提起RISC-V，我馬上就想到阿里平頭哥、SiFive/賽昉、晶心和芯來，但優矽科技卻不太熟悉。在今年的中國開放指令生態聯盟年會上，這家很早就涉足RISC-V而一直埋頭研發的IP技術公司終於贏得業界認可，以其「渭河WH-32」處理器核IP獲得「IP 先鋒獎」，而且是 唯一一家基於Linux系統實現商業化量產的RISC-V公司。PHqEETC-電子工程專輯
優矽科技獲得2020年中國開放指令生態聯盟「IP 先鋒獎」PHqEETC-電子工程專輯
我有機會跟優矽科技聯合創始人兼CEO王路業先生做了面對面訪談，並隨後與其核心團隊成員（CTO孫軼群和市場總監李延峰）做了深入交流，現將訪談以問答的形式整理出來，作為「中國芯領袖」系列專訪發布，希望對RISC-V感興趣的讀者朋友從中可以獲得一些啟發。PHqEETC-電子工程專輯
矽是化學元素「矽」的舊稱，它是半導體材料矽晶片的主要成分，「優矽」的寓意是指我們要做優質的軟體和矽智慧財產權技術開發與服務，所以我們創始團隊在公司籌備的時候就把公司命名為「優矽科技」。還有一個機緣巧合，因為我們所做的底層技術方向是基於開放指令集，希望從敏捷設計方法學和RISC-V切入, 而RISC-V來源於加州大學伯克利(UC Berkeley),剛好UC的英文發音與「優矽」中文同音，也正好表示了對University of California的尊敬。PHqEETC-電子工程專輯
優矽科技聯合創始人兼CEO王路業PHqEETC-電子工程專輯
我們對底層技術，尤其軟體與硬體接口機器語言的研究情有獨鍾，處理器內部電路的描述文檔，我們稱之為指令集架構。ARM公司的晶片指令集架構IP在移動市場佔據絕對壟斷地位，以Intel 和AMD為首的x86 指令集架構則壟斷PC和伺服器晶片市場，而MIPS、Alpha、SPARC、安騰、PA-RISC各據一小塊市場。壟斷地位使 ARM和Intel 等公司的指令集架構IP 的授權越來越昂貴，技術和商業門檻越來越高。許多8位及16位的指令集架構在AIoT應用發展趨勢下， 需要適當算力在架構上的創新。而RISC-V作為一種全新的開放指令集架構，其描述文檔和規範是免費的，開放中立的定位符合開源精神。PHqEETC-電子工程專輯
技術層面來講，隨著更高性能的處理器設計技術的出現，有些指令集指令的設計會成為這些技術的障礙，比如MIPS的分支延遲槽。但是，指令的向前兼容性會讓這些指令成為我們所謂的商業化指令集的包袱，這也是為什麼Intel一直無法大舉進入移動嵌入式領域，而ARM也無法大舉搶佔伺服器市場的原因之一。也就是說，這些商業指令集發展至今數十年，已經形成一定的技術形態以及技術壁壘，以至於無法成為新興技術行業的最優解決方案。PHqEETC-電子工程專輯
然而，RISC-V總結了精簡指令集處理器過去近半世紀的技術積累， 並在此基礎上形成的一種新型指令集架構，可以說是精簡指令集的集大成者；其次，它層次清晰，簡潔而靈巧，具有低功耗、模塊化和可拓展性等特點，架構工程師可以在遵循架構規則的基礎上添加適合自己產品的指令集，開發可以自定義指令的RISC-V處理器核心，可以用於客制化，定製化服務，可以做某些領域裡的專用晶片。它是當前精簡指令設計的一個最優的方案，無論現在還是未來，你都會看到在相同架構的前提下，RISC-V指令集實現的處理器會比其他指令集實現的處理器有諸多有點，比如性能更快、面積更小、功耗更低。PHqEETC-電子工程專輯
另外一方面，特別是2018年美國制裁中興事件以來，RISC-V被看作中國集成電路領域的新機遇，因為RISC-V的授權模式是一種BSD的授權模式，基於這種架構開發出來的微架構電路是不需要向RISC-V的持有者進行匯報，我們就可以使用它而不受到其他法律的限制。PHqEETC-電子工程專輯
比如說，我們技術總監孫總從一畢業就在做信息安全相關的SOC晶片，當初使用的是8051的晶片，後來進入32位，當時32位處理器就必須使用類似Arm的帶有TrustZone的或者像Arm的SC000這樣的處理器。如果說Arm不給我們授權，那麼我們的晶片就無法設計和生產，這是當初我們的一個心結。到了後期，我們注意到了一個情況，我們國內使用Arm的學生和工程師非常多，而真正去研究處理器架構的人越來越少。也就是說，如果有一天，美國真的把我們的處理器架構授權都阻止了，我們就沒有辦法真正設計和生產自己的晶片了。後來我們幾個朋友聊起，大家一拍即合，說乾脆我們做自己的，開發帶有一定算力的微處理器架構。RISC-V是一個非常好的起點，並且它源於大學研究而且在法律上相對風險低，技術DNA中立，能號召行業建設新的生態，正好是我國發展自主可控、安全可信的集成電路體系所需要的，這個領域的市場機會巨大，我們選擇順勢而為，可以為「中國芯」的發展貢獻出自己的綿薄之力。PHqEETC-電子工程專輯
優矽科技聯合創始人兼CTO孫軼群PHqEETC-電子工程專輯
硬體，尤其是晶片有著軟體所不具備的特性，包括很低容錯性，巨額生產成本等等，使得開源硬體很難像開源軟體一樣蓬勃發展。RISC-V是第五代的RISC ISA（Instruction Set Architecture），是一個開源的指令集架構，更確切的說是開源指令集（描述文檔和規範）和開源微架構內核。RISC-V本身並不是開源的，晶片沒有開源，都存在開發設計及物理生產成本，但可以根據具體的授權使用協議，以免費或收費的方式使用。這個和軟體開源，比如Linux，是一樣的邏輯。從RISC-V處理器指令集架構到真正能夠跑軟體的晶片，從開源走向閉源的方面，我們會對IP的問題進行分析，規避IP產品的任何風險，我們確保我們的客戶不會有智慧財產權的問題，這也是優矽科技可以提供的價值。PHqEETC-電子工程專輯
晶片的範圍很大，我們在這裡暫且把它理解為CPU晶片，那麼對於一個CPU晶片來說，ISA（指令集架構）是最為關鍵的，ISA是CPU硬體與軟體之間的接口，所以簡潔高效的ISA能夠構建簡潔高效的CPU。對於企業來說，一個開放、活躍的開源硬體可以加快開發周期，避免某些硬體上的技術問題，但是要打造一個開放並且活躍的的開源氛圍並不簡單，把代碼開源只是邁向開源的第一步，接下來還需要不斷地升級，維護和增加新的功能，一個開放活躍的社區能夠把眾多的開發者集中起來解決這些問題，那麼就算是開源硬體的作者本身退出了社區，還是會有其他開發者接著維護，不會對開源硬體造成致命性的打擊。PHqEETC-電子工程專輯
開源硬體其實是延伸著開源軟體的理念發展的，但是開源軟體的發展在一開始並不是說你開源，然後發展起來了。我個人覺得開源軟體的發展離不開信仰，離不開GNU那些開源的工具鏈，更離不開Linux作業系統。信仰提供了信念，GNU工具鏈提供了軟體開發工程師所依賴的工具，Linux提供了軟體運行的環境，所以這三個因素一定程度上成就了開源軟體的繁榮。但是硬體跟軟體的商業模式是不一樣的，軟體團隊可以趕進度做出一個可能存在Bug的產品進行發布，然後在運行的過程中，逐漸迭代，也就是說其實軟體修改Bug的成本是企業可接受的。但是硬體不能這麼玩，畢竟硬體研發的目的是量產，而在這過程中，物理的晶圓投片成本是非常高的，如果我們按照軟體的思路去做硬體，企業就會有可能投入無法承受的成本，這對企業來說是致命的。需要一定的因素去促進開源硬體的蓬勃發展，鼓勵硬體開源在某種意義上降低了晶片的設計門檻， 包括採取敏捷設計方法學與EDA/IP傳統晶片開發流程相結合，對RISC-V生態建設是一個機會，我們對開源硬體還是有信心的，因為這將會是一個全新的模式，將會彌補當前硬體商業模式上存在的缺陷。PHqEETC-電子工程專輯
有關機構預測，到 2025 年，採用 RISC-V 架構的晶片內核數量將增至 624 億個，這些晶片將主要應用在工業、消費電子、網絡和通訊市場等。基於RISC-V的商業IP將大幅衝擊Arm架構市場，預計2025年RISC-V商業IP市場規模將接近50億美元。僅基於RISC-V的IP授權和軟體工具的全球市場規模將在2025年增加到11億美元，其中亞太地區將由2018年的0.26億美元增長到5億美元。PHqEETC-電子工程專輯
RISC-V 靈活的開源策略則為我們提供了競爭優勢，這將改變 CPU IP 市場的格局。開源指令集 RISC-V 相比其它指令集可以自由地用於任何目的，允許任何人設計、製造和銷售 RISC-V 晶片和軟體。這將在未來的5～10年，吸引更多的晶片公司和設計服務公司的投入，它將大大的促進中國晶片產業的發展。中國工程院院士倪光南曾指出，未來RISC-V在CPU領域可能會形成Intel、ARM、RISC-V三分天下的格局。我們非常認同這個觀點。PHqEETC-電子工程專輯
優矽科技做RISC-V，並不是說是去替換Arm和Intel，他們有各自的生態體系，其優勢是非常大的，我們不可否認他們對中國晶片產業的發展和幫助。比方說，我們是做在Arm並不容易發揮作用的地方，去補充並且尋找一個差異性的市場。特別是我們現在經常提到的特定領域的架構設計。從行業來說，比如說我們現在看到的神經網絡的發展，有一些可以用特定指令集做一些特定的應用。我們不需要用一個非常龐大的指令集架構。例如，Arm的V7、V8，可能你為了實現它這樣的指令集架構，你不能說我有的可以實現，有的不能實現，它是什麼都可以做，但是你做完就會非常的龐大，它帶來的是功耗和面積的犧牲。 而RISC-V從初期創建的時候，就使用模塊化的設計方式，就是說，我們需要哪塊指令，就加哪塊指令，同時它又提供了一個可擴展的自定義指令，可以在它的指令集基礎上定義自己的指令集來進行實現。PHqEETC-電子工程專輯
我們認為這是中國發展自主可控、安全可信集成電路體系的新機遇和契機。RISC-V能讓中國晶片，尤其是帶CPU的晶片在架構上和國際一流公司站在同一起跑線上， 讓中國企業成為世界科技產業的領航者。RISC-V的切入，設計方法學的變更，加上開源的生態， 我們能讓中國的晶片產業從原先的低價值產品，迅速的切入到更高價值的市場。PHqEETC-電子工程專輯
我們認為優矽是專注於底層技術與應用場景的緊耦合，做出一流的IP產品及解決方案，服務並滿足客戶需求，在性能、功耗和面積方面不斷的優化和提高，讓客戶能夠以最小的成本，最快的時間，共同打造有優勢、差異化競爭力的可靠穩定基於RISC-V的產品。PHqEETC-電子工程專輯
我們公司不標榜自己是什麼IP公司，技術公司，我們就是服務公司，加快那些有需求的公司進入RISC-V領域的步伐。如果一家新的公司（當然肯定不是什麼大廠）想進入RISC-V，他們需要招人或者是重新研發，至少半年，如果研發是「冒牌貨」，搞不出東西，成本代價更大。這個時候，我們就可以提供成熟的IP產品，給他們提供服務，幫助他們從0.2或者多少走向1。PHqEETC-電子工程專輯
例如，我們使用Chisel語言和Verilog進行設計驗證。用過Chisel的工程師都知道，它可以用的很好。Chisel是一門面向對象的高層次硬體構建語言，它能夠提供許多現成的硬體API，把更多的時間花在架構的設計上，這大大地加快了整個硬體架構的反饋速度和開發迭代。掌握和利用Chisel 進行敏捷開發的方法學，不管往高端或低端，都能很快進行產品的迭代和演進。並且，我們生成的是自有的智慧財產權IP，供客戶使用。 PHqEETC-電子工程專輯
由於RISC-V的靈巧性和低功耗，很適合物聯網和AIoT 人工智慧、大數據和邊緣計算的應用場景。因為RISC-V具有可配置、定製化、可模塊化的特點，我們可以根據客戶需求，提供最適合的RISC-V指令集配置、定製、開發擴展，從而能夠以最合適的面積和功耗去滿足客戶需求，此外還能為客戶加入特定指令以滿足客戶在某些產品功能上的需求。PHqEETC-電子工程專輯
我們目前的應用會偏向於工業控制、智能硬體、聲學語音產品、物聯網及邊緣計算等領域。PHqEETC-電子工程專輯
我們公司的領先和獨特之處在於我們進入RISC-V處理器架構研發的時間點相比其他公司要稍早，我們成立公司以來，一直致力於中高端應用處理器微架構的IP設計和服務；目前的產品主要有32位處理器（WH32以及對應的延伸WH33、WH32-MP等）和64位處理器（WH64），其中WH32的Linux生態是之前所提及到的市場需求的補充。客戶Vector的需求也順應了我們發展高性能的產品趨勢，公司也和嵌入式FPGA IP公司一起合作，提供基於eFPGA的IP子系統，以及與安全IP解決方案一起合作。PHqEETC-電子工程專輯
中國是全球電子產品的應用設計和生產製造基地，也是最大的消費市場，這對晶片設計公司是一個巨大的優勢。我們希望和有志向的晶片公司合作，依靠對客戶需求的把握，針對每個應用設計出性能、功耗、價格最優的晶片，在細分市場建立自己的優勢。這點是國際大廠有限的通用晶片很難做到的，最近幾年中國湧現了大量的晶片設計公司，如果大家都採用公版的處理器內核，那麼會形成同質化產品，打價格戰，無法形成合力。基於RISC-V的開放架構，我們可以協助晶片廠家推出自己差異化的產品，深耕特定的目標市場，通過產品迭代，形成自己的產品價值和技術壁壘。真正發揮中國眾多晶片設計公司和設計工程師的優勢，在每個細分應用領域取得成功。PHqEETC-電子工程專輯
優矽科技專注向客戶提供RISC-V內核架構設計IP，商業模式是收取開發費用加版稅。相比Arm等國外IP廠商，只是收取非常低的內核開發費用和較低的版稅費用。我們的市場策略還包括，結合處理器、軟體生態、物理晶圓生態，聯合學術界與產業界共同開發，降低NRE費用的投入，通過版稅的形式和客戶進一步的合作共贏，幫助客戶以較低的成本開發出可以交付使用的高性能可靠穩定產品，大大縮短客戶產品上市的時間。PHqEETC-電子工程專輯
優矽科技2017年加入RISC-V基金會，是中國開放指令生態（RISC-V）聯盟會員單位，以及深圳市半導體行業協會會員。 目前國內的RISC-V是非常初期的發展狀態，RISC-V的生態還不夠成熟。優矽科技大力投入助力RISC-V產業生態的建設，加快RISC-V 的市場推廣和產業化應用，提升產業核心競爭力。具體來講，我們所謂的生態，一般指軟體。我們做的硬體就需要軟體來支撐，或者說是由軟體來定義硬體。PHqEETC-電子工程專輯
優矽科技開發的RISC-V處理器內核架構基於Linux的工具鏈，Linux的工具鏈是統一的，生態成熟，我們可以幫助Linux的用戶快速切入到我們的平臺上來，同時我們努力實現產品的創新和差異化，建立技術壁壘，促使中國更多的晶片公司共同投入到RISC-V的生態建設和發展中。在眾多的RISC-V公司中，優矽科技是目前與中國高校合作、在教育體系做得最完善的。公司希望通過教產學研一體化協作，培養一流的新一代中國集成電路設計人才，與合作夥伴一道砥礪奮進，成就中國企業，成為世界科技行業的領航者。PHqEETC-電子工程專輯
我們看到在全球半導體公司不斷併購，逐漸形成少數寡頭壟斷的時候，中國大量的半導體公司創立，為行業的發展注入了活力。如果只設計一款晶片，無疑壟斷巨頭會有技術積累和資金以及客戶群的優勢。但是如果同時為每個細分應用市場定製晶片，對這些巨頭來講是不可能完成的任務。目前市場的發展，即使是同一行業內部，不同的品牌客戶也希望能夠實現差異化，而定製晶片是最合理的選擇。優矽科技基於RISC-V的處理器內核架構IP可以配合晶片設計公司，高效，低成本的為品牌客戶實現定製化的要求，在未來市場競爭中建立自己的優勢，協助客戶更快的實現產品量產應用落地。PHqEETC-電子工程專輯
優矽的價值在於，我們會專注技術，以客戶和市場的需求為導向，設計最好的RISC-V IP產品，幫助解決客戶的痛點，為客戶提供最優的方案。我們可以根據客戶的需求進行量身定製，打造優秀的「中國芯」。RISC-V是一個高速發展的市場，優矽科技積極參與基金會、聯盟工作組的工作，活躍於半導體行業協會的活動。 另一方面，相比Arm和Intel這樣縱橫業界多年的產業巨擘而言，RISC-V還只是剛剛起步。RISC-V的整個生態鏈中大部分內容都還處於開發初期，它需要時間和落地應用場景來檢驗，這需要更多的企業和公司參與到RISC-V的開發設計和應用中去。PHqEETC-電子工程專輯
秉著開放的心態，我們和有志於此的公司合作，共同完善RISC-V的生態系統，與同行協作維護RISC-V規範與標準的一致和中立性，促進從晶片設計，生產，產品開發，等軟硬體環境和工具的發展，儘快實現RISC-V的產業化。我們歡迎同行相互學習，相互借鑑，相互促進，協同發展，共同打造健康，蓬勃發展的RISC-V社區，我們還可以開展更多的合作和交流，為中國發展自主可控的中國芯添磚加瓦，我們大家一起共創美好未來！PHqEETC-電子工程專輯
責編：Amy GuanPHqEETC-電子工程專輯