近年來,隨著AIoT時代的到來,具有開源、免費、模塊化、精簡等特點的RISC-V架構愈發受到全球芯片行業的重視,并且逐漸成為了不少頭部廠商的首選,帶動了自主研發MCU的浪潮。
最近,芯八哥“走進產業鏈”欄目記者在采訪了64位RISC-V架構工業物聯網芯片廠商躍昉科技的創始人江朝暉博士后,繼而又采訪了另外一家知名的RISC-V廠商愛普特的副總經理袁永生,探討在RISC-V快速發展的背景下,愛普特當前的發展情況及對RISC-V行業生態的展望。
12021年出貨量超過1億顆,在國內基于RISC-V內核32位MCU出貨量和市占率均遙遙領先
據了解,愛普特成立于2012年,是一家專注于研發設計全國產32位MCU的高新技術企業。公司從成立之初,一直堅持研發量產全國產高可靠的32位MCU產品,目前已經形成APT32F102X系列、APT32F110X系列、APT32F172X系列等5大系列產品,廣泛應用于智能家電、工業控制、消費電子、物聯網等領域。
愛普特產品主要應用場景
資料來源:愛普特
袁永生向記者介紹道,
愛普特自2012年成立最初的五年中,全部精力投入到IP研發中,打造了一整套自研的、全國產、自主知識產權的微處理器IP庫。因此,愛普特MCU的所有外設IP都是自己研發,確保每一個外設都具有高可靠性和可控性。
值得注意的是,在愛普特眾多產品中,有一款產品格外引人注目。這款產品就是愛普特2021年新上市的基于RISC-V內核的全國產32位高性能高可靠性MCU APT32F1023。據公司介紹,這是一款基于55nm、12英寸晶圓嵌入式Flash工藝量產的32位MCU。
袁永生表示,APT32F1023是基于平頭哥CPU內核研發量產,其設計標準達到工業級別的要求,具備寬電壓、高信噪比,其主頻最高可達48MHz,擁有豐富外設接口,支持硬件CRC和獨立除法器等。此外,它還可支持內部模塊互聯觸發,搭載增強型PWM以及12位高精度ADC等功能。目前,APT32F1023已經廣泛應用于工業控制、物聯網、消費電子、智能家電等市場領域。
憑借優越的性能表現與極具競爭力的價格優勢, APT32F1023在市場上贏得了眾多客戶的認可,并已在美的、博世、小米、松下、九陽等大客戶中量產出貨。
記者了解到,愛普特32位MCU產品2021年出貨量超過一億顆,在國內RISC-V核32位MCU出貨量和市占率均遙遙領先,這個優異成績背后,是愛普特十年如一日對技術創新和品質把控的堅持,也是純國產MCU的一個巨大突破。
袁永生指出,愛普特視技術創新為生命,在研發投入這一塊始終保持著高于同行的水平。截至目前,愛普特已累計獲得30多項發明專利授權、軟件著作權、集成電路布圖設計等,并已通過ISO9001質量體系認證。
2未來4年出貨量有望實現60%的年復合增長,與平頭哥深度綁定共建RISC-V生態
眾所周知,由于RISC-V短小精悍、開源免費等不同于x86、ARM等指令集的優良特性,近年來吸引了眾多國家、企業的支持和布局。
縱觀海內外,隨著RISC-V行業的蓬勃發展,獨立的RISC-V處理器IP公司已經開始出現,一些實力雄厚的如三星、西部數據、阿里平頭哥等巨頭也開始使用RISC-V架構開發其自有的處理器內核。業內眾多巨頭紛紛入局,表明RISC-V已經得到產業界的廣泛認可。
出貨量方面,據 RISC-V International的首席執行官Calista Redmond透露,2021年基于RISC-V架構內核的芯片出貨數量已達到120億顆,預計未來4年將維持60.69%的年復合增長率,到2025年出貨量將達到800億顆。事實上,達到100億的里程碑并不是件容易的事,要知道如日中天的Arm經過了17年才達到這個成就,而RISC-V架構僅用了12年就實現了。
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,尤其在生態方面,落后于其他兩大架構。
袁永生指出:
所謂“生態”其實是個很龐大的概念,包含了開放架構標準、硬件生態、工具鏈軟件生態、應用軟件生態等眾多內容。目前,我國RISC-V生態發展還在起步階段,除了最核心的開放架構標準,其余都需要從業者去完善,這對于RISC-V產品的研發、推廣是極具挑戰的。
不過,好消息是,隨著RISC-V的不斷發展,近年來涌現出阿里巴巴平頭哥、賽昉(SiFive)科技、芯來科技等一大批有擔當的RISC-V企業。其中,又以平頭哥最為典型。據了解,目前平頭哥擁有端云一體全棧產品系列,涵蓋數據中心人工智能芯片、處理器IP授權等,能夠實現芯片端到端設計鏈路全覆蓋。
在處理器IP授權方面,平頭哥玄鐵RISC-V系列處理器采用自研技術,能夠覆蓋從低功耗到高性能的各類場景,支持AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等操作系統,并已成功應用于微控制器、工業控制、智能家電、智能電網、人工智能、多媒體和汽車電子等領域。據平頭哥此前介紹,公司玄鐵系列處理器已經累計出貨超25億顆,擁有150余家客戶、超500個授權數,已成為國內應用規模最大的國產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。為了推動更多的廠商認可RISC-V并逐步采用這一架構,共同推動RISC-V生態的繁榮,在去年的云棲大會現場,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的全棧軟件及工具。據其介紹, 此次開源的玄鐵系列RISC-V處理器,包括玄鐵E902、E906、C906、C910等4款量產處理器IP,以及基于玄鐵的多操作系統的全棧軟件及工具。開發者可通過平頭哥Github和芯片開放社區(Open Chip Community)下載玄鐵源代碼,在此基礎上實現開源EDA協同,創新硬件架構,豐富軟件應用生態。
袁永生表示, RISC-V開源指令集將是開源處理器的起點,將帶動開源處理器、開源工具鏈、開源IP、開源SoC等開源芯片設計生態的成長。平頭哥的玄鐵系列處理器已得到市場的有效驗證,接下來隨著RISC-V生態的逐步完善,其市占率的還將進一步得到提升。
作為阿里平頭哥在通用MCU芯片領域的唯一深度戰略合作伙伴,愛普特已經與平頭哥在RISC-V處理器內核方面合作多年。目前,愛普特基于RISC-V內核的MCU產品線現已擁有對標Arm M0、M3、M4同等級的對應產品,而對標M7的產品系列也已在規劃中。
愛普特與平頭哥達成深度合作
資料來源:愛普特
愛普特與平頭哥目前正在共建RISC-V生態,除了RISC-V的CSI組件認證外,愛普特還將聯手平頭哥打造‘1520’生態標準,即1天上手、5天出原型,20天量產。目前,愛普特已獨立開發了完整的開發套件:調試工具、燒錄工具、編譯軟件等,可以讓工程師快速上手應用RISC-V MCU產品。未來,愛普特還會開展工程師培訓認證等活動,以打造更完善的MCU生態。
袁永生說道。
值得一提的是,在此前合作的基礎上,近日愛普特再次宣布與阿里平頭哥達成更進一步的深度合作協議,雙方將在工控、人工智能、物聯網、車載等領域,持續挖掘RISC-V高性能、高能效、低功耗及智能化的潛力,未來一年計劃推出六大RISC-V芯片系列產品,給市場提供更多32位MCU新選擇。
3堅持走 “國產創新”,為中國芯片自主可控貢獻自己的力量
新冠疫情以來,全球持續缺芯,缺芯不僅拉長了交貨周期,而且還導致相應產品的價格上漲。在行業景氣度如此之高的情況下,MCU的銷售額也實現大幅增長。據IC Insights統計,2021年全球MCU銷售額同比增長23%,至創紀錄的196億美元。IC Insights預測,未來五年32位MCU的銷售額預計將以9.4%的復合年增長率增長,到2026年將達到285億美元。
受益于行業景氣度的提升,國內MCU廠商也來迎來了較好的發展機遇,各種對標德州儀器、意法半導體、瑞薩、恩智浦、英飛凌的中低端國產替代MCU產品層出不窮。從目前的情況來看,只要在前期有一定的技術和產品儲備并且獲得市場的認可的廠商,都有很好的機會能在MCU的國產替代浪潮中脫穎而出。
不過,與其他國內MCU廠商不同的是,愛普特一直堅持走的是“國產創新”路線,通過自研全套IP庫+全國產內核的方式為市場提供差異化的產品,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團隊,從成立最初,就堅持全國產、自主知識產權理念。與許多公司外購IP不同,愛普特自主研發了一整套齊全的、全自主產權嵌入式微處理器IP庫,且經過億級芯片量產驗證。同時,我們可以基于自主知識產權的IP庫,在保證品質的情況下,按客戶的實際需求對芯片進行定制,優化芯片面積,提高產品性價比,降低產品成本,進而幫助客戶提升產品的競爭優勢。目前,愛普特IP庫已根據實際需求,不斷迭代優化,可覆蓋到AI算力、人工視覺等高端領域。
國產芯片企業只做進口替代是不夠的,僅靠高度兼容國際頭部廠商的芯片來快速切入市場的模式,不利于國產技術創新。怎么做到國產創新,提升自身技術對市場的價值和貢獻,才是業界需要深度思考的問題。
袁永生進一步補充說道。
從目前的發展現狀來看,RISC-V已經具備了成為高端性能架構的潛能。不過,RISC-V架構仍處于高速發展的初期,因此其生態建設成為與X86、ARM競爭的關鍵之一。只有技術、產品、軟硬件協同創新,有更多公司、機構的參與,才能把創新成本降得更低,RISC-V架構才能完善,從而走得更遠。
展望未來,袁永生指出,
未來幾年將是愛普特的高速發展階段,我們將繼續堅持國產創新,不斷向市場推出更多中高端RISC-V的MCU產品,希望可以為國產芯片產業貢獻自己的一份力量。我們也期待未來有越來越多優秀廠商可以加入RISC-V賽道,一起助力國產MCU自主可控、高質發展。
袁永生最后滿懷信心的說道。
4結語
自成立以來,愛普特就堅持走國產創新的道路,獨立在黑暗中艱難探索,經過十年技術積累,同時結合景氣行情,2021年收獲了令人矚目的業績。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力與情懷兼備的企業參與到RISC-V生態建設中來,才能實現RISC-V生態的繁榮與國產芯片的自主可控。
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