在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈加速重構(gòu)、核心技術(shù)自主化呼聲高漲的背景下，作為芯片技術(shù)的核心要素之一，指令集架構(gòu)正經(jīng)歷著深刻的變革與重塑。其中，RISC-V 以其開源、靈活的特性，正在成為芯片技術(shù)自主創(chuàng)新的新關(guān)鍵戰(zhàn)場(chǎng)，亦為全球芯片產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇與活力。國(guó)芯科技作為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的重要參與者，敏銳地捕捉到了RISC-V 架構(gòu)所蘊(yùn)含的巨大潛力，積極投身于技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，在這片充滿機(jī)遇與挑戰(zhàn)的領(lǐng)域中不斷探索前行。
開源勁風(fēng)正起，解鎖RISC-V架構(gòu)創(chuàng)新潛能
RISC-V是一個(gè)全球性的開放標(biāo)準(zhǔn)，自誕生以來(lái)便吸引了全球眾多芯片設(shè)計(jì)企業(yè)、開發(fā)者以及科研機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注與積極參與，可以滿足從嵌入式到高性能計(jì)算各種不同的算力需求場(chǎng)景，為創(chuàng)新提供了廣闊的空間。
近年來(lái)，RISC-V 生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)出加速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。中國(guó)工程院院士倪光南近日指出，“RISC-V芯片未來(lái)在消費(fèi)級(jí)PC、自動(dòng)駕駛、網(wǎng)絡(luò)通訊、工業(yè)控制、智能設(shè)備以及高性能服務(wù)器等領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率將超過(guò)25%，成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不可忽視的中堅(jiān)力量?！?/p>
基于對(duì)CPU領(lǐng)域的深刻洞察，國(guó)芯科技早于2017年便選擇擁抱 RISC-V 架構(gòu)，基于開源RISC-V開發(fā)自主C*Core CPU，并將其視為實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破與拓展產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的重要契機(jī)之一。
底層技術(shù)驅(qū)動(dòng)，RISC-V架構(gòu)CPU成果豐碩
作為嵌入式CPU芯片設(shè)計(jì)上市公司，CPU內(nèi)核的設(shè)計(jì)始終是國(guó)芯科技研發(fā)的根基與重點(diǎn)。懷抱著強(qiáng)大的決心，并以擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的C*Core CPU核為基礎(chǔ)，國(guó)芯科技持續(xù)投入RISC-V架構(gòu)研發(fā)，取得了豐碩成果。
面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，國(guó)芯科技已開發(fā)出極低功耗的CRV0和CRV4架構(gòu)。企業(yè)又在CRV4基礎(chǔ)上，發(fā)展了獨(dú)特的自主可控嵌入式CPU微架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)：面向汽車電子和工業(yè)控制的實(shí)時(shí)應(yīng)用，針對(duì)電機(jī)控制應(yīng)用擴(kuò)展了DSP指令，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了CRV4E；面向面積要求更高的場(chǎng)景，裁剪出了CRV4L；對(duì)標(biāo)國(guó)外的Cortex-M4雙核鎖步版本，完成了帶功能安全的CRV4H處理器研發(fā)，性能超越M4，且?guī)в腥珖?guó)產(chǎn)化的生態(tài)和開發(fā)環(huán)境。
面向運(yùn)算密集的高性能運(yùn)算場(chǎng)景，國(guó)芯科技開發(fā)出了CRV5。CRV5專為計(jì)算密集型場(chǎng)景的MCU和SoC而設(shè)計(jì)。
面向高性能多核應(yīng)用，國(guó)芯科技成功推出了自主設(shè)計(jì)的 CRV7 多核處理器。CRV7對(duì)標(biāo)國(guó)外的Cortex-A55，其性能超越A55；具備高性能、低功耗、高安全性，工作頻率最高可達(dá) 1.5GHz，能夠?yàn)楦黝悘?fù)雜應(yīng)用提供強(qiáng)大的計(jì)算能力支持。
近年來(lái)，為滿足AI技術(shù)的發(fā)展需要，國(guó)芯科技開展了基于RISC-V指令架構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展指令集架構(gòu)研究，形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器專用指令集，能夠支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的加速處理，并用于CRV4AI和CRV7AI處理器的實(shí)現(xiàn)中。
圖片來(lái)源：企業(yè)供圖
“性能+安全”雙重賦能，RISC-V芯片拓展市場(chǎng)版圖
在芯片產(chǎn)品布局上，國(guó)芯科技基于RISC-V架構(gòu)的嵌入式芯片產(chǎn)品線豐富多元。
1、硬核實(shí)力，安“芯”守護(hù)
在信創(chuàng)和信息安全領(lǐng)域，國(guó)芯科技發(fā)揮深厚的專業(yè)實(shí)力，利用RISC-V打造產(chǎn)品“性能+安全”的雙重優(yōu)勢(shì)，為行業(yè)客戶提供優(yōu)質(zhì)的安全芯片解決方案。
國(guó)芯科技的RISC-V架構(gòu)芯片所實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用多種多樣。智能穿戴eSIM、版權(quán)保護(hù)、智能門鎖安全、ETC OBE-SAM、燃?xì)獗戆踩玈E和直播星SE等物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景里，CCM3310S-L、CCM3310S-LP安全芯片已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用和出貨。CCM3310系列芯片基于C*Core的CRV0 CPU內(nèi)核研發(fā)，采用了40nm EFlash工藝設(shè)計(jì)，內(nèi)置高安全防護(hù)機(jī)制，支持多種國(guó)際算法和國(guó)密算法，安全等級(jí)達(dá)到國(guó)家密碼管理局商用密碼檢測(cè)中心《安全芯片密碼檢測(cè)準(zhǔn)則》第二級(jí)要求。芯片同時(shí)具備高安全性、超低功耗和小尺寸等特點(diǎn)，堪稱“又小又強(qiáng)”。
另外，國(guó)芯科技使用CCM3310S-LP開發(fā)的Qi鑒權(quán)芯片已通過(guò)WPC（無(wú)線充電聯(lián)盟）審查，其全資子公司天津國(guó)芯科技有限公司已正式成為WPC的MCSP供應(yīng)商，可為無(wú)線充電設(shè)備制造商提供包括芯片硬件、Qi固件、開發(fā)工具包（SDK）、Qi產(chǎn)品單元證書申請(qǐng)、證書預(yù)置等完整解決方案，以服務(wù)充電設(shè)備廠商實(shí)現(xiàn)Qi鑒權(quán)功能的快速集成和量產(chǎn)。
作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的云安全芯片廠商，國(guó)芯科技最新已完成設(shè)計(jì)和正在流片驗(yàn)證的極高性能云安全芯片CCP917T亦是基于自主 RISC-V 架構(gòu)的 CRV7 多核處理器設(shè)計(jì)，料將適用于人工智能、云計(jì)算安全、網(wǎng)絡(luò)安全和運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)應(yīng)用。根據(jù)公開資料，該芯片的主處理器CRV7AI，帶有四個(gè)CRV7微內(nèi)核，并融合了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的AI協(xié)處理單元，可以適應(yīng)更多高性能計(jì)算、高性能處理和人工智能推理等復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景；芯片帶有高性能安全引擎（SEC），支持 AES/SHA/RSA/ECC 等國(guó)際商用密碼，也支持SM2/SM3/SM4等國(guó)密算法，可以適用于各種對(duì)安全、性能和穩(wěn)定性要求高的場(chǎng)合，具有較大的產(chǎn)品應(yīng)用覆蓋面。
在信息化乃至未來(lái)的智能化時(shí)代，國(guó)芯科技的密碼芯片作為信息安全的核心技術(shù)，將憑借其強(qiáng)大的加密能力、密鑰管理機(jī)制和防攻擊設(shè)計(jì)，為時(shí)代的數(shù)據(jù)安全注入更加強(qiáng)勁“芯”動(dòng)力。
2、雙“核”協(xié)同，智驅(qū)未來(lái)
使用“RISC-VCPU+ AI NPU”方案，國(guó)芯科技在工業(yè)控制與汽車電子的應(yīng)用領(lǐng)域正以創(chuàng)新思維和獨(dú)特亮點(diǎn)翻開新的篇章。
（1）工業(yè)控制
在工業(yè)控制領(lǐng)域，國(guó)芯科技基于自身RISC-V 架構(gòu)已推出兩款A(yù)I MCU芯片CCR4001S 與 CCR7002。
CCR4001S是基于RISC-V指令架構(gòu)CRV4H CPU核的端側(cè)AI芯片，內(nèi)置NPU，專注于端側(cè)AI應(yīng)用，主打低功耗與高性能的結(jié)合。CCR4001S通過(guò)使用“RISC-V CPU + AI NPU”的雙核方式，能夠應(yīng)對(duì)工業(yè)電機(jī)控制和能耗優(yōu)化、環(huán)境感知等復(fù)雜任務(wù)，為端側(cè)設(shè)備的智能化升級(jí)提供了強(qiáng)大動(dòng)力。
而CCR7002則劍指更廣泛的AI應(yīng)用，它集成了高性能SoC芯片子系統(tǒng)與AI芯片子系統(tǒng)，擁有豐富的接口資源、支持對(duì)多種深度學(xué)習(xí)算法，亦擁有完善的安全引擎，能夠同時(shí)處理復(fù)雜任務(wù)和深度學(xué)習(xí)算法。AI MCU通過(guò)將計(jì)算和推理能力推向離數(shù)據(jù)源更近的位置，實(shí)現(xiàn)更快速、更安全的數(shù)據(jù)處理、異常檢測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)，有望在工業(yè)控制、能量控制、樓宇控制、智慧交通等領(lǐng)域等應(yīng)用場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)突破。
自主AI MCU芯片的成功研發(fā)，標(biāo)志著國(guó)芯科技在RISC-V與AI技術(shù)融合應(yīng)用方面走在了行業(yè)前列，為公司開拓智慧端側(cè)、智能控制等新興市場(chǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
（2）汽車電子
在企業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的汽車電子芯片領(lǐng)域，市場(chǎng)正呈現(xiàn)出明顯的開源架構(gòu)應(yīng)用突破、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)加速、國(guó)產(chǎn)化替代從低端產(chǎn)品向中高端產(chǎn)品延伸的特點(diǎn)。RISC-V架構(gòu)用于芯片設(shè)計(jì)長(zhǎng)于靈活定制、高性能、低功耗，十分契合新能源汽車智能化時(shí)代的芯片需求。
國(guó)芯科技結(jié)合了客戶產(chǎn)品應(yīng)用需求、AI技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和自身CPU技術(shù)設(shè)計(jì)積淀，已啟動(dòng)首顆基于RSIC-V架構(gòu)的車規(guī)級(jí)芯片設(shè)計(jì)開發(fā)。CCFC3009PT是面向汽車智能駕駛、跨域融合和智能底盤等領(lǐng)域應(yīng)用而設(shè)計(jì)開發(fā)的高端域控MCU芯片，芯片適應(yīng)汽車電子域控器的高算力、高速通信、功能安全和信息安全處理等應(yīng)用場(chǎng)景。芯片采用高性能RISC-V多核架構(gòu)，融合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的AI協(xié)處理單元，在主頻、功耗、面積和性價(jià)比等綜合性能方面或?qū)⒕邆湫袠I(yè)先進(jìn)水平，有望實(shí)現(xiàn)對(duì)目前在智能座艙和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域大量應(yīng)用的英飛凌TC397和瑞薩U2A16芯片的國(guó)產(chǎn)化替代。
隨著汽車智能化、電動(dòng)化的快速發(fā)展，車規(guī)級(jí)芯片市場(chǎng)需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。國(guó)芯科技的這一舉措，有望填補(bǔ)國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的部分空白，推動(dòng)我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展。
攻堅(jiān)克難砥礪奮進(jìn)，RISC-V賽道未來(lái)可期
一路走來(lái)，國(guó)芯科技憑借著創(chuàng)新與堅(jiān)持在RISC-V領(lǐng)域穩(wěn)步前行。從最初敏銳洞察RISC-V架構(gòu)的潛力、果斷進(jìn)行戰(zhàn)略布局，到后續(xù)在關(guān)鍵技術(shù)上持續(xù)發(fā)力，攻克一道道難關(guān)，面對(duì)市場(chǎng)的挑戰(zhàn)，國(guó)芯科技正在交出自己的答卷。
未來(lái)，隨著RISC-V生態(tài)系統(tǒng)日益完善、應(yīng)用邊界不斷拓展，疊加人工智能等新興技術(shù)如洶涌浪潮加速融入各個(gè)領(lǐng)域，國(guó)芯科技或?qū)碛懈嗟陌l(fā)展機(jī)遇。