2024.05.05 05:58 臺北時間

【產業尖兵】陸廠借道RISC-V開發中國芯 台晶片IP廠轉攻AI新藍海

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財經理財
中國晶片相關業者戮力投入RISC-V技術,企圖以此為基礎打造中國自有的核心晶片。(翻攝電子信息產業網)
中國晶片相關業者戮力投入RISC-V技術,企圖以此為基礎打造中國自有的核心晶片。(翻攝電子信息產業網)
為牽制中國半導體發展,美國一路從半導體設備、製造,燒向AI晶片,現在就連最上游的晶片核心(IP矽智財)架構也不放過。由於全球晶片核心IP分別掌握在英特爾(x86架構)與安謀(Arm架構)手中,為避開美國防堵,中國業者陸續投入硬體開源架構—RISC-V陣營,藉此打造「中國芯」。本刊調查,為閃避陸廠引發的價格戰,台灣業者晶心、美商SiFive切入AI新藍海,晶心不僅成功打進Meta(臉書)供應鏈,也成為聯發科、神盾、瑞昱等台廠打造開源晶片的幕後推手。
2023年10月,美國18位民主黨與共和黨國會議員聯名致函商務部,針對開源晶片架構RISC-V技術流入中國表達堪憂,敦促拜登(Joe Biden)政府對RISC-V採取限制行動,以免助長中國手機、AI(人工智慧)晶片發展。

開源架構 平價應用廣

為何美國國會議員們會如此擔心中國藉由RISC-V架構威脅美國半導體業呢?一位資深專家對本刊表示,由美國加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)教授Krste Asanović團隊於2010年發表的RISC-V,是一套具有高性能、低功耗的精簡指令集架構,擁有開放、免費的好處,與英特爾(Intel)的x86架構、安謀(Arm)擁有的IP架構一樣都能設計出處理器。
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本刊調查,正因為RISC-V的開源架構,具有免費、開放的特性,讓本身欠缺晶片基礎研發的中國,找到了避免美國官方制裁,甚至可以彎道超車開發「中國芯」的捷徑。「事實上,RISC-V架構的開放特性,就連美國國家航空暨太空總署(NASA)、歐盟太空總署(ESA),都對它青睞有加,用來開發新的太空晶片,代表RISC-V的應用越來越廣。」工研院產科國際所資深研究員王宣智透露。
不僅美中科技對抗賽,吸引眾多中國IC設計業者投入讓RISC-V形勢大好,同時間,股票掛牌上市(IPO)後的Arm,最近一個動作又讓RISC-V水漲船高。一位資深半導體專家向本刊分析,「行動載具(如手機、物聯網裝置)有九成都採用Arm架構。Arm去年上市後,吃定手機晶片業者,突然改變權利金收費,變相漲價的作風,已讓部分客戶投向平價的RISC-V陣營。」

迴避圍堵 中國搶開發

「以前是IC賣多少錢就從中收取部分比例,現在卻變成以整個產品(如手機、電腦)的價格抽成,Arm越來越狠!在這種狀況下,三星(Samsung)、蘋果(Apple)等既做手機、又做晶片的廠商,未來恐怕會漸漸遠離Arm。」某晶片業者向本刊直言說。
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Arm掛牌上市後,改變既有權利金收費機制,間接刺激不少客戶陸續轉投RISC-V陣營。(翻攝Arm臉書)
Arm的殺雞取卵作風,引發業界不滿,像是雲端大咖Google去年宣布與手機晶片大廠高通(Qualcomm)合作,將用在穿戴式裝置的Wear OS系統導入RISC-V架構晶片;此外,Google還宣布今年會推出對應RISC-V開源架構的安卓(Android)系統模擬器,藉此帶動RISC-V在智慧手機上的應用。
在此同時,積極鼓吹自製「中國芯」的中國官方,也希望大陸半導體業者掌握晶片研發主導權,讓RISC-V架構在中國,不只「爆紅」而已,更是「殺紅」了眼,「中國業者投入RISC-V不只積極,而且已經到了白熱化競爭的狀態!他們的內部競爭很凶,導致市場失序、惡性價格競爭激烈。」晶心科技董事長林志明向本刊點出大陸RISC-V市場生態。

關鍵客戶 晶心早卡位

其實台灣業者卡位RISC-V架構甚早,像是晶心等,都有取得不錯的成績。
面對大批陸廠卡位引爆的RISC-V價格戰,在全球市場已擁有舉足輕重地位的晶心,正藉由開發AI處理器來拓展新藍海。「你有在用臉書(Meta)、IG嗎?當你在用這些社群平台,裡面早就用上晶心所提供的IP服務。」林志明自豪地說道。
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Meta資料中心應用訓練與推論的AI加速器,即是使用晶心提供的RISC-V處理器。(翻攝Meta官方網站)
根據Meta公開資訊,其資料中心應用訓練與推論的AI加速器,用的就是晶心提供的RISC-V處理器。「早在2019年Meta就與晶心接觸,由晶心協助打造客製化晶片,Meta已連續3年成為晶心第一大客戶。」林志明開心地說。究竟Meta為何會找上晶心?
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晶心在董事長林志明帶領下,順利卡位RISC-V市場成功,並持續往AI等高階應用的方向前進。
林志明透露有兩大關鍵,首先客戶對RISC-V早有了解,並認同RISC-V會成功;加上主要競爭對手出錯,給了晶心機會,「對手的出錯,幫了晶心一把,成就雙方合作。」他補充道。
不僅Meta成為晶心的重要客戶,包括聯發科、神盾、聯詠、信譁、瑞薩、群聯等半導體廠,也都陸續找上晶心合作,大量應用到儲存、5G網路、資料中心、車用等市場。「自晶心2005年公司成立後,截至2023年為止,晶心在RISC-V嵌入式系統單晶片(SoC)與V3(舊系統)累計出貨量已超過140億顆。」林志明指出,據市調研究機構SHD Group報告顯示,晶心RISC-V在全球的市占率約達30%,是市場領導廠商之一。

專案強化 AI處理器

技術基底深厚,讓晶心陸續贏得重要客戶訂單。「我們(晶心)每天都在打仗、搶(IP)灘頭堡。」林志明頗有感觸地說。為了持續鞏固灘頭堡,下一步就是要擴大產品線,過去的低階、中階產品,不僅不放棄還要更加強(例如更新RISC-V的規格),產品更要往高階應用的方向前進。
像是晶心目前推出AX60系列晶片的效能,已比Arm先前推出的高階處理器Cortex-A75還強,「這對台灣處理器相關業者而言,是一大成就!」林志明自信地說道。「我們一直從Arm身上搶市占率、挖客戶。」過去晶心每年約發表一至二個產品,但光去年,晶心就量產6項不同產品,橫跨低階至高階,其中還包含一個專為AI打造的加速器方案。
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RISC-V處理器已被廣泛應用在太空、汽車、智慧家庭、5G網路等不同領域。(東方IC)
為了搶占AI藍海,晶心持續努力開發,正針對訓練(Training)、推論(Inferencing)型的AI晶片雙管齊下。被問及可否拿來與輝達(NVIDIA)相提並論?林志明微笑回應:「我原來覺得這樣比,會有點吃他們豆腐,但漸漸地,這種感覺越來越淡。」他坦言,目前晶心與輝達差距還是很遙遠,輝達CUDA生態系現在仍難取代。「但晶心的客戶針對單一特殊AI領域,是有可能勝過輝達。」林志明引用客戶說法表示。
綜觀整體AI市場,「訓練市場被輝達主宰8至9成市場,基本上RISC-V很難突破,想賺錢、不想自殺,應該往推論市場深耕!」業界專家一針見血點出RISC-V業者如何搶占AI市場的關鍵。
更新時間|2024.05.05 05:59 臺北時間
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