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根據外媒日前的報道,包括兩名共和黨眾議院委員會主席、反華參議員馬可·盧比奧(Marco Rubio)等美議員要求拜登政府采取行動,限制美國企業參與合作研發在中國廣泛使用的RISC-V開源技術。報道指出,此舉可能會顛覆全球科技行業的跨國合作方式。
雖然目前這項舉措還只是提議,不過已經引起美國半導體業者的不滿??偛课挥诿绹又莸腞ISC-V頭部企業SiFive業務開發副總裁Jack Kang對此批評道:“美國政府若對此設限,將是一場巨大悲劇?!?/section>當然,美政客的出發點是抑制中國芯片創新發展,目前中國芯片公司是RISC-V架構發展的重要力量。并且,中國已經明確要將RISC-V架構發展成為除x86架構和ARM架構之外的第三種主流架構。國產芯片看重RISC-V什么?值得注意的是,就在外媒報道美政客提出這一新提議的當天,中國有關部門發文稱,2022年10月7日,美國政府以出臺“臨時規則”形式更新《出口管理條例》,將31家中國實體列入“未經核實清單”,并升級對華半導體出口管制。時隔一年,這場由美國挑起的“科技戰”已逐漸偏離其預設軌道,離其預想中的“勝利”也漸行漸遠。另外,有外媒在這“特殊的日子”里也在報道中指出,“美國的計劃沒有奏效”。顯然,美國想要在這場“科技戰”中進一步加碼,矛頭便指向了國內芯片發展最火熱的RISC-V。目前,芯片產業最主流的兩大架構是x86架構和ARM架構,其中x86架構掌握在美國手里,ARM架構雖然說是英國的,但是也是受美國的控制。因此,對于中國打造自主可控芯片而言,RISC-V架構無疑是最適合的。美政客之所以提出這種提議,是因為他們認為,“中國正在濫用RISC-V來規避美國在設計芯片所需知識產權方面的主導地位”。因此,他們提議,如果要讓中國芯片產業止步不前,斷供RISC-V是非常有必要的。雖然RISC-V架構誕生在美國加州大學伯克利分校,從誕生之初這一架構就是開源開放的,這種特性允許所有人自由地使用、設計、制造和銷售RISC-V芯片和軟件。就像美國無法斷供Linux軟件一樣,對于RISC-V架構其最多就是不參與創新,讓這一架構的發展慢一些。當然,作為全球性的開放架構,不僅是中國芯片產業從RISC-V架構中受益,美國芯片公司同樣是這一架構的積極參與者。就拿發出嚴厲評論言論的SiFive來說,便是一家全球知名的美國RISC-V內核供應商,其在RISC-V內核性能和豐富度方面都處于領先位置,且和國際知名芯片大廠都有合作。這也引出另一個點,美國的芯片大廠其實也在積極對RISC-V架構進行投入。比如英特爾,雖然該公司終止了RISC-V探路者計劃,不過該公司依然在堅持做RISC-V開發平臺“Horse Creek”,還將RISC-V納入代工業務中;再比如高通,不僅是SiFive的投資者,另外還聯合多家公司成立了RISC-V汽車芯片聯盟。不難看出,不光是中國芯片企業看重RISC-V,實際上歐美芯片大廠同樣不愿也不敢錯過這一架構的發展機遇。原因在于,RISC-V架構不僅因為開源開放的特性降低了開發者的準入門檻和成本,其還具有指令集精簡、可擴展和高度兼容的特性。這些特性疊加在一起就會讓RISC-V能夠塑造出一個開放、共享、多元的生態系統,這些特性和愿景讓開發者趨之若鶩。綜上所述,目前RISC-V架構已經成長為一種全球性創新的架構,美國芯片公司是重要一份子,并不是全部。由于RISC-V架構開源開放的特性,美國如若真的實施了這項策略,那么最后受傷的很可能是美國自己的芯片產業,對于積極推動RISC-V創新的中國而言,這種策略的影響反而沒有那么大,美政客此舉可謂是“病急亂投醫”。國內RISC-V發展已經步入正軌從設備、材料、EDA工具、制造到芯片,美國對于中國芯片發展的封鎖在過往的芯片體系下是全方位的,意圖將中國芯片產業扼殺在萌芽期,不過很顯然這些措施恰恰加速了中國芯片的發展,如今中國芯片產業已經進入到了快速成長期,很多領域實現了零的突破,重點領域也都有了一定的市場份額。正如外媒和芯片大廠CEO多次提到的,美國此前的舉措有點適得其反了。如今美國部分政客將目光聚焦在了RISC-V架構身上,其目的實際上和美國禁止拿到補貼的芯片大廠投資中國市場道理是一樣的,都不希望為中國芯片發展作嫁衣。很顯然,這些政客并沒有認清當前RISC-V架構發展的真實情況。從核心出貨來看,截至2022年,市場大概有100億顆RISC-V內核,其中超過50億顆由中國企業貢獻;預計到2025年,市場上會有超過800億顆RISC-V內核,其中中國企業的貢獻會超過四分之三,超過600億顆。在核心會員方面,目前RISC-V國際基金會80%的高級會員來自中國,并有9名理事成員來自中國。這些數據表明,當前中國芯片公司才是RISC-V架構發展的主要推動力,中國市場是RISC-V架構發展最肥沃的土地。目前,RISC-V架構的生態豐富度肯定還無法和x86架構、ARM架構相比,尤其是ARM架構,很多應用方向和RISC-V架構重合,并且目前ARM架構核心豐富度明顯優于RISC-V。但后發的RISC-V在用更快的發展速度填補這些差距,RISC-V架構用4年的時間走完了ARM架構前期10年所走的道路,且這個速度還在加快。從發展節奏來看,RISC-V架構會率先將所有ARM架構的路重新走一遍,這是業界較為認可的路徑。當這一步完成之后,實際上RISC-V架構的性能已經能夠和x86架構、ARM架構抗衡。RISC-V架構的主要發明人之一KrsteAsanovic表示,RISC-V沒有性能天花板和應用限制,未來有望超越ARM、x86架構。除了RISC-V架構對ARM架構的替代之外,美國政客更怕的是,中國將所有芯片都用RISC-V架構重新做一遍,這也是有可能的。目前,RISC-V芯片的主頻已經超過了2GHz,市面上已經有了基于RISC-V的平板,以及基于RISC-V架構的服務器芯片和汽車芯片。更重要的是,主流的操作系統Linux和安卓都已經宣布支持RISC-V架構,發行版Linux操作系統對于RISC-V架構的支持力度是非常大的。在此基礎上,中國確實有希望借助RISC-V架構塑造一個全新的芯片體系。當然,有些人可能因為RISC-V架構是開源開放的,從而對知識產權保護表示擔憂。實際上,國內業者也早已想到了這一點。第三屆滴水湖中國RISC-V產業論壇,由芯原股份、芯來融智等9家企業參與的全球首個RISC-V專利聯盟正式成立,致力于打造RISC-V專利互不訴訟的生態系統,共同推動RISC-V技術的不斷創新和快速發展。結語如果沒有美國的制裁和打壓,很難說中國芯片產業是否會如此不顧一切地投入到RISC-V架構的生態建設中,很顯然在發展初期,生態脆弱的RISC-V架構和ARM架構來比沒有任何優勢。但是美國制裁措施頒布之后,國內的法規和政策也隨之發生了變化,自主可控一詞讓中國芯片公司自然而然地選擇RISC-V架構。中國芯片業者給RISC-V架構發展帶來了巨量的生力軍,這種增長近乎野蠻成長,但是又有條有理。
國產芯片看重RISC-V什么?
國內RISC-V發展已經步入正軌
結語
隨著國際芯片大廠紛紛通過擴大產能的方式來緩解汽車芯片短缺的問題,目前汽車芯片短缺已大幅緩解。不過,汽車芯片特別是車規級MCU以及IGBT芯片依然是汽車芯片短缺的主角。汽車芯片短缺已從最初的“全面性短缺”發展為今天的“長期結構性短缺”的局面。在近日舉辦的2023年全球新能源與智能汽車供應鏈創新大會上,清華大學計算機科學與技術系教授李兆麟作出上述表述。汽車產業在前兩年曾陷入“缺芯”困局,汽車主機廠深受“缺芯”困擾,2022年第四季度起才逐漸改善。李兆麟對《中國經營報》等媒體記者表示,短期來看,汽車芯片不會成為中美貿易博弈的焦點,但是從長期來看,隨著智能汽車的發展,高端制程芯片將成為未來中美貿易的抓手。對我國而言,芯片將成為未來汽車供應鏈發展巨大的潛在風險點??v觀整個國際市場,歐美日企業長期占據汽車使能芯片(按照李兆麟的劃分,汽車使能芯片主要包括計算、控制、存儲等控制芯片)的技術制高點。經過近幾年的發展,我國汽車芯片目前的自主率大多仍處于5%以內,僅有個別芯片的自主率能夠達到10%左右,我國汽車芯片的發展存在較大的風險。“國內的芯片企業普遍存在著一個現象:芯片產品比較單一。只做一種類型芯片產品的企業占絕大多數,能做兩類或以上類型的芯片企業相對較少。然而,在國際上占據主導地位的英飛凌、恩智浦等芯片大廠的芯片產品類型和種類都非常豐富?!崩钫作氡硎?,最關鍵的問題是,目前我國的芯片企業不但產品單一,而且也比較缺乏有競爭力的產品。近年來,我國政府多次提及要破解芯片“卡脖子”等難題。然而,“缺芯少魂”的陰影卻遲遲不能拂去,汽車芯片亦如是。汽車芯片的發展到底難在哪里?李兆麟稱,汽車芯片必須要能夠滿足汽車在惡劣環境以及復雜行駛場景下對汽車電子電控系統嚴苛的性能需求,最關鍵的是汽車芯片要經過一系列的車規級標準認證。相對消費類、工業類芯片,汽車芯片在安全性、失效率等方面有著更為嚴苛的要求,而且汽車芯片供貨周期長達20年~30年,這使其需要滿足更加復雜、嚴格的設計需求。李兆麟認為,汽車芯片相對于其他領域的芯片具有明顯的“五高”特性,即高性能、高可靠性、高安全性、高穩定性、高一致性,這些特性均依賴于設計、生產、測試以及應用等環節。據悉,在設計環節,為了滿足“五高”的要求,汽車芯片在設計階段就有著更高的標準,包括對可靠性的增強以及功能安全設計的強化。目前,我國在芯片設計上已經有了很好的基礎,但支持汽車芯片設計的EDA(電子設計自動化)軟件在國內市場存在明顯短板。此外,IP核等技術基本都掌握在外國公司手中,我國絕大部分芯片設計企業依靠國外的IP核設計芯片,一些企業每年交的IP核授權費用遠遠大于每年生產這些芯片所需的費用。車規級IP核以及EDA工具是制約我國汽車芯片自主可控的重要因素之一。在生產環節,相比消費類、工業類芯片,汽車芯片對工藝的要求更高。其中最有代表性的是工序能力指數(CPK)的不同,其他芯片的工序能力指數只要求達到1.33或1.0,而汽車芯片的工序能力指數必須要達到1.67以上,個別汽車芯片甚至要達到2以上?!澳壳?,對于我國來說,只有臺灣地區的臺積電能達到。受這些因素的限制,我國從事自動駕駛芯片業務的地平線與黑芝麻所采用的加工工序被限制在14nm、16nm制程,而國際芯片企業的芯片制程則能達到7nm、5nm的生產工藝?!崩钫作胝f道。在測試環節,同樣存在掣肘。對于汽車芯片而言,比測試技術更為重要的是測試標準。到目前為止,我國還沒有建立起自己的芯片測試標準,也缺少相關的權威機構,這是制約汽車芯片發展以及汽車產品走出去的重要因素所在?!霸谶\用環節,目前我國缺乏實車層面的應用適配性驗證能力,整車企業或Tier1廠商只能拿自己的實車或芯片來進行驗證,導致我國汽車芯片的研發成本和周期均非常長。汽車芯片如何才能實現快速迭代,是我們面臨的另一大問題。只有解決了這個問題,我國車企不敢用、不想用國產汽車芯片的困局才能迎刃而解?!崩钫作胝f。在李兆麟看來,在汽車芯片供應上,我國真正缺乏的汽車芯片是55nm到14nm制程,以及高端制程的自動駕駛芯片。在2020年汽車芯片短缺爆發之前,我國從事汽車芯片的企業只有幾十家,目前從事汽車芯片的企業高達幾千家甚至過萬家,激增了幾十倍甚至上百倍。我國汽車芯片既取得了快速的發展,在發展的過程中也存在著很多亂象。如何對市場進行規范?李兆麟認為,除了強化國家頂層設計之外,也需要加強國家強制標準、行業團體標準等標準建設。與此同時,我國還應加強汽車芯片EDA、車規級IP核以及生產能力的建設,重點要加強包括40nm、28nm制程現有工藝車規級芯片的改造,不斷建設包括16nm、14nm及以下的10nm、7nm制程更先進的芯片的發展。
納芯微NSI8231W1-DSWR是高可靠性的三通道數字隔離器。此系列產品已通過UL1577安全認證,支持多種絕緣耐壓(5kVrms, 5.7kVrms),同時具有低功耗,高電磁抗擾度和低輻射的特性。產品的數據速率高達150Mbps,共模瞬變抗擾度(CMTI)高達200kV/us。在輸入缺失時默認輸出電平配置,且提供數字通道方向配置。 此系列器件的寬電源電壓范圍支持其與大多數數字接口直接連接,易于進行電平轉換。優異的系統級別EMC性能提高了使用的可靠性和穩定性。產品特性隔離耐壓5000Vrms, 5700VrmsVDE增強型隔離認證數據速率DC至150Mbps高CMTI:200kV/μs芯片級ESD: HBM: ±8kV增強的系統級ESD 、EFT、抗浪涌能力隔離柵壽命:>60年低傳播延遲典型值<15ns低功耗: 1.5mA/ch (1 Mbps)工作溫度:-55~125℃符合RoHS的封裝:SOW16, SOWW16安全認證UL1577認證: 1分鐘 5kVrms/5.7VrmsCQC認證:符合GB4943.1-2011CSA認證:組件符合5AVDE認證:DIN V VDE V 0884-11:2017-1應用場景工業自動化系統隔離SPI, RS232, RS485通用多通道隔離電機控制功能框圖典型應用電路圖
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