創新空間小，技術被壟斷一直是國產芯片研發路上的障礙。
直到近幾年RISC-V架構的出現，才又帶給了國產芯片革命的希望。
RISC-V是基于精簡指令集計算(RISC)原理建立的開放指令集架構(ISA)，V表示為第五代RISC(精簡指令集計算機)。據了解，RISC-V具有完全開源、架構簡單、功耗更低、操作系統易移植、模塊化設計等特點。
目前，主流的x86與ARM架構指令數目多、冗余嚴重，文檔數量龐大，導致在此兩種架構上開發新操作系統或應用門檻較高。但RISC-V基礎指令集則只有40余條，加上其他的模塊化擴展指令總共不到100條，開發門檻非常低，同時，開發者能非常方便地移植linux和unix系統到RISC-V平臺。
不難發現，RISC-V對比老牌架構x86和ARM，擁有非常多針對性的創新。據介紹，RISC-V能夠廣泛應用在物聯網、手機、服務器、數據存儲等設備的芯片上。
不過對于以連接為核心的物聯網產業，RISC-V能否在締造連接的通信領域上大展宏圖呢？
中低速蜂窩通信還有需求？
據工信部《2022年1-10月份通信業經濟運行情況》顯示，“物超人”步伐持續加大，截至10月末，三家基礎電信企業發展蜂窩物聯網終端用戶17.77億戶，比上年末凈增3.79億戶；已超移動電話用戶數9482萬戶，占移動網終端連接數（包括移動電話用戶和蜂窩物聯網終端用戶）的比重已達51.4%。
《2022年1－10月份通信業經濟運行情況》（圖源：工信部）
可見，蜂窩物聯網市場日益龐大。而據調查顯示，目前產業鏈上中游芯片及模組產品情況如下圖：
4G蜂窩物聯網上中游情況（圖源：物聯傳媒整理）
從技術上來說，NB-IoT除了對水電燃氣表等基建設施的存量替代，剩余市場較小，并且如今替換基本上已完成，再為RISC-V內核進行替換反可能招致用戶不滿。
不過Cat.1卻仍有較大增長空間。
首先因為5G的規模化應用還需要一定時間，而4G在這段時間中，將為大部分應用提供技術支持。
2022年對比2021年Cat.1通信模組行業應用市場規模
（圖源：《中低速蜂窩物聯網LTE Cat.1行業發展白皮書》）
可見，隨著支付、安防、網絡搭建等細分領域需求的增大，Cat.1對比NB-IoT更高的速率將得到更多的采用。
另外，隨著Cat.1通信模組的價格持續下降，未來將有約40%的2G用戶、100%的3G用戶將、40%的 Cat.4用戶將遷移到 Cat.1，其中Cat.4用戶多因為成本問題而進行遷移。另一方面，作為Cat.1分支的Cat 1 bis 也正在成為LPWA（低功耗廣域技術如BLE、Wi-Fi）技術的替代方案。
作為擁有架構簡單、低功耗等特點的RISC-V，更能滿足芯片及模組廠商對成本的考量。
值得一提的是，除了模組的成本在下降，移動數據資費也呈下降趨勢，根據工信部，中國移動數據流量平均資費從2018年平均11元/GB下降至2020年平均4元/GB。也就是說，成本的降低將為Cat.1市場空間的拓展提供有力支撐，也能帶動RISC-V的普及。
再者，在中游芯片模組市場環境里，國內企業占比極大。當前蜂窩物聯網產業格局已相對穩定，通過各模組廠商出貨量情況能夠發現，我國在模組產業上優勢較大，全球規模前十的企業中，國產企業占了一半以上。
2022Q2全球蜂窩物聯網模組出貨量（圖源：Counterpoint）
從國產替代的角度來說，當國產芯片崛起后，國產模組對國產芯片的選擇也是一大趨勢。
當然，偌大的物聯網產業，除了通信，還有更多領域正在經歷著RISC-V所帶來的革命。
原來大家都在悄悄出貨RISC-V
據最新消息顯示，高通迄今已經累計出貨多達6.5億RISC-V架構產品。據了解，高通從其產品驍龍865開始，就把RISC-V根植到SoC作為底層微控制器，原因是其滿足獨特要求、可定制、面積小。目前高通RISC-V芯片已廣泛應用在底層管理硬件，包括手機、可穿戴設備、聯網汽車、虛擬現實頭戴等設備上。
除了國外芯片巨頭的入局，國內相關企業也都在研發和生產的路上。
阿里巴巴旗下的平頭哥半導體，已實現在RISC-V架構上運行安卓12。據了解，平頭哥的RISC-V相關芯片累計出貨超過10億顆，涉及無線接入、語音識別、AI視覺、智能家電、工業控制、物聯網安全等領域。
而最近賽昉科技已在物聯網安全領域落地了芯片產品，應用于居民燃氣表中，是行業首款 RISC-V 物聯網安全芯片，可實現與相關物聯網平臺的雙向認證、密鑰及數據的安全存儲以及關鍵數據的加密傳輸等以保證數據安全通信。
除此之外，目前有更多的芯片廠商都在布局RISC-V，包括芯來科技、紫光展銳、兆易創新、樂鑫、中科藍訊、沁恒、中微半導體、華米科技、瑞薩電子、智原科技、睿思芯科、飛利信、核芯互聯、匯頂科技等等。據統計數據，包括IP內核與芯片設計等主要內容在內，中國目前有300家以上公司在關注RISC-V或以RISC-V指令集進行開發。
不過話說回來，RISC-V來勢洶洶，但當炒作期過后，發展也并不如預期那樣能夠直接秒殺x86或ARM。
結語：客觀看待RISC-V
首先是生態系統，CPU架構只是底層，發展壯大卻需要的是頂層。比如基于x86的Windows和基于ARM的Android，雖然RISC-V以開源的方式收獲了一批開發者，但生態系統卻難以搭建起來。尤其RISC-V結合物聯網的碎片化屬性，更是少了統一的軟件棧生態。
第二是需求，“需求跟不上，只能搞內卷”是智能網聯化時代的縮影。宏觀分析RISC-V的需求方，目前除了國產替代的需求和低功耗場景的需求，尚且找不出更加剛性的需求，從文中提及的應用場景也不難發現，當前只有存量替換是RISC-V最大的市場。
第三是新晉選手實力不弱，如今在架構上，不是RISC-V、x86和ARM的三足鼎立，還有MIPS這樣同樣開源的內核存在。并且，聯發科最新的產品天璣9200便采用了MIPS內核，而該產品已廣受好評。據了解，MIPS與RISC-V相差不大，目前基于此架構的芯片也已有超100億的出貨量，在機頂盒、錄音筆、智能手表等市場應用已非常成熟。
綜上所述，RISC-V要崛起，同樣是道阻且長，未來發展情況還有待市場給出答案。
浙公網安備 33010602000006號
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