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RISC-V開源架構崛起:挑戰ARM霸主地位,重塑晶片設計格局

2026-07-28 19:19:31 4 阅读 新交所藍籌觀察
RISC-V開源架構崛起:挑戰ARM霸主地位,重塑晶片設計格局

長期由x86與ARM架構主導的晶片設計市場,正迎來一股開源勢力強力挑戰。RISC-V(精簡指令集計算第五代)憑藉其開放、免費、可客製化的特性,近年吸引包括Google、Qualcomm、阿里巴巴在內的全球科技巨頭積極佈局。2026年7月28日,RISC-V International正式發布架構規範更新,新增針對AI推論與車用功能安全的擴展指令,再度點燃市場對開源晶片未來的想像。

開源架構的獨特優勢

不同於ARM需要授權費、x86完全封閉的模式,RISC-V採用BSD授權條款,允許任何企業或個人免費使用、修改與商用化。這項特性大幅降低了晶片設計的入門門檻,尤其適合需要高度客製化的物聯網感測器、邊緣AI處理器,以及新創晶片公司。

根據RISC-V International在2026年第二季公布的數據,全球已有超過4,000家會員企業,涵蓋IP設計、EDA工具、晶圓代工到系統整合全鏈條。其中,中國因半導體自主化需求,成為RISC-V成長最快的市場,上海、北京、深圳等地湧現數十家專注RISC-V核心的設計服務新創。

科技巨頭爭相押注

2026年7月,Google在年度開發者大會上宣布,其下一代TPU(張量處理單元)的控制器將改用基於RISC-V的客製核心,取代原有的ARM Cortex-M系列。Google表示,RISC-V的開放性讓團隊得以深度優化功耗與延遲,且免除授權金的限制,有助於大規模佈建AI基礎設施。

另一方面,Qualcomm也在同期展示整合RISC-V微控制器的新款Snapdragon汽車座艙晶片,用於管理感測器資料與電源控制。Qualcomm資深副總裁指出,RISC-V的模組化特性可快速因應車廠對功能安全(ISO 26262)的嚴格要求,且生態系已有多家提供通過認證的IP供應商。

阿里巴巴旗下平頭哥半導體則在2026年推出第三代玄鐵系列RISC-V處理器,瞄準數據中心與邊緣AI伺服器。平頭哥總裁表示,玄鐵910C在SPECint基準測試中已接近同級ARM Cortex-X1效能,但晶片面積更小、功耗更低。

生態系逐步完善:軟硬體雙重突破

多年來RISC-V被批評缺乏成熟的軟體生態,尤其是編譯器、作業系統與開發工具鏈。但2026年情況出現明顯轉折。Linux基金會主導的RISE專案(RISC-V Software Ecosystem)已將主要Linux發行版(如Debian、Fedora)移植至RISC-V 64位元架構,並通過核心驅動程式的相容性測試。

在EDA工具層面,美國新思科技(Synopsys)與Cadence均已在2025年底推出完整支援RISC-V的數位設計流程,並取得多家晶圓廠的製程認證。這意味著設計團隊可直接使用業界標準工具進行模擬、綜合與實體設計,無需像早期那樣依賴開源或自研工具。

重要的是,RISC-V International在2026年7月發布的架構規範中,正式納入向量擴展(V-extension 1.1)與安全隔離擴展(Sm3.0),前者針對AI與HPC應用提供高效SIMD指令,後者則滿足物聯網場景對安全飛地的需求。這些更新被視為與ARM Neon及TrustZone的正面競爭。

挑戰ARM霸權:市場份額與未來展望

儘管RISC-V進展神速,但短期內仍難以撼動ARM在智慧型手機與平板電腦的絕對主導地位。ARM的生態系經過30年積累,擁有數百萬款相容應用程式,且高性能核心(如Cortex-X系列)在單線程效能上仍領先RISC-V。此外,ARM在伺服器領域正逐步收復失土,NVIDIA Grace、Ampere Computing等均採用ARM架構。

然而,RISC-V的成長曲線依然陡峭。半導體調研機構IC Insights預測,到2028年RISC-V在全球CPU核心出貨量的佔比將從2024年的6%攀升至18%,主要成長來自物聯網(MCU)、AI加速器與車用控制器。尤其在中美科技脫鉤背景下,中國對RISC-V的投入將持續加大,預計2027年中國RISC-V晶片出貨量將突破50億顆。

值得注意的是,RISC-V的碎片化風險正引發關注。部分企業(如中國的平頭哥、美國的SiFive)開始推出專屬擴展指令,可能破壞軟體相容性。RISC-V International已成立技術工作組,試圖制定統一的「RISC-V Profile」,確保不同實作間的互通性。

投資啟示:關注RISC-V產業鏈受益者

對於投資者而言,RISC-V的崛起為半導體IP設計服務、EDA軟體以及專用晶片設計公司帶來新機遇。新加坡交易所(SGX)上市的科技股中,專業測試服務商如優納比(UnaBiz)已宣布將RISC-V納入物聯網模組參考設計;而專注晶片驗證的Xilinx(現屬AMD)也在新加坡設有RISC-V相容性實驗室。

長期來看,RISC-V可能改寫半導體版圖,打破ARM與x86的雙頭壟斷。雖然生態系仍有很長的路要走,但其開放精神符合全球對數位主權與供應鏈安全的需求。晶片投資者應密切關注RISC-V相容IP授權商(如SiFive、Andes Technology)以及採用RISC-V設計的利基型晶片公司,它們有望在下一波科技浪潮中脫穎而出。

總之,RISC-V正從邊緣應用逐步滲透至核心領域,2026年7月的架構更新標誌著技術成熟度邁入新階段。隨著生態系軟硬體瓶頸被逐步突破,這場晶片設計的「開源革命」才正要開始。

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