近年來，隨著AIoT時(shí)代的到來，具有開源、免費(fèi)、模塊化、精簡(jiǎn)等特點(diǎn)的RISC-V架構(gòu)愈發(fā)受到全球芯片行業(yè)的重視，并且逐漸成為了不少頭部廠商的首選，帶動(dòng)了自主研發(fā)MCU的浪潮。
最近，芯八哥“走進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈”欄目記者在采訪了64位RISC-V架構(gòu)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)芯片廠商躍昉科技的創(chuàng)始人江朝暉博士后，繼而又采訪了另外一家知名的RISC-V廠商愛普特微電子的副總經(jīng)理袁永生，探討在RISC-V快速發(fā)展的背景下，愛普特當(dāng)前的發(fā)展情況及對(duì)RISC-V行業(yè)生態(tài)的展望。
據(jù)了解，愛普特成立于2012年，是一家專注于研發(fā)設(shè)計(jì)全國產(chǎn)32位MCU的高新技術(shù)企業(yè)。公司從成立之初，一直堅(jiān)持研發(fā)量產(chǎn)全國產(chǎn)高可靠的32位MCU產(chǎn)品，目前已經(jīng)形成APT32F102X系列、APT32F110X系列、APT32F172X系列等5大系列產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于智能家電、工業(yè)控制、消費(fèi)電子、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。
愛普特產(chǎn)品主要應(yīng)用場(chǎng)景
資料來源：愛普特
袁永生向記者介紹道:愛普特的研發(fā)班底主要是來自三星中國研發(fā)中心的MCU團(tuán)隊(duì)。
愛普特自2012年成立最初的五年中，全部精力投入到IP研發(fā)中，打造了一整套自研的、全國產(chǎn)、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微處理器IP庫。因此，愛普特MCU的所有外設(shè)IP都是自己研發(fā)，確保每一個(gè)外設(shè)都具有高可靠性和可控性。
值得注意的是，在愛普特眾多產(chǎn)品中，有一款產(chǎn)品格外引人注目。這款產(chǎn)品就是愛普特2021年新上市的基于RISC-V內(nèi)核的全國產(chǎn)32位高性能高可靠性MCU APT32F1023。據(jù)公司介紹，這是一款基于55nm、12英寸晶圓嵌入式Flash工藝量產(chǎn)的32位MCU。
袁永生表示，APT32F1023是基于平頭哥CPU內(nèi)核研發(fā)量產(chǎn)，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到工業(yè)級(jí)別的要求，具備寬電壓、高信噪比，其主頻最高可達(dá)48MHz，擁有豐富外設(shè)接口，支持硬件CRC和獨(dú)立除法器等。此外，它還可支持內(nèi)部模塊互聯(lián)觸發(fā)，搭載增強(qiáng)型PWM以及12位高精度ADC等功能。目前，APT32F1023已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)電子、智能家電等市場(chǎng)領(lǐng)域。
憑借優(yōu)越的性能表現(xiàn)與極具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格優(yōu)勢(shì), APT32F1023在市場(chǎng)上贏得了眾多客戶的認(rèn)可，并已在美的、博世、小米、松下、九陽等大客戶中量產(chǎn)出貨。
記者了解到，愛普特32位MCU產(chǎn)品2021年出貨量超過一億顆，在國內(nèi)RISC-V核32位MCU出貨量和市占率均遙遙領(lǐng)先，這個(gè)優(yōu)異成績(jī)背后，是愛普特十年如一日對(duì)技術(shù)創(chuàng)新和品質(zhì)把控的堅(jiān)持，也是純國產(chǎn)MCU的一個(gè)巨大突破。
袁永生指出，愛普特視技術(shù)創(chuàng)新為生命，在研發(fā)投入這一塊始終保持著高于同行的水平。截至目前，愛普特已累計(jì)獲得30多項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)、軟件著作權(quán)、集成電路布圖設(shè)計(jì)等，并已通過ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證。
眾所周知，由于RISC-V短小精悍、開源免費(fèi)等不同于x86、ARM等指令集的優(yōu)良特性，近年來吸引了眾多國家、企業(yè)的支持和布局。
縱觀海內(nèi)外，隨著RISC-V行業(yè)的蓬勃發(fā)展，獨(dú)立的RISC-V處理器IP公司已經(jīng)開始出現(xiàn)，一些實(shí)力雄厚的如三星、西部數(shù)據(jù)、阿里平頭哥等巨頭也開始使用RISC-V架構(gòu)開發(fā)其自有的處理器內(nèi)核。業(yè)內(nèi)眾多巨頭紛紛入局，表明RISC-V已經(jīng)得到產(chǎn)業(yè)界的廣泛認(rèn)可。
出貨量方面，據(jù) RISC-V International的首席執(zhí)行官Calista Redmond透露，2021年基于RISC-V架構(gòu)內(nèi)核的芯片出貨數(shù)量已達(dá)到120億顆，預(yù)計(jì)未來4年將維持60.69%的年復(fù)合增長(zhǎng)率，到2025年出貨量將達(dá)到800億顆。事實(shí)上，達(dá)到100億的里程碑并不是件容易的事，要知道如日中天的Arm經(jīng)過了17年才達(dá)到這個(gè)成就，而RISC-V架構(gòu)僅用了12年就實(shí)現(xiàn)了。
資料來源：RISC-V International
值得注意的是，作為后起之秀，全新的RISC-V雖然發(fā)展迅速，但和X86和ARM比起來，在很多地方還存在不足，尤其在生態(tài)方面，落后于其他兩大架構(gòu)。
袁永生指出：
所謂“生態(tài)”其實(shí)是個(gè)很龐大的概念，包含了開放架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、硬件生態(tài)、工具鏈軟件生態(tài)、應(yīng)用軟件生態(tài)等眾多內(nèi)容。目前，我國RISC-V生態(tài)發(fā)展還在起步階段，除了最核心的開放架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，其余都需要從業(yè)者去完善，這對(duì)于RISC-V產(chǎn)品的研發(fā)、推廣是極具挑戰(zhàn)的。
不過，好消息是，隨著RISC-V的不斷發(fā)展，近年來涌現(xiàn)出阿里巴巴平頭哥、賽昉（SiFive）科技、芯來科技等一大批有擔(dān)當(dāng)?shù)腞ISC-V企業(yè)。其中，又以平頭哥最為典型。據(jù)了解，目前平頭哥擁有端云一體全棧產(chǎn)品系列，涵蓋數(shù)據(jù)中心人工智能芯片、處理器IP授權(quán)等，能夠?qū)崿F(xiàn)芯片端到端設(shè)計(jì)鏈路全覆蓋。
在處理器IP授權(quán)方面，平頭哥玄鐵RISC-V系列處理器采用自研技術(shù)，能夠覆蓋從低功耗到高性能的各類場(chǎng)景，支持AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等操作系統(tǒng)，并已成功應(yīng)用于微控制器、工業(yè)控制、智能家電、智能電網(wǎng)、人工智能、多媒體和汽車電子等領(lǐng)域。據(jù)平頭哥此前介紹，公司玄鐵系列處理器已經(jīng)累計(jì)出貨超25億顆，擁有150余家客戶、超500個(gè)授權(quán)數(shù)，已成為國內(nèi)應(yīng)用規(guī)模最大的國產(chǎn)CPU。
平頭哥開源四款玄鐵RISC-V處理器
資料來源：平頭哥
平頭哥并不滿足于此。為了推動(dòng)更多的廠商認(rèn)可RISC-V并逐步采用這一架構(gòu)，共同推動(dòng)RISC-V生態(tài)的繁榮，在去年的云棲大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，阿里云智能總裁張建鋒宣布，平頭哥開源玄鐵RISC-V系列處理器以及基于玄鐵的多操作系統(tǒng)的全棧軟件及工具。據(jù)其介紹， 此次開源的玄鐵系列RISC-V處理器，包括玄鐵E902、E906、C906、C910等4款量產(chǎn)處理器IP，以及基于玄鐵的多操作系統(tǒng)的全棧軟件及工具。開發(fā)者可通過平頭哥Github和芯片開放社區(qū)（Open Chip Community）下載玄鐵源代碼，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)開源EDA協(xié)同，創(chuàng)新硬件架構(gòu)，豐富軟件應(yīng)用生態(tài)。
袁永生表示， RISC-V開源指令集將是開源處理器的起點(diǎn)，將帶動(dòng)開源處理器、開源工具鏈、開源IP、開源SoC等開源芯片設(shè)計(jì)生態(tài)的成長(zhǎng)。平頭哥的玄鐵系列處理器已得到市場(chǎng)的有效驗(yàn)證，接下來隨著RISC-V生態(tài)的逐步完善，其市占率的還將進(jìn)一步得到提升。
作為阿里平頭哥在通用MCU芯片領(lǐng)域的唯一深度戰(zhàn)略合作伙伴，愛普特已經(jīng)與平頭哥在RISC-V處理器內(nèi)核方面合作多年。目前，愛普特基于RISC-V內(nèi)核的MCU產(chǎn)品線現(xiàn)已擁有對(duì)標(biāo)Arm M0、M3、M4同等級(jí)的對(duì)應(yīng)產(chǎn)品，而對(duì)標(biāo)M7的產(chǎn)品系列也已在規(guī)劃中。
愛普特與平頭哥達(dá)成深度合作
資料來源：愛普特
袁永生說道:
愛普特與平頭哥目前正在共建RISC-V生態(tài)，除了RISC-V的CSI組件認(rèn)證外，愛普特還將聯(lián)手平頭哥打造‘1520’生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，即1天上手、5天出原型，20天量產(chǎn)。目前，愛普特已獨(dú)立開發(fā)了完整的開發(fā)套件：調(diào)試工具、燒錄工具、編譯軟件等，可以讓工程師快速上手應(yīng)用RISC-V MCU產(chǎn)品。未來，愛普特還會(huì)開展工程師培訓(xùn)認(rèn)證等活動(dòng)，以打造更完善的MCU生態(tài)。
值得一提的是，在此前合作的基礎(chǔ)上，近日愛普特再次宣布與阿里平頭哥達(dá)成更進(jìn)一步的深度合作協(xié)議，雙方將在工控、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、車載等領(lǐng)域，持續(xù)挖掘RISC-V高性能、高能效、低功耗及智能化的潛力，未來一年計(jì)劃推出六大RISC-V芯片系列產(chǎn)品，給市場(chǎng)提供更多32位MCU新選擇。
新冠疫情以來，全球持續(xù)缺芯，缺芯不僅拉長(zhǎng)了交貨周期，而且還導(dǎo)致相應(yīng)產(chǎn)品的價(jià)格上漲。在行業(yè)景氣度如此之高的情況下，MCU的銷售額也實(shí)現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。據(jù)IC Insights統(tǒng)計(jì)，2021年全球MCU銷售額同比增長(zhǎng)23%，至創(chuàng)紀(jì)錄的196億美元。IC Insights預(yù)測(cè)，未來五年32位MCU的銷售額預(yù)計(jì)將以9.4%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2026年將達(dá)到285億美元。
受益于行業(yè)景氣度的提升，國內(nèi)MCU廠商也來迎來了較好的發(fā)展機(jī)遇，各種對(duì)標(biāo)德州儀器、意法半導(dǎo)體、瑞薩、恩智浦、英飛凌的中低端國產(chǎn)替代MCU產(chǎn)品層出不窮。從目前的情況來看，只要在前期有一定的技術(shù)和產(chǎn)品儲(chǔ)備并且獲得市場(chǎng)的認(rèn)可的廠商，都有很好的機(jī)會(huì)能在MCU的國產(chǎn)替代浪潮中脫穎而出。
不過，與其他國內(nèi)MCU廠商不同的是，愛普特一直堅(jiān)持走的是“國產(chǎn)創(chuàng)新”路線，通過自研全套IP庫+全國產(chǎn)內(nèi)核的方式為市場(chǎng)提供差異化的產(chǎn)品，而不是走“仿制替代”的捷徑。
袁永生表示：
我們公司擁有一支國際頂尖的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，從成立最初，就堅(jiān)持全國產(chǎn)、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)理念。與許多公司外購IP不同，愛普特自主研發(fā)了一整套齊全的、全自主產(chǎn)權(quán)嵌入式微處理器IP庫，且經(jīng)過億級(jí)芯片量產(chǎn)驗(yàn)證。同時(shí)，我們可以基于自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IP庫，在保證品質(zhì)的情況下，按客戶的實(shí)際需求對(duì)芯片進(jìn)行定制，優(yōu)化芯片面積，提高產(chǎn)品性價(jià)比，降低產(chǎn)品成本，進(jìn)而幫助客戶提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前，愛普特IP庫已根據(jù)實(shí)際需求，不斷迭代優(yōu)化，可覆蓋到AI算力、人工視覺等高端領(lǐng)域。
國產(chǎn)芯片企業(yè)只做進(jìn)口替代是不夠的，僅靠高度兼容國際頭部廠商的芯片來快速切入市場(chǎng)的模式，不利于國產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新。怎么做到國產(chǎn)創(chuàng)新，提升自身技術(shù)對(duì)市場(chǎng)的價(jià)值和貢獻(xiàn)，才是業(yè)界需要深度思考的問題。
袁永生進(jìn)一步補(bǔ)充說道。
從目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，RISC-V已經(jīng)具備了成為高端性能架構(gòu)的潛能。不過，RISC-V架構(gòu)仍處于高速發(fā)展的初期，因此其生態(tài)建設(shè)成為與X86、ARM競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵之一。只有技術(shù)、產(chǎn)品、軟硬件協(xié)同創(chuàng)新，有更多公司、機(jī)構(gòu)的參與，才能把創(chuàng)新成本降得更低，RISC-V架構(gòu)才能完善，從而走得更遠(yuǎn)。
展望未來，袁永生指出，
未來幾年將是愛普特的高速發(fā)展階段，我們將繼續(xù)堅(jiān)持國產(chǎn)創(chuàng)新，不斷向市場(chǎng)推出更多中高端RISC-V的MCU產(chǎn)品，希望可以為國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。我們也期待未來有越來越多優(yōu)秀廠商可以加入RISC-V賽道，一起助力國產(chǎn)MCU自主可控、高質(zhì)發(fā)展。
袁永生最后滿懷信心的說道。
4、結(jié)語
自成立以來，愛普特就堅(jiān)持走國產(chǎn)創(chuàng)新的道路，獨(dú)立在黑暗中艱難探索，經(jīng)過十年技術(shù)積累，同時(shí)結(jié)合景氣行情，2021年收獲了令人矚目的業(yè)績(jī)。愛普特的成功，真正詮釋了什么叫做“十年磨一劍，礪得梅花香”。未來，我們需要更多如愛普特這樣實(shí)力與情懷兼?zhèn)涞钠髽I(yè)參與到RISC-V生態(tài)建設(shè)中來，才能實(shí)現(xiàn)RISC-V生態(tài)的繁榮與國產(chǎn)芯片的自主可控。
轉(zhuǎn)載來源：芯八哥
