全球“缺芯”風波正愈演愈烈。今年年初，全球汽車行業(yè)、手機行業(yè)，乃至最近家電行業(yè)的缺芯潮，既讓大眾、福特、本田、戴姆勒等全球知名車企部分車型生產線已經或面臨停產，也讓想購買汽車、手機、家電的消費者第一次近距離感受到，芯片對人類日常生活的影響如此之大。
得芯片者得天下市場，對于當今全球科技化，芯片的重要性不言而喻，芯片之于電子設備，就如發(fā)動機之于汽車，芯片在電子產品中占據著核心位置，因此半導體芯片被喻為國家的“工業(yè)糧食”、信息時代的“基石”，一直是世界各國競相角逐的一個戰(zhàn)略制高點，為搶占經濟、軍事、安全、科研等領域的全方位優(yōu)勢，各國紛紛采取一系列重大舉措加速半導體產業(yè)的創(chuàng)新節(jié)奏，例如近日歐盟、韓國、美國等國家與地區(qū)便相繼出臺芯片產業(yè)激勵政策，以緩解缺芯潮的問題。
芯片的誕生，主要分為設計和制造兩個環(huán)節(jié)，其中芯片設計尤為關鍵。談論芯片設計，我們需要知道CPU、GPU、微架構和指令集等基礎概念。CPU的含義，亦即中央處理器，是負責計算機主要運算任務的組件，功能就像人的大腦心臟。CPU執(zhí)行在計算任務時都需要遵從一定的規(guī)范，程序在被執(zhí)行前都需要先翻譯為CPU可以理解的語言。
這種語言，被稱為指令集(ISA，Instruction Set Architecture)。程序被按照某種指令集的規(guī)范翻譯為CPU可識別的底層代碼的過程叫做編譯(compile)，像x86、ARM 、MIPS等都是指令集的代號。同時指令集可以被擴展，廠商開發(fā)兼容某種指令集的CPU需要指令集專利持有者授權，典型例子如Intel授權AMD，使后者可以開發(fā)兼容x86指令集的CPU，2020年10月28日,威盛電子(VIA)在與Intel爭議多年后正式宣布出售部分x86技術(包括CPU和芯片組的知識產權)給上海兆芯，但仍有業(yè)界質疑此授權在國際市場的不可靠性。
MIPS而作為最早商業(yè)化 RISC 架構芯片之一的 開創(chuàng)者，比 ARM的64位元（2012）早了20年進入市場，在中高性能的嵌入式設備和通訊市場大放光彩，曾與x86 一同被譽為全球二大主流架構。 作為RISC架構的創(chuàng)始者在工業(yè)物聯(lián)網、自動駕駛與人工智能等新興領域躋身主流架構
MIPS指令集，是最早開發(fā)商用的精簡指令集(RISC),上個世紀80年代初由斯坦福大學的研究小組研發(fā),并在 1984 年成立了 MIPS 計算機公司，隨后 MIPS 成為上世紀 90 年代最流行的指令集，創(chuàng)辦人成為斯坦福大學校長,一度與 x86指令集齊名。創(chuàng)立業(yè)界最為經典的精簡指令集架構，MIPS是RISC CPU設計的領頭羊，MIPS在CPU設計上有著許多獨具慧眼的技術與架構，在眾多關鍵技術上，例如多線程(multi-threading)、多流水線(multi-pipeline)、虛擬化(virtualization)和一致性管理(coherent manager)等方面仍然處于領先且不可動搖的地位，甚至成為后進者學習與模仿的榜樣。2012年ARM出資3.75億美金向MIPS買下64位元的架構技術與相關專利授權。
在發(fā)展過程中，MIPS公司多次輾轉被收購。2018 年 12 月 17 日,最新收購 MIPS 的 Wave Computing 公司本身是一家技術初創(chuàng)公司，致力于讓“AI和深度學習從數(shù)據中心進入到邊緣”，宣布將開放最新的 MIPS Release6(R6)版本指令集以推動Wave的AI進入到大量應用領域的關鍵。但由于Wave Computing的AI芯片發(fā)展投片沒有成功、疫情的影響等導致此開放計劃于2019年11月份被取消開源。
目前新興應用壟斷格局尚未形成,產業(yè)生態(tài)有待構建，MIPS可借此契機，發(fā)揮 MIPS CPU 架構的性能和效率優(yōu)勢,加速自身生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展。最后，目前仍有領軍企業(yè)基于 MIPS 擴展新興應用，MIPS 在海外擁有Mobileye、聯(lián)發(fā)科、瑞、博通、Cavium、Microchip;中國大陸有：君正、炬芯、龍芯 等行業(yè)領軍企業(yè)在人工智能、消費電子、物聯(lián)網等領域研發(fā)芯片產品。
緊跟技術迭代趨勢 芯聯(lián)芯助力中國半導體行業(yè)發(fā)展
雖然中國大陸集成電路產業(yè)起步較晚，但經過近20年的飛速發(fā)展，中國集成電路產業(yè)從無到有，從弱到強，已經在全球集成電路市場占據舉足輕重的地位。據中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據，2010-2019年中國集成電路產業(yè)銷售額整體呈增長趨勢，從2010年的1440.15億元增加至2019年的7562.3億元，這主要受物聯(lián)網、智能汽車高新能源汽車、智能終端制造、新一代移動通信等下游市場需求驅動。
2020年，中國集成電路產業(yè)繼續(xù)保持2位數(shù)增長，全年銷售額達到了8848億元，較2019年增長17%。其中，設計業(yè)銷售額達到3778.4億元，同比增長23.3%，仍是三業(yè)增速最快的產業(yè)，占總體行業(yè)比重為42.7%。但隨著強勁需求一面的同時，中國的集成電路在IP、EDA工具、材料與核心制造設備四個方面呈現(xiàn)明顯短板。
據路透社2020年8月報導，Wave Computing在2018年末和2019年通過一系列復雜交易將其MIPS計算架構授權給了上海芯聯(lián)芯智能科技有限公司(CIP United)。在2019年初，芯聯(lián)芯宣布取得了MIPS Technology中國地區(qū)獨家永久不可撤銷的商業(yè)經營權以及MIPS的全部技術，包括基礎架構、近百顆32位/64位CPU內核與相關工具授權、編譯器(Compiler)/驗證套件(Verification Suite)的全部原始代碼(Source Code)、優(yōu)化Fab流程中現(xiàn)有CPU核效能、開發(fā)新CPU核和衍生芯等。
據官網信息顯示，芯聯(lián)芯成立于2018年，是一家源生于設計服務，到掌握自主可控的創(chuàng)新型IP供應商，致力于為SOC系統(tǒng)提供從初始架構設計到量產的一站式增值服務。在得到MIPS獨家永久不可撤銷商業(yè)經營權和技術后，芯聯(lián)芯既可以自行開發(fā)新的CPU內核，也可以將CPU內核進行授權，中國客戶可以藉此授權開發(fā)完整自主的CPU內核，是中國芯模式下的全流程服務芯片公司。
記者了解到，目前MIPS IP已有超過一百六十億顆的商業(yè)化驗證(Silicon Proven)而商業(yè)化驗證是集成電路行業(yè)芯片良率的核心指標之一。據芯聯(lián)芯預計，2021年在中國授權生產的出貨量將超一億顆。2021年，芯聯(lián)芯計劃的IoT、ADAS布局六顆芯片，主要涵蓋汽車MCU、智能語音、手機、RFID等。與此同時，為補足自主可控的智能汽車發(fā)展，芯聯(lián)芯打造了“芯多多”™平臺模式，可以幫助國內各車商在一億顆成熟產品出貨量(Silicon-Proven)遠超過市面的RISC V公司規(guī)模，讓使用廠商降低研發(fā)芯片風險，加快自主產品進程。
市場分析人士認為，擁有MIPS IP授權的芯聯(lián)芯，可以利用自身安全、成熟且自主可控的技術和相應的工具鏈技術，幫助中國半導體行業(yè)新成員開發(fā)MIPS與多模(含RISC)指令集架構兼容Compatible CPU和處理器及指令集，支持現(xiàn)有CPU核/衍生出的處理器開發(fā)，使中國芯片設計公司能夠更穩(wěn)定便捷地開發(fā)出SoC芯片節(jié)省ASIC定制化上市時間。
最后值得關注， 芯聯(lián)芯緊跟技術發(fā)展趨勢，在2020年開發(fā)了RISC多模專利。未來對 RISC-V 的支持意味著在MIPS基礎上能夠同時以MIPS指令集與專利技術解釋和支持多種 RISC-V 技術，提升RISC-V用戶在產品商業(yè)化時提供相關的專利保障。
芯聯(lián)芯公布，5月28日已與國鐵科技集團的天津哈威克正式達成深度合作。作為深耕鐵路及城市軌道交通行業(yè)多年，為中國鐵路及城市軌道交通智能裝備提供自主可控芯片的哈威克，將通過與芯聯(lián)芯的強強聯(lián)手，推動其“威克九霄”RFID芯片項目和“威克乾坤”高性能通用MCU芯片項目的啟動，以及基于上述芯片的全自主可控產品的研發(fā)，旨在攜手推動鐵路和軌道交通領域的芯片自主可控的大力發(fā)展。
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