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电子设备、仪器和元件行业深度报告:从ARM的行业地位看新兴开源架构的机遇

作者: 黄埔电子设备有限公司 发布时间: 2020年04月03日 00:29:53

报告要点

    架构是处理器的基础

    CPU 架构是CPU 厂商给属于同一系列的CPU 产品定的一个规范,其包含指令集和微架构两部分。CISC 和RISC 是目前比较流行的指令集,CISC 适用于追求性能与运算能力的PC 与服务器等市场,进而英特尔运用X86 架构筑起高墙;而RISC 针对特殊领域,其适用于对功耗要求较高的场景,如智能手机、物联网等领域。基于CISC 指令集的CPU 架构代表有Intel 和AMD 的X86 和X86-64架构,基于RISC 指令集的CPU 架构代表有ARM 架构、MIPS 架构、IBM 的PowerPC 架构、SUN 的Ultra SPARC 架构。

    ARM 架构在智能终端的地位难以撼动

    ARM 是全球领先的半导体知识产品提供商,通过ARM 架构,IC 芯片设计企业开发了大量低功耗、高性价比的RISC 处理器,特别契合智能终端的需求。ARM将技术授权(IP)给芯片合作企业,收取技术授权费和版税两种收入,并在智能手机时代积极与下游厂商合作,奠定了其在移动终端难以撼动的地位。根据2017 年世界大会上公布的数据,ARM 架构在智能手机和调制解调器领域的份额超过99%,在车载智能硬件与可穿戴设备领域的份额也分别超过95%和90%。未来,ARM 架构在5G 后周期的物联网时代亦有广阔的应用潜力。

    ARM 的备选方案:MIPS 与RISC-V 架构

    RISC 架构在5G 时代的可延展空间更大,不仅局限于ARM 所占领的智能手机方向,同属于精简指令集的MIPS 与RISC-V 架构在新兴领域有望拥有施展拳脚的空间。MIPS 架构历史悠久,去年易主新东家后,近期开始开源化,有望在多年积累后重新构建生态体系;RISC-V 架构,在研制之初便是为了解决原有架构的痛点,被定义为完全开源的架构,条目少且模块化,对于客户自由发挥、免费使用支持力度大。面对物联网时代的碎片化场景,架构开源且灵活的特性成为关键点,RISC-V 和MIPS 拥有在部分市场挤占ARM 份额的可能性。目前看来,拥有众多基金会成员且模块化操作的RISC-V 在吸引力上有望更胜一筹。

    从可替代架构延伸,自主可控需把握RISC-V 与MIPS 趋势上市公司中,北京君正基于MIPS 架构,拥有全球领先的嵌入式CPU 技术和低功耗技术,芯片产品已广泛应用于智能终端,并开始向RISC-V 架构研发;纳思达近期表示完成了首款基于RISC-V 的CPU 设计,会基于此款CPU 优化产品解决方案。非上市公司中,芯原股份与芯来科技是RISC-V 架构的助推者。

    风险提示: 1. 5G、AI、物联网等新兴应用落地不及预期;2. 架构格局难以通过新兴应用改变。

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