开源架构双雄并立，国内企业的开源尝试

RISC-V的推动，以及MIPS、Power Architecture等架构先后走向开源，可以说从低端IoT，主流终端核心、通信领域，再到高性能计算领域，全方位对ARM架构进行包围。既巧妙避开英特尔（Intel）和ARM 巨头盘踞的PC 、手机领域，又依赖其性能很好的满足AI、物联网市场需求。

RISC-V：

芯片开源正在成为业界努力的方向，最具代表性的是开源架构RlSC-V。在一些新兴的边缘领域，比如物联网（IoT）、人工智能（AI）、边缘计算（Edge Computing）领域，RISC-V依据高能效低成本解决方案将在未来具有很大的爆发空间，国内外企业纷纷基于开源指令集架构RISC-V寻求芯片设计的突破。ARM的忠实用户华为、高通、Google等，为分散风险，寻求更大的创新，也纷纷加入了开源架构RlSC-V的阵营。

然而作为芯片架构界的“新人”，不同于MIPS已经落地多年并形成一定生态和产品，RISC-V从零开始建立体系，在国内亟需标杆级的企业来扛起这面大旗，这次，首先站出来的是阿里巴巴。

2018年的杭州云栖大会上，阿里巴巴旗下的平头哥半导体正式诞生，得益于RICS-V开源的优势，时隔不到一年，2019年7月25日首款基于RISC-V架构的芯片玄铁910便问世了。

作为平头哥的首个产品，玄铁910将大大降低高性能端上芯片的设计制造成本，未来将应用在5G、人工智能、网络通信、自动驾驶等领域中。

当然，即便是开源架构，要实际落地一款芯片，依靠一家互联网公司去撑起产业略显力不从心，因此，平头哥半导体是由国产芯片企业中天微与阿里旗下达摩院芯片团队整合而成，阿里全资控股。

这种强强联合的模式并非业界新模式，国内通用MCU的龙头，兆易创新（603986.SH）也于8月22日携手芯来科技（Nuclei）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，并提供了从芯片到程序代码库、开发套件、设计方案等完整工具链支持并持续打造RISC-V开发生态。

和平头哥一样，兆易创新想做的不仅仅是基于开源框架去打造芯片，而是希望能引领生态。

资料来源：西南证券

根据计划，未来平头哥也将全面开放玄铁910 IP Core，全球开发者可以免费下载该处理器的FPGA代码，快速开展芯片原型设计和架构创新。并推出面向领域定制优化的芯片平台(Domain specific SoC)，提供包括CPU IP、SoC平台以及算法在内的软硬件资源，面向不同AIoT场景为企业和开发者提供不同层次的芯片服务。

可见，国内芯片企业的目标不仅是做出产品，还希望在生态建立初期能够快速扩大影响力。

资料来源：阿里巴巴

随着近 2 年 RISC-V 生态快速崛起，对 ARM 在物联网市占扩张造成不小威胁，RISC-V架构开放、灵活、低功耗的特点，也吸引了包括乐鑫科技、华米科技、北京君正、联发科等上市公司纷纷布局研发基于RISC-V架构的芯片，未来这一生态还将继续扩大。

数据来源：芯潮，算力智库整理

MIPS：

除了ARM、RISC-V之外，低功耗处理器另一重量级对手MIPS，在2018年12月宣布开源之后，就成为RISC-V在AI时代强有力的竞争者。

相比RISC-V是芯片架构的新生力量，MIPS则已经发展了近30个年头，其在传统物联网市场包括机顶盒、录音笔、智能手表获得了不错的应用，基于MIPS架构的芯片也已有85亿颗的芯片在数千种商业解决方案中交付使用。

资料来源：公开资料

出于芯片技术体系的自主可控，防止技术垄断，我国早在2001年已经开始布局。在当时的几大芯片架构MIPS、ARM、X86架构中，中科院选择了耗能低性能良好的MIPS架构寻求突破，主导开发的几代芯片均是基于MIPS架构，目前国内MIPS阵营的北京君正、神州龙芯的核心团队也均来自中科院体系。

作为MIPS阵营里面的中坚力量，北京君正创造性地推出了其独特的MIPS32兼容的微处理器技术XBurst，能够在极低的功耗下高速发射指令，其主频、多媒体性能、面积和功耗均领先于工业界现有的32位RISC微处理器内核。

北京君正长期的芯片设计经验的积累，其开发出来的芯片在耗能低性能具有相当不错的市场竞争力，同一结点水平下，君正的嵌入式CPU技术在功耗上只有ARM同类产品的1/3-1/2，其芯片产品在智能硬件领域获得广泛应用。

但是，由于嵌入式CPU芯片必须结合操作系统平台的支持，才能应用到各种领域，而安卓的操作系统已经是ARM的天下。相对于手机芯片厂商美国高通、华为海思、紫光展锐的ARM芯片架构，拥有MIPS架构芯片的北京君正存在着芯片和软件的不兼容问题，因此其产品在智能手机与平板电脑上均无作为，目前芯片的应用主要集中于低端便携消费电子产品。

相比北京君正，神州龙芯研发的基于MIPS的嵌入式处理器核主攻高性能市场，客户集中于军工领域，目前产品主要包括龙芯2号单核处理器系列以及龙芯3号多核处理器系列，应用于桌面办公、服务器、工业控制、网络安全以及物联网等。

资料来源：算力智库整理

中国的机会？打破巨头垄断路在何方

随着全球芯片产业的整合，目前在芯片市场中的主流无非是基于ARM架构和x86架构，德州仪器、爱立信、英伟达等竞争者的相继退出，预示着未来芯片产业的胜者将更多依赖企业自身庞大的资金实力和持续不断的投入。

芯片架构的成功，除了技术方面，生态问题始终是制约一个架构发展的最大瓶颈。新研发出来的芯片产品如果没机会到市场去试错，没有进入市场的良性循环，不管是软件还是硬件，都很难达到用户满意的水平。一个芯片的成功，一定是它应用生态的成功。华为海思的麒麟芯片能够获得不错的发展，一方面是因为华为在人才和资金等资源上的巨额投入，另一方面也得益于华为手机的广阔市场。市场的反映以及用户的反馈都是麒麟处理器迭代完善的方向和动力。

要实现国产芯片自主可控发展，打破国外巨头垄断格局，不仅要迅速行动抓住时机，还应以市场为导向，找准适合的市场定位。以人工智能技术为引领的新一代信息技术包括AIoT、5G、云计算、边缘计算、大数据、AR/VR等新技术的涌现，或会是芯片格局的重要机会。

一方面，新老芯片架构处于同一起跑线，此前老架构积累的生态优势不复存在，另一方面，与PC 时代、移动互联网时代不同，AIoT 时代的芯片应用场景更加丰富多元，企业需要能快速实现可商用的芯片，RISC-V 、MIPS等架构具备开放、灵活、低功耗等优点，被认为是 AIoT 场景最核心的芯片架构之一。

PC时代成就了英特尔x86，移动时代成就了ARM，人工智能时代，以RISC-V为代表的开源芯片架构或许是国产芯片弯道超车，实现国产芯片自主可控的机会。