瑞士開源技術：中美晶片博弈中的關鍵變量

人工智慧推動全球半導體需求激增 Keystone

爭奪半導體霸權的競賽，正在加劇全球超級大國之間的地緣政治緊張局勢。總部設在瑞士的開源技術RISC-V，正試圖防止少數國家和企業壟斷晶片產業的全部「籌碼」。

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正如開源作業系統Linux長期以來不斷挑戰微軟(Microsoft)等軟體市場領導者一樣，RISC-V(讀作「Risk Five」)運動也正致力於打破硬體領域的壟斷格局。

過去六年來，RISC-V國際協會(RISC-V International Association)一直低調設在蘇黎世。這家非營利組織負責維護RISC-V開源「指令集架構」(Instruction Set Architecture)。這項技術可望讓規模較小的企業在開發各類運算設備時擁有更大自主權。

「指令集架構」是連接軟體與硬體的關鍵橋樑。它負責將複雜的電腦程式碼轉換為晶片可以執行的操作指令。任何運算設備都離不開這一架構。沒有指令集架構，電腦和智慧型手機將無法運行，人工智慧也無從實現，汽車也將失去先進的數位功能。

目前，全球大多數數位系統都依賴兩種指令集架構：一種來自美國巨頭英特爾(Intel)，另一種來自英國晶片設計公司安謀(ARM)。這兩家公司在嚴格限制條件下授權外界使用其指令集架構，並藉此收取高額授權費用。

這不僅增加了企業成本，也限制了針對特定應用場景客製化硬體的選擇空間。對於正在設計下一代半導體晶片以滿足人工智慧等技術不斷演進需求的新創公司而言，這一點尤其重要。

創新空間

指令集架構的有限選擇，也讓美國和英國政府得以對全球晶片市場實施更嚴格的控制。而像RISC-V這樣的開源標準，則讓硬體設計者能夠以更低成本獲得更大的創新空間。

 「借助RISC-V，我們既能實現技術差異化，也能在無需支付授權費用的情況下展現自身技術實力。」瑞士新創公司Synthara創辦人兼技術長亞歷山德羅·艾馬爾(Alessandro Aimar)說。該公司與製造商合作，致力於提升邊緣運算和資料中心人工智慧晶片的效能。

艾馬爾補充說，鼓勵全球眾多小型企業進入半導體產業，已經帶動了整個市場的發展。「自1990年代初以來，半導體行業從未像現在這樣充滿活力，」他說：「最主要的兩個推動因素，就是人工智能和RISC-V。」

RISC-V於2010年誕生於加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)。和萬維網(World Wide Web)一樣，RISC-V最初也是一個旨在推動創新的學術計畫。

但近年來，RISC-V協會已悄悄建立一個覆蓋全球的會員網絡，現已匯聚超過4500個會員，包括學術機構、新創公司以及大型商業夥伴。美國的產業巨頭如英偉達(Nvidia)、微軟和谷歌(Google)，中國的領軍企業華為、騰訊和阿里巴巴，以及歐洲的頂尖公司如英飛凌(Infineon)和泰雷茲(Thales)，都在其中並肩合作。

貿易緊張局勢

其吸引力在於，這項開源指令集架構可望在貿易緊張局勢中開闢一條中立之路，同時帶來成本優勢、推動晶片研發，並增強競爭性創新。

大型企業已經在其產品中使用RISC-V來設計各類處理單元，包括被稱為「核心」(cores)的處理核心、微處理器和加速器。光是英偉達一家，就在2024年出貨了超過10億個RISC-V核心。

基於RISC-V的組件已廣泛應用於汽車、穿戴式裝置、資料中心和超級計算機，甚至被美國和歐洲的航太機構用於太空任務。

RISC-V國際協會設在瑞士，這點被證明是一項寶貴優勢。該機構最初於2015年在美國特拉華州(Delaware)設立，但隨著多國威脅限制半導體的銷售和貿易，RISC-V於2020年遷至蘇黎世，以避免潛在的政治干預。

時任RISC-V執行長卡莉絲塔·雷德蒙德(Calista Redmond)當時接受路透社(Reuters)採訪時表示，一些成員企業對更換註冊地址後感到更安心。

現任執行長安德烈亞·加洛(Andrea Gallo)表示，RISC-V國際協會負責維護指令集架構標準並推動其發展，但不干預使用者的身份及用途。其成員遍佈全球，其中約三分之一來自亞洲，三分之一來自歐洲，另三分之一來自美洲。

「我們尊重並完全遵守每個國家的貿易法規，」加洛在接受瑞士資訊swissinfo.ch採訪時表示：「設在瑞士，正體現了我們在各個時區、地域和文化之間所秉持的中立性。」

晶片主權

包括瑞士新創公司Synthara在內的許多企業，都認識到了開源指令集架構這一硬體指令規範(業內通常稱為「架構」)所提供的自由度。

「你不再需要繼續依賴某種架構，因為美國可能限制其供應，導致你無法獲得兼容處理器，」艾馬爾說：「企業也不再需要受制於英國政府的許可，才能使用安謀架構技術。」

美國國會已經對中國利用RISC-V提升本國半導體能力發出警告。去年有媒體報道稱，中國正在採用RISC-V，以減少對西方技術的依賴。

2023年，美國國會眾議院「美中戰略競爭特別委員會」(US Congress Select Committee on China)致函美國商務部，對中國使用RISC-V可能帶來的「國家安全風險」表示擔憂。信中稱，中國使用RISC-V的「明確目的」，是「削弱美國的出口管制，並在晶片設計領域實現對美國技術領先地位的跨越式追趕」。

美國商務部未回應瑞士資訊swissinfo.ch的置評要求。

不過，蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)微電子設計中心(Microelectronics Design Centre)主任弗蘭克·居爾卡伊納克(Frank Gürkaynak)指出，這一開源替代方案若想真正挑戰英特爾和安謀等行業領導者，仍有很長的路要走。

下一階段

「企業投入數億美元來製造最先進的晶片，」他在接受瑞士資訊swissinfo.ch採訪時說：「如果不能確信像RISC-V這樣的開放標準擁有良好的治理機制，並且能在長期內保持穩定，它們就不會考慮採用它。」

「它們想看到治理得當的證據，想看到具體、可用的成果。大公司希望參與討論，以確保未來的發展始終處在一個可接受的範圍內。」

目前，各方正推動RISC-V邁向一個新階段。該協會正與Linux合作，打造一個由軟體、指令集架構和硬體組成的開源「三位一體」。

只有讓這三大要素彼此協同，並搭配可靠的開發與支援體系，才能在業界頂尖競爭中佔有一席之地。

「製造一款新處理器並不算太難，」居爾卡伊納克說「真正困難的是讓整個軟體生態系統與硬體實現對接。要讓一台筆記型電腦正常運轉，需要投入數百年的累計工時。」

在為全球較小規模的晶片設計企業創造更公平競爭環境的同時，RISC-V國際協會也清楚描繪了未來目標。「我們的願景，是讓RISC-V成為業界首選的指令集架構，」加洛表示。

但這並不一定意味著要把當下的主導企業擠出市場。「市場規模如此之大，而且成長如此之快，所有人都有發展空間，」加洛補充道。

(編輯：Gabe Bullard/VdV，編譯自英文：樊樺/gj，繁體校稿：盧品妤)