RISC-V架構(gòu)“沖擊”，ARM面臨增長(zhǎng)瓶頸

在芯片領(lǐng)域，如果說(shuō)X86架構(gòu)幾乎掌控了整個(gè)PC時(shí)代和服務(wù)器市場(chǎng)，那么ARM架構(gòu)則在嵌入式與移動(dòng)終端領(lǐng)域獨(dú)霸天下。高通、聯(lián)發(fā)科、蘋(píng)果、三星、海思、紫光展銳等芯片設(shè)計(jì)公司巨頭，無(wú)一例外的都是基于ARM指令集設(shè)計(jì)芯片。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，在移動(dòng)市場(chǎng)，全球超過(guò)90%的智能手機(jī)和平板電腦，以及其他移動(dòng)設(shè)備，采用的都是ARM架構(gòu)的芯片。更不用說(shuō)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，ARM的低功耗特質(zhì)，更是幾乎席卷了整個(gè)市場(chǎng)。

然而，這個(gè)不可一世的行業(yè)霸主，盡管看起來(lái)風(fēng)光依舊，但不得不說(shuō)ARM也有難言的心事：原有業(yè)務(wù)觸頂、RISC-V沖擊、賣(mài)身、分家、高層換血、裁員、訴訟...，推著命運(yùn)多舛的ARM，走向一個(gè)又一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

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前有X86“堵截”，后有RISC-V“沖擊”

作為全球最大的芯片IP廠商，ARM的價(jià)值不言而喻。

據(jù)知名IP數(shù)據(jù)分析機(jī)構(gòu)IPnest報(bào)告顯示，2022年ARM占據(jù)半導(dǎo)體IP市場(chǎng)超過(guò)40%的份額。

2021年，ARM營(yíng)收27億美元，同比增長(zhǎng)了35%。雖然外界看到ARM年?duì)I收持續(xù)增長(zhǎng)，但與高通、英偉達(dá)等產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)成百上千億美元的營(yíng)收規(guī)模相比，ARM營(yíng)收規(guī)模相形見(jiàn)絀。

實(shí)際上，ARM反映的不僅僅只是ARM本身，而是整個(gè)半導(dǎo)體IP賽道的問(wèn)題。IP雖然是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈極其重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但整體規(guī)模體量較小。據(jù)IPnest數(shù)據(jù)，2021年全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)規(guī)模僅為50多億美元。

與此同時(shí)，以智能手機(jī)為代表的ARM原有市場(chǎng)增速趨緩。

中國(guó)信通院發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，今年上半年，國(guó)內(nèi)智能手機(jī)出貨量為1.34億部，同比下降了21.7%，這個(gè)數(shù)據(jù)創(chuàng)下了2015年以來(lái)國(guó)內(nèi)智能手機(jī)市場(chǎng)的最差成績(jī)。

由于手機(jī)廠商紛紛調(diào)低出貨量目標(biāo)，并向上游芯片廠商砍單。IDC認(rèn)為，2022年全球智能手機(jī)出貨量將衰減3.5%，至13.1億部。

近日，高通公司再次下調(diào)了對(duì)智能手機(jī)出貨量的預(yù)測(cè)，并給出了比預(yù)期更悲觀的市場(chǎng)前景，表明手機(jī)市場(chǎng)的下降趨勢(shì)正在加速。

在此頹勢(shì)下，現(xiàn)階段的ARM面臨增長(zhǎng)瓶頸，需要尋找新的增長(zhǎng)點(diǎn)，并在原有的商業(yè)模式基礎(chǔ)上做出調(diào)整。

X86市場(chǎng)“堵截”

隨著智能手機(jī)市場(chǎng)在全球范圍內(nèi)日漸成熟和飽和，ARM正在向桌面PC和服務(wù)器等新市場(chǎng)邁進(jìn)，試圖從英特爾手中奪取市場(chǎng)份額。

其中，蘋(píng)果公司正在向基于ARM SoC的Apple Silicon芯片過(guò)渡，并大幅增加了該系統(tǒng)的銷(xiāo)售額，蘋(píng)果成為PC級(jí)ARM SoC的主要供應(yīng)商。

另一方面，ARM也在向數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域“躍躍欲試”。

ARM似乎正在扭轉(zhuǎn)長(zhǎng)達(dá)十年的打入服務(wù)器市場(chǎng)的斗爭(zhēng)，Ampere能夠提供基于ARM的服務(wù)器芯片；甲骨文、微軟和谷歌現(xiàn)在正在為云原生應(yīng)用程序提供在ARM處理器上運(yùn)行的虛擬機(jī)實(shí)例；亞馬遜也基于ARM構(gòu)建了Graviton芯片，阿里平頭哥的倚天710在中國(guó)市場(chǎng)取得了一些份額。

蘋(píng)果M1的推出終于在PC市場(chǎng)打開(kāi)局面，以及在服務(wù)器芯片市場(chǎng)“多點(diǎn)開(kāi)花”，向X86腹地“攻城略地”的ARM，可以說(shuō)正春風(fēng)得意。

有聲音認(rèn)為ARM架構(gòu)將貫穿從桌面到移動(dòng)、VR／AR、IoT再到數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，從而取得全面的勝利；另一方則表示X86架構(gòu)強(qiáng)大之處在于其積累的服務(wù)器芯片生態(tài)系統(tǒng)，幾乎不可撼動(dòng)；另外也有中立者認(rèn)為二者并不具備可比性，X86無(wú)法做到ARM的低功耗，而ARM也無(wú)法達(dá)到X86的高性能。

英特爾X86和ARM架構(gòu)在各自的領(lǐng)域獨(dú)占鰲頭，近年來(lái)在對(duì)方領(lǐng)域做試探與努力。但總體上看，當(dāng)前ARM指令集架構(gòu)無(wú)論是在全球PC市場(chǎng)還是服務(wù)器領(lǐng)域，占比均不足10%，與X86相差較大，仍有很長(zhǎng)的路要走。

RISC-V架構(gòu)“沖擊”

除了X86架構(gòu)的“堵截”之外，RISC-V架構(gòu)也正以雷霆之勢(shì)，沖擊著ARM架構(gòu)統(tǒng)治下的物聯(lián)網(wǎng)和MCU市場(chǎng)。

隨著AIoT時(shí)代的到來(lái)，RISC-V架構(gòu)開(kāi)放、靈活、模塊化的特性，特別適合滿(mǎn)足AIoT市場(chǎng)場(chǎng)景碎片化、差異化的市場(chǎng)需求。相比X86和ARM架構(gòu)，RISC-V雖然在性能、生態(tài)等問(wèn)題上存在不足，但憑借開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)，RISC-V的發(fā)展速度遠(yuǎn)超X86及ARM。

中國(guó)開(kāi)放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)包云崗在《呈現(xiàn)三大利好態(tài)勢(shì)，RISC-V生態(tài)未來(lái)可期》一文中分析道，由于物聯(lián)網(wǎng)AIoT的需求和市場(chǎng)極度碎片化，現(xiàn)有處理器設(shè)計(jì)方法也將更加多元化。AIoT碎片化需求帶來(lái)處理器生態(tài)變革機(jī)遇。

RISC-V基金會(huì)CEO Calista Redmond表示，截至今年7月，搭載RISC-V內(nèi)核的芯片出貨量已經(jīng)突破了100億。

ARM用了17年才完成這個(gè)目標(biāo)，而RISC-V基金會(huì)成立至今僅7年。可以說(shuō)，RISC-V這個(gè)新興架構(gòu)正在吸引著全球眾多參與者，紛紛卡位RISC-V賽道。

全球MCU龍頭瑞薩電子今年推出了RISC-V MCU產(chǎn)品，且正在自行研發(fā)RISC-V內(nèi)核。此外，國(guó)際芯片巨頭蘋(píng)果、高通、英特爾也先后表示了對(duì)RISC-V的興趣。

芯片龍頭的超前鎖定也表現(xiàn)出RISC-V來(lái)勢(shì)洶洶，國(guó)內(nèi)廠商也不甘人后。

在MCU領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)90%的MCU廠商都采用ARM的Cortex-M系列內(nèi)核。但使用ARM內(nèi)核的國(guó)產(chǎn)MCU廠商數(shù)量上升也帶來(lái)了很多問(wèn)題——許多MCU廠商都使用相同的內(nèi)核，因此市場(chǎng)上MCU的差距更多是在I/O上，MCU的同質(zhì)化越來(lái)越嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致價(jià)格的比拼，將行業(yè)拖入惡性競(jìng)爭(zhēng)的循環(huán)。

另外一個(gè)問(wèn)題在于經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，較為成熟的ARM架構(gòu)也變得極為復(fù)雜，這點(diǎn)從其架構(gòu)文檔和指令數(shù)的復(fù)雜程度即可看出。并且ARM指令集封閉、授權(quán)及專(zhuān)利費(fèi)用高昂，不方便定制。

同時(shí)，隨著ARM內(nèi)核工作頻率的提升，MCU芯片的能耗增加很快。因此，采用高主頻ARM內(nèi)核的MCU芯片如何降低能耗，這對(duì)MCU廠商來(lái)說(shuō)是個(gè)不小的難題。

因此，很多有實(shí)力和遠(yuǎn)見(jiàn)的國(guó)產(chǎn)MCU廠商開(kāi)始轉(zhuǎn)向差異化的市場(chǎng)規(guī)劃和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

RISC-V憑借其開(kāi)源、靈活度高、低成本及模塊化和定制化優(yōu)勢(shì)，逐漸被行業(yè)廠商采用。同時(shí)，由于沒(méi)有X86和ARM指令集背負(fù)的兼容性包袱，RISC-V指令集對(duì)降低功耗和提升性能有很大的好處。

由于RISC-V從一開(kāi)始就規(guī)避了ARM數(shù)十年發(fā)展中存在的問(wèn)題，被很多IoT企業(yè)所看好，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)涌現(xiàn)出包括兆易創(chuàng)新、沁恒微、樂(lè)鑫科技、博流智能、航順芯片等廠商積極布局MCU市場(chǎng)。此外，阿里平頭哥、芯來(lái)科技、賽昉科技等可以提供基于RISC-V架構(gòu)的處理器IP、編譯器、工具鏈等產(chǎn)品。

其實(shí)中國(guó)工程院院士倪光南早就呼吁中國(guó)芯片要擺脫對(duì)ARM的依賴(lài)，另尋別路發(fā)展新的芯片架構(gòu)，避免受制于ARM。2018年倪光南聯(lián)合諸多國(guó)內(nèi)有識(shí)之士成立了RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，推動(dòng)RISC-V這個(gè)新的芯片架構(gòu)發(fā)展，他認(rèn)為RISC-V作為新生的芯片架構(gòu)并未被歐美企業(yè)取得優(yōu)勢(shì)專(zhuān)利，早日發(fā)展RISC-V有利于中國(guó)芯片掌握主導(dǎo)權(quán)。

不僅物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)各界還在力推RISC-V架構(gòu)進(jìn)入PC、汽車(chē)和服務(wù)器芯片市場(chǎng)，面對(duì)國(guó)內(nèi)外諸多ARM陣營(yíng)芯片企業(yè)的“倒戈”，還有ARM頭號(hào)對(duì)手英特爾的支持，如今的ARM可謂“四面楚歌”。

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狀告第一大客戶(hù)，

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