方之熙:RISC-V架構將是我國物聯網晶片逆襲機會

中興通訊事件之後，大家都非常關注中國晶片的發展，而事實上在此之前中國很早就意識到補「芯」的重要性，投入了巨大的人力物力發展晶片產業。

「中國發展晶片產業缺乏專業角度的戰略分析，缺少對行業發展趨勢的預判。

我們付出的努力應該可以達到更大的成果，如果僅僅跟在別人後面做『人云亦云、人有我有』的東西，就只能受制於人。

中國晶片要趕超，需要調整發展思路。

眼下有個換道超車的機會，如果抓住這個機會，中國的運算平台晶片翻身就不需要再等10-15年。

」致象爾微電子科技有限公司創始人兼CEO方之熙在接受《中國電子報》記者獨家採訪時表示。

方之熙博士曾任英特爾公司副總裁、首任英特爾中國研究院院長(2010-2014)，在英特爾(美國)任職二十餘年，經歷了晶片產業如何跨越3個計算平台的過程。

對於中國如何發展自主的運算平台晶片，且能在全球晶片領域中占得一席之地的這個機會有獨到的見解。

中國發展晶片要在戰略上藐視困難 戰術上重視困難

目前中國在晶片研發上投入並不少，但投資回報率不盡如人意。

「中國發展晶片產業的思路，應如同我們面對一切困難時的思路，『戰略上要藐視敵人，戰術上重視敵人』。

」方之熙說。

在戰略上我們要藐視對手。

方之熙表示，我們不能在戰略上把自己放得太低，只敢做別人做過的東西，不敢嘗試新的東西。

過去我們投資了許多項目，都是重複別人走過的那幾步，沒有集中力量把「1、2、3」做到「4、5、6」。

從x86、Power、MIPS到ARM，我們幾乎試過所有架構的國外晶片，但大部分是將國外系統架構直接拿過來，在一些功能模塊上加上了自己的東西。

方之熙表示，貿易摩擦著眼於商業利益的交換，全球產業還是有分工的，我們需要做出能與對方交換或是制衡的產品。

舉個例子，比如說一個智能設備中所需的10顆晶片中，對手擁有7片，我們擁有3片是對手沒有的，彼此就能形成交換。

但如果說我們是跟在對手後面做同樣10片，對方在技術上就會永遠比我們高出一到兩個代次，我們總會受制於人，總被人卡脖子。

「晶片行業只有老大沒有老二，人家做什麼，我們就跟在後面做什麼是很危險的。

」 方之熙說。

俗話說，「傷其十指，不如斷其一指」。

方之熙表示，我們可以集中力量打造一些有戰略意義的技術產品，做下一代的新技術。

集成電路產業涉及的領域極廣，縱向看，晶片的生產鏈很長，從晶元材料，儀器設備，Fab生產線，到封裝測試;橫向看，晶片產品林林總總，從模擬電路，傳感器，存儲晶片，通訊晶片，專用晶片到運算平台通用晶片。

這中間專業細分，每一個產品，每一個技術都有其獨特的規律，從上升期、成熟期到下坡期，我們不要投資處於下坡期的技術。

如在每個領域，人云亦云，亦步亦趨，投入極大，而收效甚微;我們需要把控晶片行業的發展規律，根據我國的國情國力，找到戰略突破口，如能在幾個關鍵領域，執其龍頭，取得主導地位，就能事半功倍，而不再受制於人。

方之熙表示，應該說我們也有許多成功的例子，中國在通信標準和通信晶片上的戰略與布局是很成功的，也是體現了國家意志的，從3G到5G，每一代通信標準和技術都提前布局，在通信晶片上也有很多成功的公司，這些好的經驗都能用在運算平台晶片的研發上。

另一方面在戰術上要重視對手。

方之熙表示，當我們在資源、裝備、人員等都不如對手的時候，要想取得勝利，要在每一個項目、每一個技術的開發上，都要腳踏實地、認認真真、老老實實、一步一個腳印的把每一行代碼、每一個步驟都做好。

特別是在項目的投資上，在產品方向的確立決策上，更要慎之又慎，不可急於求成，。

「中國在晶片布局上，戰略上不能畏懼對手，要敢於嘗試別人沒有做過的東西。

戰術上要重視對手，特別體現在具體技術和產品的項目投資、引進決定上，要有科學專業的認真分析以及行業發展的趨勢預判。

」方之熙說。

方之熙表示，象英特爾這樣的公司做每一個產品都非常謹慎，會從很多方面做很多論證。

特別是運算平台晶片的技術路線、項目的選擇要很小心，因為走了一步之後就會越走越遠，一步錯步步錯。

從技術上講，每一個小晶片認真做，經驗就慢慢積累起來了。

晶片沒有那麼難做，要有恆心長期堅持做下去，真正實現核心技術的自主性、系統性和完整性。

在產品的性能、成本和質量上下功夫，形成在國際產業鏈中無法輕易替代的價值優勢，獲得在貿易談判中有力的交換籌碼。

晶片的成功不僅僅是技術問題

方之熙說：「做晶片不僅僅要解決技術問題，更要解決商業上的問題。

」事實上，英特爾之所以能夠在PC晶片和伺服器晶片市場上成功，不僅僅是技術上的，更是生態和商業上的成功。

憑心而論，在英特爾做PC晶片、伺服器晶片之時，技術都不是市場上最先進的，最後英特爾能夠一統江湖，認真分析這其中的原因，能夠對我們發展運算平台晶片產業有很重要的借鑑意義。

方之熙表示，在數字晶片產業領域，特別是運算平台晶片產業方面，有兩個重要的定律，一個是摩爾定理，另一個是貝爾定理。

摩爾定理大家比較熟悉，而貝爾定理相對提及較少。

貝爾定律提出，系統架構(CPU+OS)決定了運算平台，運算平台決定了應用軟體生態。

隨著半導體技術的發展和應用市場增長的需求，每隔10～15年運算平台技術會發生一次重大演進，運算晶片的系統架構會隨著應用場景及商業模式的變化而發生一次重大變革，伴隨著其新的編程平台、網絡接口和用戶介面，會帶來新的用戶體驗和新的商業機會。

回顧計算機產業發展的歷史可以看出這一點。

先是計算機主機(IBM)時代：1946年ENIAC計算誕生，1964年IBM宣布了360計算機，獨占了這個市場;再是個人電腦(Intel+Microsoft)時代：1981年IBM—PC英特爾8088+微軟的DOC推出，1994年第一台配置Pentium處理器的筆記本電腦東芝T4900CT、1995年ThinkPad760cd問世;現在是智慧型手機(ARM+iOS/Android)時代：2002年Symbian作業系統智慧型手機諾基亞7650發布，2006年蘋果公司發布iOS的iPhone，2008年谷歌推出Android手機作業系統。

方之熙回憶，上世紀80年代從主機進入到PC時，在英特爾推出PC晶片的同時，市場上有十幾二十家企業在做CPU，而英特爾的晶片當時在技術上也不是最好的，英特爾之所以能夠一統江湖，是因為英特爾和微軟聯手控制了系統架構，決定了運算平台，運算平台控制了整個軟體生態。

在CPU設計中，有很多約定，包括核和核之間如何通信、需要幾個時鐘等，如果沒有在英特爾是不知道的，因為它不是系統架構約定的，而是在實現的時候定下來的，而英特爾的微系統架構是不對外公開的，這其中有很多的軟體接口、總線與緩存的智慧財產權。

英特爾擁有了大部分IP，其他人很難繞過去，很難躲開。

再加上與微軟兩者的聯手的WINTEL一統天下之後，其他的CPU廠商很難打進這個市場去。

另外一個例子是關於伺服器晶片。

上世紀九十年代，英特爾在PC晶片市場大獲全勝，是非常賺錢的公司。

然後，英特爾希望進入新的市場領域。

在上個世紀末這個世紀初，對於新市場拓展的方向，重點是做伺服器晶片還是做手機晶片，英特爾公司進行了長時間的認真討論，因為人力物力財力所限，在伺服器晶片和手機晶片上英特爾公司重點投入也只能二選一。

從手機市場來看，英特爾的優勢和積累不是通信，而要進軍伺服器晶片同樣是一場硬仗，因為當時市場上有太多的對手，包括IBM、SUN、HP等，這些公司有伺服器晶片還有系統軟體，而且已在企業市場的應用生態上建立了自己壁壘，英特爾要想進入並不容易。

經過高層多輪討論，最後決定重點投入做伺服器晶片，並預測這將是一個會越來越大的市場。

一旦決定投入，英特爾是全力以赴。

方之熙表示，做伺服器晶片技術難題是一部分，更難的是應用軟體生態的建立，對於企業級應用生態的遷移和建立比個人電腦更難，因為企業級客戶要將業務遷移非常不容易，要想讓SAP、甲骨文等等這些企業級應用的軟體遷移到英特爾的平台上，只能是一個一個地做，一個一個地優化。

英特爾在技術研發上和生態建立上投入巨大的資源，據方之熙透露，他在英特爾美國研究院屬下的一個工程師因為伺服器晶片的研發派駐到甲骨文公司，協助甲骨文將應用移植到英特爾平台，通過調試、優化，改進英特爾的伺服器晶片技術，把伺服器晶片與應用適配，這項工作做了十年，這個英特爾工程師辦公室就設在甲骨文，作為英特爾研究院的人在甲骨文上班，一上就是十年。

從這個例子來看，研發晶片和建立生態，真的不是一個簡單的事情，也不僅僅是技術的問題。

今天伺服器晶片是英特爾公司最盈利的業務支柱，英特爾的X86伺服器晶片占據了整個伺服器市場絕大部分的市場份額，打敗了IBM 的Power、甲骨文的SPAC(原Sun Microsystem)等等這些企業級的老牌巨頭，至今這些企業的伺服器晶片技術上可能依然部分領先於英特爾的晶片技術，但是伺服器的市場和生態已是英特爾的江湖。

RISC-V是中國運算平台晶片成功的機會

在晶片產業的江湖上，並非一成不變，搶占未來制高點，搶占未來商業機會，就有機會換道超車。

每一次應用場景的變遷，都會孕育新的技術平台的變革，也是孕育新的企業巨頭的機會。

現在又到了貝爾節點將發生作用的時候了，物聯網時代的到來，將需要新的系統架構。

這次運算平台的技術變局，我們能夠抓住機會嗎?

在物聯網前期的嵌入式系統的產業里，目前採用比較多的是ARM的處理器架構，數據顯示在嵌入式領域有75%的系統設計是採用了ARM公司的微處理器架構。

ARM是由ARM公司擁有的精簡指令集(RISC)處理器架構，由於具有節能的特點，非常適用於移動通信、嵌入式系統設計，所以在移動網際網路和嵌入式系統領域成為主流。

ARM所採取的商業模式是IP授權，它的架構授權有三種模式：架構層級授權、內核層級授權、使用層級授權，架構層級授權在獲得ARM公司授權後可以對ARM架構進行大幅度改造，使用層級授權是只可以用但不可以修改。

在物聯網領域另一個後起之秀是RISC-V，它是2010年加州大學伯克利分校的David Peterson(2017年兩位圖靈獎得主之一)和Krste Asanovic領導開發的開源指令集系統架構，通過將核心指令集以及其CPU設計的IP開源，很大程度上改變運算平台晶片的設計生態。

RISC-V由RISC-V基金會管理，包括西部數據、英偉達、谷歌等矽谷巨頭都加入RISC-V基金會。

因為它是免費開源的，而且可以靈活地進行修改並加入新的功能，所以RISC-V正在吸引越來越多的科技公司採用。

根據IPnest的調研，ARM公司在2017年的IP授權收入下滑了6.8%，原因之一是因為RISC-V加入了競爭。

方之熙認為RISC-V是中國發展運算平台晶片產業的新機會，中國如果能夠抓住RISC-V，就有機會實現物聯網晶片產業的逆襲。

方之熙透露，目前在矽谷，越來越多的初創企業採用RISC-V，而且RISC-V非常適合小公司，除了免費，而且修改外圍也可以不上傳。

但這樣既有好處也存在問題，因為大家都可以修改而不上傳，就容易面臨碎片化的問題，就很難形成廣泛接受的通用運算平台。

如果有一個大公司來接手，它的發展命運就有點像當年的安卓，由於有谷歌的接手和控制，安卓就能維持持續化發展和規範化標準。

RISC-V的勢頭正冉冉升起，如果中國通過大力支持RISC-V，並成為其中開源的最大貢獻者，共同搭建一個基於「開源架構」RISC-V的晶片公共服務平台，面向國內外用戶提供各種軟硬體設計的公共服務。

通過免費而高效的服務來控制這個架構，從而使中國從技術的追隨者、採用者，演變為主動推動者、建設者，形成以我國主導的「物聯網晶片生態系統」，換道超車，在物聯網時代獲得逆襲。

況且根據以往的貝爾定律的經驗，一旦新的運算平台生態系統確立後，將會「反噬」上一代運算平台的市場份額。

我國如能執此龍頭，就能領導物聯網運算平台潮流，擁有完全自主的智慧財產權(包括信息安全機制)，並可推廣到其它領域的晶片上去。

如此一來，可望形成與X86、ARM三足鼎立的局面，不再受制於人。

據方之熙透露，印度政府在矽谷印度藉高管們的影響下，已經看到了這樣的機會，印度政府從2011年開始實施處理器晶片戰略計劃，這幾年印度政府資助的處理器項目都不斷向RISC-V靠攏，這有可能讓RISC-V成為了印度的事實國家指令集。

據悉，這幾天，RISC-V基金會主席，加州大學伯克利分校的Krste Asanovic就在印度多地進行交流訪問。

事實上不僅僅是印度，包括美國DARPA，以色列國家創新局(Israel Innovation Authority)都選擇基於RISC-V研製作為全國企業服務的處理平台，越來越多的國家看到了RISC-V的機會，如果這樣的機會被印度政府或者任何一個國家或者任何一個大公司抓走，我們再慢一步，未來中國要想贏得這樣的機會，要等下一個運算平台的變遷，可能需要再等10到15年。

中國應該如何對待RISC-V?方之熙表示，目前中國有不少公司關注到RISC-V。

不過目前中國大部分公司僅僅使用開源的RISC-V代碼，而在RISC-V開源社區的貢獻依然非常少，也沒有太多的話語權。

方之熙建議，中國應該從更高的層次上看到RISC-V的戰略意義，及早對運算平台進行布局，推行指令集國家標準，是基於開源指令集RISC-V、還是其它已有的成熟的指令集，亦或重新設計一套自己的指令集，來開發我們物聯網及其它領域的運算平台晶片，做更多的考量。

我國於2017年進口以ARM為系統架構的物聯網晶片約300億元。

據預測，再過幾年，物聯網晶片全球需求為2000-3000億人民幣，方之熙相信，如我們有自主的系統架構及其上的生態系統，我國的晶片產業不光能滿足中國智能製造的需要，還能出口晶片，占有這3000億元中相當大的份額。

一碼不掃，何以掃天下

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