瑞士开源技术：中美芯片博弈中的关键变量

人工智能推动全球半导体需求激增 Keystone

争夺半导体霸权的竞赛，正在加剧全球超级大国之间的地缘政治紧张局势。总部设在瑞士的开源技术RISC-V，正试图防止少数国家和企业垄断芯片产业的全部“筹码”。

正如开源操作系统Linux长期以来不断挑战微软(Microsoft)等软件市场领导者一样，RISC-V(读作“Risk Five”)运动也正致力于打破硬件领域的垄断格局。

过去六年来，RISC-V国际协会(RISC-V International Association)一直低调设在苏黎世。这家非营利组织负责维护RISC-V开源“指令集架构”(Instruction Set Architecture)。这项技术有望让规模较小的企业在开发各类计算设备时拥有更大自主权。

“指令集架构”是连接软件与硬件的关键桥梁。它负责将复杂的计算机代码转换为芯片可以执行的操作指令。任何计算设备都离不开这一架构。没有指令集架构，计算机和智能手机将无法运行，人工智能也无从实现，汽车也将失去先进的数字功能。

目前，全球大多数数字系统都依赖两种指令集架构：一种来自美国巨头英特尔(Intel)，另一种来自英国芯片设计公司安谋(ARM)。这两家公司在严格限制条件下授权外界使用其指令集架构，并借此收取高额授权费用。

这不仅增加了企业成本，也限制了针对特定应用场景定制硬件的选择空间。对于正在设计下一代半导体芯片以满足人工智能等技术不断演进需求的初创企业而言，这一点尤为重要。

创新空间

指令集架构的有限选择，也让美国和英国政府得以对全球芯片市场实施更严格的控制。而像RISC-V这样的开源标准，则让硬件设计者能够以更低成本获得更大的创新空间。

 “借助RISC-V，我们既能实现技术差异化，也能在无需支付授权费用的情况下展示自身技术实力。”瑞士初创企业Synthara创始人兼首席技术官亚历山德罗·艾马尔(Alessandro Aimar)说。该公司与制造商合作，致力于提升边缘计算和数据中心人工智能芯片的性能。

艾马尔补充说，鼓励全球众多小企业进入半导体行业，已经带动了整个市场的发展。“自20世纪90年代初以来，半导体行业从未像现在这样充满活力，”他说，“最主要的两个推动因素，就是人工智能和RISC-V。”

RISC-V于2010年诞生于加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)。和万维网(World Wide Web)一样，RISC-V最初也是一个旨在推动创新的学术项目。

但近年来，RISC-V协会已悄然建立起一个覆盖全球的成员网络，现已汇聚超过4500个成员，包括学术机构、初创企业以及大型商业伙伴。美国的行业巨头如英伟达(Nvidia)、微软和谷歌(Google)，中国的领军企业华为、腾讯和阿里巴巴，以及欧洲的顶尖公司如英飞凌(Infineon)和泰雷兹(Thales)，都在其中并肩合作。

贸易紧张局势

其吸引力在于，这一开源指令集架构有望在贸易紧张局势中开辟一条中立之路，同时带来成本优势、推动芯片研发，并增强竞争性创新。

大型企业已经在其产品中使用RISC-V来设计各类处理单元，包括被称为“核心”(cores)的处理核心、微处理器和加速器。仅英伟达一家，就在2024年出货了超过10亿个RISC-V核心。

基于RISC-V的组件已广泛应用于汽车、可穿戴设备、数据中心和超级计算机，甚至被美国和欧洲的航天机构用于太空任务。

RISC-V国际协会设在瑞士，这一点被证明是一项宝贵优势。该机构最初于2015年在美国特拉华州(Delaware)设立，但随着多国威胁限制半导体的销售和贸易，RISC-V于2020年迁至苏黎世，以避开潜在的政治干预。

时任RISC-V首席执行官卡莉丝塔·雷德蒙德(Calista Redmond)当时在接受路透社(Reuters)采访时表示，一些成员企业对更换注册地址后感到更安心。

现任首席执行官安德烈亚·加洛(Andrea Gallo)表示，RISC-V国际协会负责维护指令集架构标准并推动其发展，但并不干预使用者的身份及用途。其成员遍布全球，其中约三分之一来自亚洲，三分之一来自欧洲，另三分之一来自美洲。

“我们尊重并完全遵守每个国家的贸易法规，”加洛在接受瑞士资讯swissinfo.ch采访时表示，“设在瑞士，正体现了我们在各个时区、地域和文化之间所秉持的中立性。”

芯片主权

包括瑞士初创企业Synthara在内的许多企业，都认识到了开源指令集架构这一硬件指令规范(业内通常称为“架构”)所提供的自由度。

“你不再需要继续依赖某种架构，因为美国可能限制其供应，导致你无法获得兼容处理器，”艾马尔说，“企业也不再需要受制于英国政府的许可，才能使用安谋架构技术。”

美国国会已经对中国利用RISC-V提升本国半导体能力发出警告。去年有媒体报道称，中国正在采用RISC-V，以减少对西方技术的依赖。

2023年，美国国会众议院“美中战略竞争特别委员会”(US Congress Select Committee on China)致函美国商务部，对中国使用RISC-V可能带来的“国家安全风险”表示担忧。信中称，中国使用RISC-V的“明确目的”，是“削弱美国的出口管制，并在芯片设计领域实现对美国技术领先地位的跨越式赶超”。

美国商务部未回应瑞士资讯swissinfo.ch的置评请求。

不过，苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)微电子设计中心(Microelectronics Design Centre)主任弗兰克·居尔卡伊纳克(Frank Gürkaynak)指出，这一开源替代方案若想真正挑战英特尔和安谋等行业领导者，仍有很长的路要走。

下一阶段

“企业投入数亿美元来制造最先进的芯片，”他在接受瑞士资讯swissinfo.ch采访时说，“如果不能确信像RISC-V这样的开放标准拥有良好的治理机制，并且能在长期内保持稳定，它们就不会考虑采用它。”

“它们想看到治理得当的证据，想看到具体、可用的成果。大公司希望参与讨论，以确保未来的发展始终处在一个可接受的范围内。”

目前，各方正推动RISC-V迈向一个新阶段。该协会正与Linux合作，打造一个由软件、指令集架构和硬件组成的开源“三位一体”。

只有让这三大要素彼此协同，并配套可靠的开发和支持体系，才能在行业顶级竞争中占据一席之地。

“制造一款新处理器并不算太难，”居尔卡伊纳克说，“真正困难的是让整个软件生态系统与硬件实现对接。要让一台笔记本电脑正常运转，需要投入数百年的累计工时。”

在为全球较小规模的芯片设计企业创造更公平竞争环境的同时，RISC-V国际协会也清晰描绘了未来目标。“我们的愿景，是让RISC-V成为业界首选的指令集架构，”加洛表示。

但这并不一定意味着要把当下的主导企业挤出市场。“市场规模如此之大，而且增长如此之快，所有人都有发展空间，”加洛补充道。

(编辑：Gabe Bullard/VdV，编译自英语：樊桦/gj)