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RISC-V行业研究与投资策略

作者

胡燕妮 余辉

珠海格力金融投资管理有限公司 广东珠海 519070

一、RISC-V的行业概况

(一)定义

RISC-V是一种基于简化指令集计算(Reduced Instruction Set Computer)设计原理的开放标准指令集体系结构(ISA),它充当硬件和软件之间的基本桥梁,塑造处理器(CPU)的功能和性能。

(二)起源和发展历史

RISC-V指令集架构始于在2010年始于加州大学伯克利分校的一个项目。RISC-V的“V”包含两层意思,一是这是伯克利从RISC-I开始设计的第五代指令集架构,二是它代表了变化(variation)和向量(vectors)。

RISC-V架构对我国芯片发展有着重要意义,被认为是国产芯片实现自主可控的新机遇,开发和生产RISC-V处理器的成本更低,这为RISC-V的产业化发展提供了机会。

(三)RISC-V与X86或ARM架构的优势和特点

RISC-V架构的指令集篇幅较小,架构采用模块化的设计,允许使用不同的指令子集来满足不同的应用需求;同时,RISC-V架构支持可扩展定制指令,使用户能够根据需求进行定制化扩展;易于编程,在编译器和寄存器分配方面做得很好;此外,RISC-V的简洁性缩短了芯片的设计和验证时间,进而降低芯片开发成本。

二、RISC-V行业的市场分析

(一) RISC-V全球及我国市场规模

据RISC-V国际基金会披露,到2025年时采用RISC-V架构的芯片数量将增长至800亿颗,届时RISC-V将占据全球14%的CPU市场、28%的IoT市场、12%的工业市场和10%的汽车市场。虽然RISC-V相对于传统的ARM和x86架构在市场份额上仍然较小,但其在特定领域的应用逐渐增加,表现出潜在的成长趋势。特别是在汽车市场、嵌入式系统和物联网、边缘计算、人工智能领域,RISC-V开始获得更多的市场份额:

(1)汽车市场

随着智能汽车和自动驾驶的兴起,汽车纷纷转向RISC-V架构,ARM正在面临逐渐被抛弃的局面。高昂的授权费和难以灵活地定制的问题激励厂商基于开源指令集开发定制硬件。RISC-V架构在车规级MCU和域控制器市场最具潜力:根据RISC-V产业联盟数据,2022年基于RISC-V技术的芯片销量在汽车领域的可服务市场约为1.5亿个。 我国在汽车MCU市场芯片自给率不足10%、国产化替代率仅为5%。因此,基于RISC-V的国产替代也是汽车市场的趋势。

(2)嵌入式系统和物联网(IoT)

嵌入式系统和物联网领域对低功耗、高效能和定制化处理器需求增加,这促使RISC-V成为理想选择。嵌入式系统和物联网设备数量快速增长,市场规模逐年扩大。RISC-V可以满足物联网设备通常需要在有限电池寿命内运行的低功耗需求,此外,物联网设备的多样性要求定制化设计,可以根据具体需求定制处理器核心。

(3)数据中心及服务器

数据中心被认为是RISC-V可能顺利落地速度最快的场景。而基于信创在国产替代方面的趋势,大数据传输和存储的架构技术x86又极大可能将逐渐被RISC-V架构取代。

三、RISC-V的行业的产业链上下游分析

RISC-V行业的上游是处理器核设计服务公司(IP and Design Services)、处理器核供应商(Semiconductor IP)以及集成电路设计和芯片制造公司(Foundry Services)。中游就是RISC-V架构本身,以及为研究和支持RISC-V架构的软件服务商(Development Tools )和一些云服务平台(SW AND Cloud)。下游主要是其应用领域和终端产品,从宏观角度包括嵌入式系统、物联网、边缘计算、5G、人工智能、自动驾驶汽车芯片、消费电子等领域的大应用市场。

四、RISC-V领域的投资机会

RISC-V作为一种开源、灵活且高度可定制的指令集架构,正在多个领域展现出显著的投资机会.

(1)物联网(IoT)领域

RISC-V的低功耗、低成本和易扩展特性使其成为物联网设备的首选架构。随着物联网设备的不断增加和应用场景的拓展,RISC-V在该领域的应用需求将持续增长.相关企业如乐鑫科技,其RISC-V架构的WiFi MCU全球市占率第一,智能家居订单占比68%,低功耗优势契合AIoT长尾需求.

(2)汽车电子领域

RISC-V的高可靠性和低功耗特点使其成为汽车电子系统的理想选择。随着新能源汽车和智能网联汽车的发展,RISC-V在汽车电子领域的应用需求不断增长。例如,北京君正收购矽成(ISSI)后拓展车规芯片,布局RISC-V方向,车规级存储芯片与RISC-V处理器协同,开发智能座舱方案。

(3)数据中心领域

RISC-V凭借其高性能和低功耗的特点,成为数据中心服务器的备选架构之一。随着云计算和大数据技术的发展,数据中心对芯片性能和功耗的要求越来越高。全志科技与阿里平头哥合作开发的玄铁C910内核芯片已实现车载芯片规模化应用,2024年RISC-V产品线营收同比暴增218%。

(4)人工智能(AI)领域

RISC-V可以通过定制化设计满足AI算法对芯片性能和功耗的特定需求,未来在AI芯片领域将发挥重要作用。芯原股份作为中国RISC-V产业联盟理事长单位,持有20余项专利,提供RISC-V IP核及一站式芯片设计服务,覆盖AI、汽车电子等高增长领域。

五、投资风险

RISC-V目前的市场份额较小,与x86主流架构相比,在市场占有率、历史积累、终端产品多样性和技术水平等方面都有差距,面临发展速度和完整性方面的挑战,需要更多时间和努力来提升。现阶段ARM在全球范围内占据绝对的领先地位,且其每年均投入巨额的研发费用以维持产品竞争力。而ARM公司对RISC-V市场打压,尤其在物联网领域中,RISC-V等新指令集的应用可能会导致原有市场和技术局面发生重大变化,如果公司的技术升级迭代速度和成果未达到预期水平,同时受到ARM生态的竞争,将导致公司行业地位和市场竞争力下降,从而对公司的经营产生不利影响。

作者简介:

胡燕妮(1988.8)女,汉族,籍贯:辽宁省沈阳市,博士学历,研究方向:人工智能算法、大数据分析、信息管理。

余辉(1983.11),男,汉族,籍贯:湖北省武汉市,本科学历,研究方向:半导体、信息技术。