關(guān)于cpu操作系統(tǒng)“缺芯少魂”的話題，媒體已經(jīng)反思了近20年。

可其實早在20年前，半導(dǎo)體行業(yè)就已經(jīng)在世界上被定義為跟鋼鐵石油一樣的“夕陽產(chǎn)業(yè)”，靠著intel前ceo貝瑞特創(chuàng)造的tick-tock芯片升級戰(zhàn)略——俗稱的擠牙膏，才勉強支撐下來。

近20年來，歐美日韓臺已經(jīng)因為市場環(huán)境太差倒下了大批半導(dǎo)體企業(yè)。直到近年來智能手機市場的崛起，才迎來了短暫的不到十年的第二春，可智能手機也不行了。

其實消費電子如此普及的今天，芯片技術(shù)已經(jīng)不再是高精尖行業(yè)，以目前國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，就算刨除臺灣地區(qū)的積累，也處于國際一線水平。即便放任自流的發(fā)展下去，也會繼續(xù)繁榮下去。國內(nèi)真正落后的技術(shù)，是生物科技產(chǎn)業(yè)，這是一個至今未能與國際市場接軌的行業(yè)。但我們卻因為各種問題，陷入在轉(zhuǎn)基因迷信里無法自拔。

滾滾而來的5g市場正在推動開源芯片快速發(fā)展，進入7nm制程的晶圓制造代工技術(shù)，已經(jīng)觸碰到了半導(dǎo)體技術(shù)的天花板，技術(shù)發(fā)展失去了上升的潛力，整個半導(dǎo)體市場的門檻將會越來越低。

今天的半導(dǎo)體行業(yè)，猶如19世紀初期的紡織行業(yè)一樣，已經(jīng)從世界各國必爭的高科技下落凡塵，成為普通的夕陽制造產(chǎn)業(yè)。

技術(shù)停滯核心開源，半導(dǎo)體現(xiàn)狀復(fù)雜

半導(dǎo)體行業(yè)目前正在復(fù)制軟件行業(yè)開源模式的奇觀，進入到開源定制芯片時代。自從openrisc開源芯片框架發(fā)布以來，sparc、powerpc、alpha等紛紛投入開源領(lǐng)域。隨著開源芯片框架risc-v的成熟，連arm都開始試著開放了cortex-m0/m3內(nèi)核，國內(nèi)爭議頗多的龍芯也將旗下的gs132和gs232兩款cpu內(nèi)核開源。

因為半導(dǎo)體開源時代的到來，整個市場面臨洗牌重組，所以才出現(xiàn)了博通吞高通、google特斯拉amazon自己研發(fā)芯片、國內(nèi)掀起自主研發(fā)熱潮這些景象。但對于現(xiàn)在的芯片市場來說，所謂的“自主研發(fā)”并不重要，重要的是打造了一個優(yōu)秀的開源芯片平臺。

現(xiàn)在，隨便一個用戶都可以到這些開源芯片的網(wǎng)站上，下載完整成熟的芯片設(shè)計ip。再加上世界范圍內(nèi)成熟的晶圓代工體系、摩爾定律失效、芯片制造技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)觸頂，背后半導(dǎo)體技術(shù)的進入門檻已經(jīng)越來越低，甚至任何團隊都可以輕松接觸到頂尖技術(shù)。半導(dǎo)體不再是一個具有獨占性、高深產(chǎn)業(yè)壁壘的行業(yè)。接下來所有公司將會進入同一起跑線。

從1980年聯(lián)電創(chuàng)造晶圓代工行業(yè)以來，到今天世界上已經(jīng)有臺積電、三星半導(dǎo)體、格羅方德、中芯國際等多家技術(shù)一流的芯片制造企業(yè)，就連曾經(jīng)的獨孤求敗intel都在試探加入開放的晶圓代工市場行列。

目前芯片制造技術(shù)最高已經(jīng)達到了7nm制程，可是隨著摩爾定律的失效，芯片制程的提高并未大幅提高芯片的能效表現(xiàn)。市場對更高級的制程技術(shù)持以消極態(tài)度，未來三年內(nèi)，主流的晶圓代工企業(yè)，提供的技術(shù)差異性將難以感知。

更要注意的是：未來越來越多的晶圓代工企業(yè)將會達到同一的最高技術(shù)水準，晶元工廠將會像紡織廠一樣，沒有任何門檻的根據(jù)需求在世界各地落地。而其實19世紀，紡織機械一直是世界范圍內(nèi)的高精尖技術(shù)。

開源芯片正在重走開源軟件道路

而在技術(shù)走到盡頭的同時，半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品的應(yīng)用也走到了定制化時代。特別是比智能手機市場更大的物聯(lián)網(wǎng)市場，正在通過5g走入現(xiàn)實。半導(dǎo)體制造全面開放、芯片設(shè)計完全開源正在成為現(xiàn)實。

這正如過去30年里，開源軟件所走過的歷程。

1990年代，在微軟蘋果甲骨文sun都還對開源軟件不屑一顧之時，處于危機中的ibm，在ceo郭士納的調(diào)研下發(fā)現(xiàn)市場因為定制化需求產(chǎn)生依賴開源軟件的現(xiàn)象，于是立馬決策擁抱開源軟件，1993年轉(zhuǎn)型企業(yè)服務(wù)咨詢，幫ibm又續(xù)上了30年的命，實現(xiàn)了大象跳舞的奇跡——大公司快速轉(zhuǎn)型。而google更是靠著開源社區(qū)，迅速成長為互聯(lián)網(wǎng)巨頭，現(xiàn)在連蘋果微軟都開始主動擁抱開源。

半導(dǎo)體行業(yè)也正在復(fù)制這一路徑。

在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域，早在2000年左右市場就有了開源的預(yù)判，那時功能手機、家電、工業(yè)機床等各種工具正在快速電子化，市場需要海量可定制的asic、fpga、mcu芯片。

2000年，市場已經(jīng)出現(xiàn)了opencores這樣的開源芯片架構(gòu)組織，長期更新提供開源的可定制的asic、fpga芯片設(shè)計ip，隨后推出了openrisc開源架構(gòu)，但openrisc遇到了版權(quán)糾紛，一直未能在mcu通用cpu市場發(fā)展起來。

sun曾經(jīng)在2005年宣布基于自家的sparc架構(gòu)，推出開源版的opensparc，但2009年甲骨文收購sun，導(dǎo)致這一項目處于不確定中。

同時電子產(chǎn)品價格過高，pc在相當(dāng)長一段時間內(nèi)依舊是世界最大的消費電子市場，相關(guān)定制芯片市場空間還不夠大也不夠穩(wěn)定。所以更有后續(xù)服務(wù)保障的arm架構(gòu)芯片占領(lǐng)了mcu市場，權(quán)益歸屬不明的明星架構(gòu)mips性能越來越跟不上時代，近年來逐漸沒落。

但現(xiàn)在已經(jīng)大不同了！

5g引爆電子產(chǎn)品定制化，開源芯片生態(tài)正在爆發(fā)前夜

在mp3、mp4、智能手機、智能音箱的洗禮下，市場養(yǎng)成了mcu、asic、npu等芯片的穩(wěn)定需求，已經(jīng)不是cpu獨尊的時代。

在即將到來的5g物聯(lián)網(wǎng)時代，不同的智能邊緣終端產(chǎn)品對芯片的功能需求完全不同，芯片定制化已經(jīng)成了趨勢。而arm、ceva等芯片ip提供商們的價格高，且合作申請周期過長，更重要的是不能隨意定制芯片內(nèi)核，對接下來的芯片定制時代不友好。

開源則完美解決了這一問題。雖然各家的開源芯片出現(xiàn)了各種各樣的問題，但總有一家是市場最優(yōu)選擇！這就是risc-v。

2010年加州大學(xué)伯克利分校為了學(xué)術(shù)研究方便，發(fā)起了一個全新的開源芯片架構(gòu)——risc-v。經(jīng)過5代更迭之后，終于走向了成熟商用。目前risc-v已經(jīng)得到了ibm、nxp、西部數(shù)據(jù)、英偉達、高通、三星、google、阿里、華為等100多家科技公司的支持。

英偉達、美光、三星、西部數(shù)據(jù)、ceva等眾多主流芯片廠商正在將自家芯片內(nèi)老舊的mips、成本不菲的arm內(nèi)核替代成risc-v架構(gòu)內(nèi)核。

為了應(yīng)對risc-v內(nèi)核mcu在可定制性上的優(yōu)勢，arm已經(jīng)開放了cortex-m0/m3內(nèi)核，并免預(yù)付授權(quán)費。免預(yù)付授權(quán)費預(yù)示著未來芯片設(shè)計廠商可選擇付費，或者用修改定制過的芯片內(nèi)核抵消授權(quán)費，比risc-v靈活性還高。

目前，risc-v靠著更新的架構(gòu)設(shè)計、自由的內(nèi)核定制生態(tài)，在mcu領(lǐng)域已經(jīng)形成了難以阻擋的勢力。

為了在半導(dǎo)體領(lǐng)域彎道超車，印度更是將risc-v定義為國家標準指令集。

比照軟件開源的歷史，半導(dǎo)體行業(yè)的全面開放開源，將迎來芯片設(shè)計行業(yè)的大爆發(fā)，未來或許將誕生上萬上百萬家新型芯片設(shè)計公司。這是一個市場趨勢。

google、特斯拉、amazon、阿里、百度、華為等等企業(yè)不僅搶入芯片設(shè)計行業(yè)，還正在從ai芯片內(nèi)核研發(fā)入手，為未來的半導(dǎo)體開源時代編制自家的平臺。

也是因為有了risc-v等一批芯片架構(gòu)的開源，才出現(xiàn)了大批“自主研發(fā)”的半導(dǎo)體企業(yè)，趕上了半導(dǎo)體戰(zhàn)略規(guī)劃的班車。

但對于當(dāng)下的半導(dǎo)體市場來說，除了頂尖的半導(dǎo)體制造工藝之外，更重要的就是參與國際開源半導(dǎo)體市場的規(guī)則制定，搶先一步打造一個優(yōu)質(zhì)的開源平臺。

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