RISC-V的應用在中國逐步升溫

科技 07-11

來源：本文由公眾號半導體行業觀察（ID：icbank）翻譯自「eetimes.jp」，謝謝。

中國產的模塊正在被很多產品（日本及其他海外國家）採用，最具有代表性的就是在Wi-Fi通信模塊（Module）領域比較有名的樂鑫信息科技股份有限公司（以下簡稱為「Espressif」），其產品在行業內極其有名。我們之前也曾多次提到這家公司的產品。不僅是中國掃地機器人（Robert）、IoT邊緣計算機（Edge Computer）「M5STACK」，瑞薩電子的微控制板(Micro Controller Board)「 GR-LYCHEE」也都採用了Espressif的Wi-Fi模塊。

另外，中國的廠商推出的LTE模塊、Wi-Fi模塊、Bluetooth（藍牙）模塊簡直是數不勝數，價格低廉、廣泛應用於各種領域。其中一個主要特點是我們發現，中國現在對RISC-V的應用越來越多。

本文我們將其中最具有特色的幾款產品進行深度解讀，首先就是中國SiPEED的AI 模塊「M1 AI Module」

搭載RISC-V處理器的AI模塊

中國SiPEED的AI 模塊「M1 AI Module」進行說明。SiPEED也銷售顯示屏（Display）、攝像頭（Camera）配套（Kit）的「MAiX」系列等產品，圖1是M1 AI Module的外觀，尺寸僅有1英寸，單面僅有端子，封裝面由金屬護罩（Shield）覆蓋。乍一看與Wi-Fi模塊、LTE模塊沒有什麼大的區別。金屬護罩上記載著很多重要信息。

RISC-V的應用在中國逐步升溫

圖1:使用了RISC-V的SiPEED的「M1 AI Module」。（圖片出自：TechanaLye Report）

現在，在CPU領域，手機方面基本採用Arm基準，PC和伺服器（Server）等方面基本被Intel的X86基準壟斷。在車載、嵌入式用途等方面，各家公司雖然採用了不同的CPU，但都沒有達到較大的TAM（Total Addressable Market，即市場規模）。在以上這種比例明確的CPU市場上，RISC-V以開放的戰略「上場」了。

全球半導體廠商、機器製造廠商已經公開表示要採用RISC-V，如存儲半導體廠商Western Digital、GPU廠商NVIDIA等。另一方面，也有很多中國廠商參與了RISC-V基金（RISC-V Foundation），也就是說中國廠商現在正專註於RISC-V內核（Core）的晶元、產品研發。日本現在有6家公司（公司分別是日立製作所、SONY、NSITEXE、SHC（Software Hardware Consulting）、PEZY Computing、Techana-Lye）是RISC-V基金的成員。

從圖1中的模塊圖片我們可以看出，M1 AI Module搭載了「K210」處理器，也可以進行攝像頭AI處理、8 Microphone Audio 處理。CPU上搭載了64bit（比特）版的2個RISC-V內核「RV64GC」。圖1上部記載了其主要的功能（在藍色方形內）。

伴隨著以上這些模塊和晶元的誕生，RISC-V的實績也不斷提高，同時也增加了其被採用的事例。

圖2是拆掉了金屬護罩（Shield）的上述模塊的封裝基板圖，左側是具有RISC-V內核的主處理器（Main Processor），即中國KENDRYTE（嘉楠耘智）的「K210」，基板上還搭載了其他2個功能晶元（被動元件除外）：中國RYCHIP Semiconductor（蕊源半導體）的電源IC（右）、中國Giga Device Semiconductor（兆易科技半導體）的串列快閃記憶體（Serial Flash Memory，非揮發性存儲器）。如圖所示，全部都是中國的晶元。

RISC-V的應用在中國逐步升溫

圖2：M1 AI Module的內部幾乎都是中國的晶元。（圖片出自：TechanaLye report）

KENDRYTE的K210（處理器）和RYCHIP Semiconductor的電源IC也被直接應用於SiPEED的MAiX系列，因此作為組合套件（Kit）銷售。

在當前的智能手機領域，其主流是一家製造商（Qualcomm、MediaTek、Samsung Electronics、HiSilicon）「捆綁（Kit）」處理器（Processor）、電源IC、Transceiver （收發器）並進行銷售；在通信、Computing Module（計算模塊）領域，處理器、電源IC還是分別由不同的廠家提供。比如說，Intel、NVIDIA與Texas Instruments（TI）、Maxim Integrated、羅姆、中國&台灣的電源IC廠商的晶元進行組合的情況比較多。

KENDRYTE和RYCHIP在SiPEED模塊方面也取得了一定的實績，今後，他們應該會按照當前的組合形式繼續擴大應用事例。

中國廠商也開始把RISC-V推向FPGA

圖3是M1 AI Module以外的SiPEED產品的基板圖片，左側是MAiX系列基板，連接攝像頭和顯示屏，並進行圖像的AI處理（由於帶有攝像頭等元件，用戶可以自己進行組裝）。不僅搭載了與圖1中的晶元作用相同的元件，還搭載了把USB轉換成串列（Serial）的中國WCH的晶元。這個基板上的大部分晶元也都是中國產的。

圖3的右邊是支持RISC-V的FPGA基板，搭載了一家名為ANLOGIC（安路科技）的中國廠商的FPGA。Display Touch Controller（顯示屏觸摸控制器）也是中國的NSIWAY（納芯微）生產的。另外，還搭載了中國的其他3個晶元，中國晶元的比例高達5/7。

RISC-V的應用在中國逐步升溫

圖3：SiPEED產品的基板。（圖片出自：TechanaLye report）

說起FPGA, Intel（Altera）、Xilinx、Lattice Semiconductor、Microsemi（Microchip Company）等美國企業陣容以壓倒性的優勢佔據首位，如上文提到的一些產品採用了中國的FPGA，其製造工藝雖然稍有些舊（TechanaLye對其進行了詳細的測量，並對製造工藝進行了測評），作為「mini FPGA」來使用完全沒有問題。

在文章開頭，我們提到了中國目前擁有被全球採用的Espressif的模塊，此次我們分解的SiPEED的模塊幾乎都是由中國的晶元構成的，從廉價、高性能（作為Edge處理的話，Spec足夠了）的特點來看，今後很有可能成為「第二個Espressif」。

RISC-V的應用在中國逐步升溫

圖4：ANLOGIC的FPGA（左）、KENDRYTE的處理器—「K210」。（圖片出自：TechanaLye Report）

我們繼續看這個產品，圖片的左側是ANLOGIC的FPGA，晶元雖然比較小，FPGA的Logic Area（邏輯區域）、SRAM Area、乘法器Area、DRAM Interface都是分開的，幾乎與其他廠商的FPGA擁有同樣的構造。

在顯微鏡下觀察，晶元記上有ANLOGIC的公司名、產品開發的年份。從圖片我們也可以看出，這個晶元應該是在2016年開發的。此外，從圖片我們可以看出，此照片是用藥水把線路除去後的「擴散層」。

自開發到現在已經時隔3年，ANLOGIC應該還在進行更加細微化的FPGA的開發，今後，ANLOGIC和其他中國廠商應該還會做出搭載更大的Logic Area（邏輯區域）、SRAM等的高機能的FPGA吧。

圖4 的右側是搭載了RISC-V內核的KENDRYTE的「K210」的開封后的圖片。這邊也是用藥水除去了線路層，可以清晰地看出內部的IP（Intellectual Property）。（此圖片稍微有點模糊。）

晶元上記錄了設計開發的廠商和年份標識，但是，可以明顯看出的是設計開發的廠商並非KENDRYTE，而是別的廠商，是一家在處理器開發方面有豐富經驗的廠商。此外，晶元上記錄的年份為2017年。

此外，從規格來看，「K210」被認為是雙核（Dual Core）的RISC-V，但結果證明此晶元搭載了4個RISC-V內核。如果不開封晶元，以上這些信息就無法獲取呀！

提供這種硅的廠商將該產品以四核（Quad Core）的形式發布，而KENDRYTE僅僅公布了其中2個的規格，卻以雙核的形式使用。很有可能把同一個硅分開使用了。這樣的事例也比較多，不能僅靠封裝（Package）來判斷，如果不開封晶元，確認廠商名、廠商型號、製造年份等信息就可能出現「判斷失誤」！

不管怎麼說，僅採用中國晶元（內部構成可能有不同）的模塊正在加速增長。由於也存在一些類似「封裝（Package）是中國、內部是其他國家」的情況，所以開封晶元變得越來越重要。TechanaLye 公司不單單依靠封裝（Package）下結論，今後也會繼續以開封晶元、確認內部的形式進行「真正的解析工作」。

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