全球RISC-V標準發展路徑比較分析研究

Comparative Analysis and Research on the Development Path of Global RISC-V Standards

NI Wanjing HUANG Ran YIN Hang WANG Yigang LIU Yuyan （China Electronics StandardizationInstitute）

Abstract：This articleaims to exploreandanalyze the diferent paths of RISC-V standards development worldwide， particularly comparing and analyzing the strategies，progress，and challngesofRISC-V standards development and promotion in China，Europe，andthe United States.RIsC-V，asanopen-source instructionsetarchitecture，hassignifiant advantags infexibilityandscalabilityanditsstandardizationprocessisofgreat significance totheglobal semiconductor industryand technological innovation.Through in-depth research onpoliciesandregulations，drivingentities，major achievements，andfuturechallngesindiffrentregions，thisarticlereveals thesimiaritiesanddiferences inthedvelopment paths of each region，and proposes suggestions for promoting global RIsC-V standardization.

Keywords： RIsC-V; instruction set;standards development path;internationalcomparison; open source technology

0 引言

RISC-V是一種基于精簡指令集計算（RISC）原則的開源指令集架構（ISA），旨在通過模塊化設計提供高度可定制和可擴展的計算解決方案。其重要意義在于極大地降低了芯片設計的門檻，促進了全球范圍內的技術創新和協作\"]。RISC-V的開源性允許學術機構、初創公司和大型企業自由地開發、實現和優化該架構，推動了跨行業和跨領域的應用，從嵌入式系統到高性能計算，實現了廣泛的技術突破和產業變革。

在全球范圍內，RISC-V的標準化進程不僅關系到技術本身的推廣和普及，更重要的是影響到各國在半導體產業和科技創新中的競爭優勢。標準化能夠促進不同廠商和開發者之間的兼容性和協作，降低開發成本，并加快產品上市速度[2]。通過統一的規范，RISC-V有望形成一個強大的生態系統，進一步推動開放計算平臺的普及和全球化發展。此外，標準化也有助于提高技術透明度和安全性，在全球科技治理中發揮積極作用。

本文旨在探討和分析全球范圍內RISC-V標準發展的不同路徑，特別是比較分析中國、歐洲和美國在RISC-V標準制定和推廣方面的策略、進展和挑戰。通過對不同地區政策法規、推動主體、主要成就和未來挑戰的深人研究，揭示各區域發展路徑的異同，并在此基礎上提出推進全球RISC-V標準化的建議。本研究的意義在于為政策制定者、產業參與者和科研機構提供有價值的參考，促進RISC-V在全球范圍內的健康、快速發展。

1 RISC-V標準發展概況

RISC-V的歷史背景與發展過程可以追溯到2010年，當時加州大學伯克利分校的研究團隊由于對現有指令集架構的限制感到不滿，提出了RISC-V作為替代方案。最初，RISC-V只是作為一種學術研究工具，但很快由于其開源和模塊化的特性，吸引了業界的廣泛關注。2015年，RISC-V基金會（RISC-VInternational）正式成立，旨在規范和推廣RISC-V指令集架構。此后，RISC-V迅速從學術研究走向商業應用，推動了全球半導體產業的變革。

近年來，RISC-V的廣泛應用領域和典型案例不斷涌現，其靈活性和可擴展性在多個行業得以體現3]。例如，在物聯網（IoT）領域，RISC-V被廣泛應用于低功耗設備中，如智能家居和穿戴式設備；在數據中心，RISC-V應用于加速器和高性能計算節點，提高了能效和處理速度4；在嵌入式系統和移動設備中，由于其定制化潛力，RISC-V也得到了廣泛采用。典型案例包括西部數據的RISC-V架構控制器和英偉達的RISC-VGPU核心，體現了RISC-V在不同行業中的創新應用。

標準化對RISC-V推廣的不可或缺性主要體現在以下幾個方面：首先，統一的規范和標準能確保不同廠商和開發者開發的RISC-V實現之間的兼容性和互操作性，降低生態系統碎片化的風險；其次，標準化可以提高技術透明度，增強用戶和投資者的信心，促進技術的大規模采納和應用；再次，通過建立標準，可以加速開發工具鏈、操作系統和應用程序的成熟，形成良性循環，持續推動技術進步和產業升級。因而，標準化是RISC-V成功和持續發展的關鍵因素。

2 中國RISC-V標準發展路徑

中國在RISC-V標準化進程中采取了政府引導、企業主導、產學研協同的發展模式。具體政策法規方面，中國政府高度重視RISC-V技術的戰略意義，將發展自主可控的芯片技術列為國家戰略的重要組成部分。近年來，工業和信息化部、國家發展改革委等部門相繼出臺了一系列支持RISC-V發展的政策和規劃，如：《軟件和信息技術服務業發展規劃（2016-2020年）》和《關于促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》。這些政策不僅提供了資金支持，還通過設立專項基金和項目，推動RISC-V技術在國內的研發和應用。

在推動主體及組織架構方面，中國的RISC-V生態建設主要由中國電子工業標準化技術協會、等科研機構牽頭，聯合國內知名高校和龍頭企業共同推進。例如，2023年，中國電子工業標準化技術協會RISC-V工作委員會（RVEI）成立，主要開展RISC-V產業領域的標準研制、符合性評估、知識產權保護、人才培養、產業研究等方面工作，引導國內RISC-V產業走向協同創新，形成產業合力，實現優勢互補、資源共享、協同推進，共同營造產業良好生態環境，帶動產業鏈高質量發展。全國集成電路標準化委員會（TC599）也正在籌建RISC-V工作組，旨在推動RISC-V國標、行標與團標的協同發展。

主要成就與項目進展方面，中國在RISC-V標準化領域已經取得了一系列顯著成果。例如，發布了《RISC-V產業生態標準體系》（如圖1所示），填補了國內在這一領域的空白。同時，國內企業也推出了一批基于RISC-V的芯片和解決方案，如阿里達摩院推出的玄鐵系列處理器，廣泛應用在物聯網、人工智能等領域。此外，中國在國際標準組織中的參與度也不斷提高，積極貢獻提案和技術文檔，力爭在全球RISC-V標準制定中擁有更多的發言權。

未來挑戰及解決方案方面，中國RISC-V標準化面臨的主要挑戰包括技術創新能力不足、生態系統尚未成熟以及國際技術封鎖與競爭加劇。為解決這些問題，中國需要進一步加強研發投入，特別是基礎研究和核心技術攻關，引導更多資源投向RISC-V技術的研發和產業化。同時，促進產學研合作，建立良好的創新生態系統，推動國內外企業、高校和科研機構的協作，提升整體技術水平。此外，中國還應進一步加強國際合作，參與制定全球RISC-V標準，并在國際組織中發揮更大作用，確保在全球化的競爭中保持技術領先地位。

3 歐洲RISC-V標準發展路徑

歐洲在RISC-V標準化的政策支持與發展規劃方面展現了歐盟的戰略遠見。歐盟通過多項政策和計劃大力支持RISC-V的研發和應用，以提升其在全球科技競爭中的地位。例如，歐盟的“地平線2020”計劃（Horizon2020）及其下的歐洲處理器計劃（EPI）和“數字歐洲計劃”（DigitalEuropeProgramme）為RISC-V相關項目提供了資金支持和政策引導，鼓勵企業和研究機構進行技術創新和標準化工作。此外，歐洲各國政府也積極推動RISC-V在本國的應用和發展，如德國和法國設立專門的研發項目和基金，支持本國的RISC-V生態系統建設。

RISC-V產業生態標準體系架構

圖1RISC-V產業生態標準體系

推動主體及組織架構上，歐洲形成了以科研機構、企業和政府為主導的多元化格局。一個顯著的例子是，“RISC-V基金會歐洲分會”（RISC-VInternationalEurope）的成立，該分會積極促進歐洲各界的協作和參與，推動了RISC-V技術和標準化的進展。此外，歐洲的研究機構如法國國家信息與自動化研究所（Inria）、德國弗朗霍夫協會（Fraunhofer-Gesellschaft）和意大利國家研究委員會（CNR）在RISC-V技術研發中扮演了重要的角色。同時，歐洲企業也積極投資RISC-V，例如，意法半導體（STMicroelectronics）和恩智浦半導體（NXP）都推出了基于RISC-V的產品和創新項目。

在主要成就與項目進展方面，歐洲在RISC-V標準化和實施上取得了一系列重要突破。例如，歐盟資助的多個項目如PULPino和PRESENT，在開源硬件和嵌入式系統領域取得了顯著成果，為RISC-V的廣泛應用樹立了標桿。此外，歐洲開發的高性能RISC-V處理器和生態系統項目，如低功耗OpenHW集團所推出的CV32E40P核心，顯示了歐洲在RISC-V技術方面的領先地位[]。這些項目不僅推動了RISC-V在歐洲的產業化應用，也為其在全球市場的推廣奠定了堅實的基礎。

未來的挑戰及解決方案方面，歐洲RISC-V標準化面臨的主要問題包括技術創新的持續性、市場應用的推廣以及地緣政治因素的影響。歐洲需要繼續增加研發投人，強化基礎研究和技術創新，確保其在全球RISC-V技術領域的領先地位。同時，推動RISC-V在工業自動化、汽車電子、醫療設備等多領域的應用，通過示范項目和市場推廣，提高RISC-V在歐洲的技術普及度和影響力。此外，通過加強國際合作和聯盟建設，歐洲可以在全球標準制定中發揮更大的作用，維護開放、透明的國際市場環境，推動全球RISC-V技術的健康發展。

4美國RISC-V標準發展路徑

美國的RISC-V標準化進程展現了其科技創新體系的引領作用。在政策支持與發展規劃上，美國政府雖然未出臺單一針對RISC-V的法規，但通過一系列廣泛的政策和計劃支持開源技術的發展和標準化，包括支持基礎研究、推動技術創新和促進技術轉移。例如，國家科學基金會（NSF）和國防部高級研究計劃局（DARPA）資助了多個相關項目，為RISC-V技術的研發和推廣提供了重要的資金保障。此外，美國各州政府也積極推動本地企業的創新，加州和德克薩斯等技術重鎮成為RISC-V生態系統的中心。

推動主體及組織架構上，美國在RISC-V標準化方面形成了以高科技企業、學術界和政府機構為主導的多元化協作模式。RISC-V國際基金會（RISC-VInternational）作為核心組織，推動了全球范圍內的標準化工作，拓展了RISC-V的影響力和應用范圍。美國的大學和研究機構在RISC-V的技術研發中扮演了重要角色，如：加州大學伯克利分校、麻省理工學院和斯坦福大學等，均在該領域取得了顯著成果。此外，眾多高科技企業如谷歌、西部數據和英偉達等也積極參與RISC-V的研發和標準化工作，形成了強大的技術創新和推廣力量。

主要成就與項目進展方面，美國在RISC-V標準化領域取得了多項重要成就。例如，西部數據推出了基于RISC-V的高性能存儲控制器，廣泛用于數據中心；英偉達將RISC-V核心嵌人其GPU產品中，優化了數據處理效率。此外，RISC-V基金會發布了一系列技術規范，如：“RISC-V指令集手冊”和“RISC-V特權架構”，為全球RISC-V實現提供了重要的技術參考。這些規范和項目不僅推動了RISC-V技術在美國的快速應用，也為其在全球范圍內的推廣和應用奠定了基礎。

未來的挑戰及解決方案方面，美國RISC-V標準化面臨的主要問題包括技術競爭的加劇、生態系統建設的復雜性和國際合作關系的變化。為應對這些挑戰，美國需要持續增加創新研發投入，推動基礎研究和技術突破，保持在RISC-V技術領域的領先地位。加強產學研合作，通過建立研發聯盟和合作項目，促進技術轉移和產業化應用。此外，積極拓展國際合作，參與并主導全球RISC-V標準化工作，促進開放、互利的國際科技合作生態，確保在全球化競爭中保持技術領先和影響力[]。

5 國內外比較與綜合分析

通過比較中國、歐洲和美國在RISC-V標準發展路徑上的異同，可以更深入地理解各區域的策略和成效，并揭示其背后的原因。

在政策支持方面，中國采取的是集中高效的國家主導模式，通過一系列明確的發展規劃和專項基金，迅速推動了RISC-V的標準化進程；歐洲則通過多個獨立的研發資金計劃支持RISC-V項目，體現了各國政府之間的協作與獨立雙重特點；而美國雖沒有單一針對RISC-V的法規，但其廣泛支持開源技術的政策體系，為RISC-V技術提供了良好的發展環境。這些不同政策支持的成效反映在各區域標準和創新的進程上，中國在短時間內取得了一系列標準化成果，歐洲則通過多項資助項自在創新應用上取得了顯著進展，美國憑借其強大的科技創新體系和市場驅動，成為RISC-V技術的主要推動者。

在推動主體和組織架構上，中國以政府為主導，聯合科研機構和企業，形成了協同創新的生態系統；歐洲則更多依賴于科研機構和企業合作的多元化模式，通過區域性組織如：“RISC-V基金會歐洲分會”推動技術發展；美國則依靠高科技企業、學術界和政府機構共同協作，通過RISC-V國際基金會引領全球RISC-V標準的制定。不同推動主體和方式的有效性在不同領域各有優勢，中國的國家主導模式在加速標準制定和大規模實施方面顯示出了高效的推動力，歐洲的合作模式則在創新應用和區域性推廣上表現突出，而美國的市場驅動模式通過企業主導和廣泛參與，確保了技術在商業市場上的迅速普及。

在主要成就和項目進展方面，中國標準和玄鐵系列處理器的開發，展示了其在標準化和產品創新上的快速推進；歐洲的PULPino和OpenHW項目顯示了在低功耗和嵌人式領域的卓越創新能力；美國以企業為驅動的西部數據控制器和英偉達的RISC-V核心代表了其在高性能計算和存儲領域的優勢。這些成就不僅促進了RISC-V各區域內的廣泛應用，也推動了全球RISC-V技術的融合與發展。

未來挑戰與解決方案的共同性與差異性方面，中國、歐洲和美國都面臨著技術創新的持續性和生態系統建設的復雜性問題，但在解決這些問題上各具特點：中國需要加強對基礎研究的投入，促進本土技術創新能力；歐洲需要通過示范項目和市場推廣提高RISC-V的普及度；美國則需要通過產學研合作，保持技術領先地位。在國際合作上，3個地區都需要強化跨國協作，共同制定全球標準，確保RISC-V技術的全球化健康發展。盡管各國面臨不同的挑戰，但通過相互學習與合作，可以共同推動全球RISC-V技術生態的繁榮和發展。

6結語

本文通過比較中國、歐洲和美國在RISC-V標準發展路徑上的政策支持、推動主體、主要成就和未來挑戰，揭示了各區域策略的異同及背后的驅動因素。各區域在不同環境和政策框架下展現了各自的優勢和特色，中國通過國家主導模式快速推進標準化，歐洲借助合作項目實現了技術與應用創新，美國利用市場驅動機制引領全球技術發展。

本文為推進全球RISC-V標準化提供了重要啟示和建議。首先，各國應加強基礎研究和核心技術攻關，確保技術自主創新能力。其次，鼓勵產學研合作，建立開放、協同的創新生態系統。再次，推動RISC-V在多個行業和應用領域的示范項目，提高技術普及度和市場認可度。最后，加強國際合作，促進全球標準的制定和采納，維護開放、透明的國際市場環境。

展望未來，RISC-V標準化將繼續在全球科技創新中發揮重要作用。隨著技術的不斷演進和應用的深入拓展，RISC-V有望在超級計算、人工智能等領域中占據更加重要的地位。未來的研究應重點關注國際標準與區域標準的協調統一、技術安全問題以及RISC-V在多領域的廣泛應用，深化全球RISC-V產業界的合作，推動中國標準與技術方案“走出去”，構建開放包容的全球生態，抵制將RISC-V政治化的企圖，聯合新興市場國家構建技術生態共同體，建立“開源安全評估體系”，消除國際合作伙伴疑慮，為構建“技術共享、規則共商”的全球RISC-V生態提供持續支撐。

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