RISC-V指令集架構是第五代精簡指令集，核心設計思路是精簡的技術風格和開放的商業模式,相較于 X86 和 ARM 指令集架構，RISC-V 在設計過程中充分考慮了小型、快速、低功耗的需求，運行效率大幅提升, 在成本和靈活性上的優勢更為明顯。

參照采用開源模式的 Android 在移動終端領域的成功，RISC-V架構的特點使其同樣具備相對競爭優勢，但 RISC-V并非是第一個采用開源模式的指令集架構，但是我們認為 RISC-V 架構的發展擁有之前的開源指令集所不具備的歷史機遇：

一是物聯網應用興起，二是半導體國產化進程加速。

從產業鏈上下游的情況來看，我國廠商在芯片 IP 開發環節、芯片設計環節以及終端品牌和平臺環節均已有所布局。

上下游主要廠商的布局情況反映了產業鏈從底層到終端構建 RISC-V 生態的發展思路，從物聯網、AI 的興起和我國芯片設計的自主性需求方面來看，RISC-V具備廣闊的發展空間和成為全球主流架構之一的基礎。

1、RISC-V 生態發展態勢及國內廠商的多維布局

1.1、X86 和 Arm 之后的新勢力

CISC（Complex Instruction Set Computers，復雜指令集計算集）和 RISC（Reduced Instruction Set Computers，精簡指令集計算集）是兩大類主流的 CPU 指令集類型，其中，CISC 以 Intel 和 AMD 的 X86 CPU 為代表，RISC 以 ARM 和 IBM Power 為代表。RISC的設計初衷是針對 CISC 指令集復雜的弊端，把經常使用的指令集合成核心指令，以保證其簡單高效，對不常用的功能，通過組合指令來完成，總體上降低了指令集的復雜程度。

RISC-V 指令集架構是由加州大學伯克利分校的研究團隊于 2010 年設計開發的第五代精簡指令集，核心設計思路是精簡的技術風格和開放的商業模式。相較于 X86 和 ARM指令集架構長達數千頁的架構篇幅，RISC-V 在設計過程中充分考慮了小型、快速、低功耗的需求，不針對特定架構做單獨設計，同時規避了現代計算機體系結構中現存的漏洞。

從架構的簡易性上看，RISC-V 采用簡潔指令集實現主要功能，降低對特定架構的指令設計，因此目前的RISC-V從架構文檔篇幅和指令數量上均大幅小于X86和 ARM架構，由其構建的 CPU 在運行效率方面存在較大優勢。但是，同為精簡指令集的 ARM 架構經過多年發展，其指令數和架構文檔篇幅不斷擴充，目前 RISC-V 生態建立僅有 5 年時間，伴隨著生態的日益完善，其復雜度也將明顯提升，短期看其簡潔性仍大幅優于 X86 和 ARM 架構。

除了運行效率的優勢外，RISC-V 架構在成本和靈活性上的優勢更為明顯。不同于ARM 架構高額的授權費用，RISC-V 具有開源免費的開發工具和開發環境，允許任何用戶自由修改、擴展。同時，RISC-V 的模塊化架構使得其具有高度靈活性和可定制特點，用戶能夠通過一套架構實現不同的應用。參照采用開源模式的 Android 在移動終端領域的成功，RISC-V 架構簡潔、高效、免費、開放的特點使其同樣具備相對競爭優勢，彼時的 Android 系統在面對封閉的塞班系統時，利用其開源特性借助智能手機的興起成為接下來十余年移動終端主要 OS 之一。

但是，RISC-V 并非是第一個采用開源模式的指令集架構，早于 RISC-V 架構的 Sparc、Power、MIPS 等均未能取得成功，但是我們認為 RISC-V架構的發展擁有之前的開源指令集所不具備的歷史機遇，使其有望成為繼 X86 和 ARM架構之后的全球第三大主流指令集架構。

1.2、RISC-V 發展的歷史機遇

一是物聯網應用興起。正如 Android 系統的成功不僅僅是由于其開源的特性，更離不開智能手機的興起。從電子產業發展的規律上看，下游終端的興起必然為上游產業鏈打開增長空間，在谷歌的推動下，Android 系統在發展初期得到了摩托羅拉、三星、HTC、索尼愛立信等眾多手機品牌廠商的支持，同時，上游手機芯片廠商和移動運營商也加入Android 系統的建設。當前時點，物聯網的興起也將為指令集架構在內的上游產業鏈提供新的成長土壤：

從市場空間層面看，根據全球移動通信系統協會的數據，2019 年，全球物聯網總連接數達到 120 億，預計到 2025 年，全球物聯網總連接數將達到 246 億，年復合增速約為 16%，預計全球物聯網收入從 2019 年的 3430 億美元，增長到 2025 年的 1.1萬億美元，復合增速約為 27%；

從技術特點層面看，相較于現有架構的通用性要求，物聯網更強調靈活性和多樣性，這與 RISC-V 開源、可模塊化、可擴展的特性高度契合，RISC-V 能夠憑借其特性使得物聯網行業發揮出靈活、低功耗的特點進而降低成本，這也為物聯網的快速興起創造了有利條件。

二是半導體國產化進程加速。目前，主流的指令集架構 X86 和 ARM 架構版權分屬于美國英特爾和日本軟銀，隨著美國對我國科技企業限制的手段和力度強化，無論是封閉的 X86 架構還是授權模式的 ARM 架構，都存在被限制使用的風險。ARM 架構中國授權客戶超過 150 家，95%的國產 SoC 都是基于 ARM 架構技術開發，華為亦是 ARM 主要客戶之一，雖然華為已經獲得了 ARM v8 永久授權，但在美國針對華為的限制措施下無法獲得升級架構版本，長期來看仍然存在被限制或斷供的風險。由于 RISC-V 的開源特性以及其逐漸被全球主流廠商接受認可，使得我國芯片廠商通過 RISC-V 架構實現部分領域的技術自主性具備可行性。

總體來看，下游物聯網應用的快速發展和國產芯片設計的自主性需求使得 RISC-V 架構的發展具備了之前的開源性架構所不具備的發展機遇，物聯網市場是全球性而非地域性，其市場空間能夠推動 RISC-V 架構創造國際客戶需求，打開市場上限，同時，中國芯片市場的獨特性推動 RISC-V 架構的發展也具備必要性和緊迫性，因此，我們從時間和空間上看，從下游和上游的需求端看，RISC-V 架構具備了復制 Android 系統發展路徑的可能性。

1.3、上下游廠商在 RISC-V 領域的多維布局

從 2015 年全球 RISC-V 基金會設立到 2018 年中國 RISC-V 產業聯盟成立，進幾年，RISC-V 基金會成員數量持續增加，截至 2019 年底已有近 300 家公司加入，谷歌、華為、英偉達、高通、三星、IBM 等全球一線廠商均在會員行列當中，其在各細分領域的話語權對于 RISC-V 的推廣具有重要的引領作用。

從產業鏈上下游的情況來看，我國廠商在各個環節均已有所布局。

芯片 IP 設計開發公司方面，芯原股份是全球第七、國內第一的 IP 設計供應商，公司是中國 RISC-V 產業聯盟首任理事長單位，公司面向云計算、智能物聯網以及 AI 等領域進行 RISC-V 的指令集進行研發布局，目前基于 RISC-V 架構的 MCU 處在研發階段，逐步完善物聯網芯片 IP 產品的積累和布局。芯來科技則是專注于 RISC-V 架構的處理器內核 IP 開發及商業化，基于 RISC-V 架構研發用于適用物聯網、AI、工控等應用場景的通用處理器、AI 處理器等，公司前后相繼獲得芯原股份、晶晨股份、小米的股權投資。阿里巴巴旗下半導體公司平頭哥已發布多款基于 RISC-V 架構的處理器 IP“玄鐵系列”，從布局的方向上看，阿里希望開放玄鐵 IP 核平臺，吸引眾多開發者進行芯片設計和開發，配合阿里構建物聯網生態。

芯片設計公司方面，兆易創新于去年率先將 RISC-V 架構引入 MCU 領域，推出全球首個基于 RISC-V 內核的 GD32V 系列 32 位通用 MCU 產品，其中 IP 核由兆易創新與芯來科技共同研發。全志科技與阿里平頭哥合作，基于玄鐵平臺開發通用算力 SoC 芯片，面向物聯網、智能家居、工業控制等領域。此外，樂鑫科技、北京君正等芯片設計公司也在進行基于 RISC-V 架構的芯片研發。

終端品牌及平臺公司方面，華為、小米、阿里都在進行 RISC-V 生態的布局。小米生態鏈公司華米科技已于 2018 年發布了全球首款基于 RISC-V 架構的可穿戴處理器；從阿里的投資和合作情況看，亦希望打通 RISC-V 生態的上下游服務于自身的物聯網業務；華為已成為 RISC-V 基金會成員，出于供應鏈安全性考慮，也在進行相關芯片產品的研發。

總體來看，上下游主要廠商的布局情況反映了產業鏈從底層到終端構建 RISC-V 生態的發展思路，從 X86 和 ARM 架構的發展規律看，新興架構的發展需要生態提供成長環境，對于 RISC-V 而言，目前的生態缺失是限制其快速發展的瓶頸之一，但從物聯網、AI 的興起和我國芯片設計的自主性需求方面來看，RISC-V 具備廣闊的發展空間和成為全球主流架構之一的基礎。建議關注國內產業鏈芯原股份、兆易創新、全志科技等公司的布局和成長。

審核編輯：郭婷