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【科技速解】晶片戰爭的「第三極」:RISC-V,挑戰 ARM 與 Intel 霸權的開放原始碼革命

  • 作家相片: Sonya
    Sonya
  • 3天前
  • 讀畢需時 6 分鐘

秒懂重點:為什麼你現在非懂不可?


想像一下,你想開一家全球連鎖速食店,你面前只有兩個選擇:


  1. 加盟「英特爾 (Intel) 漢堡」 但他們只賣給自家人(x86 架構),你根本拿不到特許經營權。

  2. 加盟「安謀 (ARM) 炸雞」 這是 99% 手機店的選擇,你必須支付高昂的加盟金(數百萬美元的授權費),而且每賣出一塊炸雞,都要上繳抽成(權利金),更糟的是,菜單是固定的,你想加個「AI 炸雞」新口味?不行,或者要再付一大筆錢。


這就是過去 40 年晶片設計 (IC Design) 產業的殘酷現實,你想設計晶片?你幾乎別無選擇,只能向 ARM 繳納「架構稅」,導致成本高昂且創新受限。


RISC-V (發音為 Risk-Five),就是這場遊戲的「革命者」,它不是一家公司,而是一本完全公開、免費的「米其林食譜」,它告訴你「漢堡」和「炸雞」的基礎原理(指令集架構),任何人都可以免費使用這本食譜。


更重要的是,你可以自由地在這本食譜上「客製化」,你想加「AI 炸雞」(AI 加速指令)?可以!你想專攻「省電沙拉」(IoT 晶片)?也行,你開的店,一塊錢授權金都不用付,這場「晶片設計的民主化」運動,正在地緣政治(中美科技戰)和客製化 AI 晶片浪潮的雙重催化下,猛烈衝擊 ARM 帝國的根基。


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技術白話文:原理解析與核心突破


過去的瓶頸:它解決了什麼關鍵問題?


晶片的「指令集架構」(ISA) 就像是電腦的「DNA」或「語言文法」,它定義了軟體如何對硬體下達最基礎的命令(例如「加法」、「讀取記憶體」);過去,這套「文法」被兩大巨頭壟斷:


  1. x86 架構 (Intel / AMD) 極度複雜、強大,但封閉。Intel 不會把這套文法授權給別人用在 CPU 上。

  2. ARM 架構 極度高效、省電,ARM 公司不製造晶片,它只靠「販賣文法」(IP 授權)就成為了全球霸主,NVIDIA、Apple、聯發科、高通,全是它的客戶。



這個壟斷解決了「標準化」問題,但也帶來了三大瓶頸:


  1. 成本瓶頸 ARM 的授權金越來越貴,尤其是在高階晶片上,嚴重壓縮了 IC 設計公司的利潤。

  2. 創新瓶頸 ARM 提供的是「套餐」,但如果我只想做一個超簡單的物聯網 (IoT) 裝置,ARM 的套餐對我來說太臃腫、太耗電了,我想修改?不行。

  3. 主權瓶頸 (地緣政治) ARM 雖然是英國公司(後被日本軟銀收購,現於美國上市),但其技術架構受到美國出口管制條例 (EAR) 的約束,在中美科技戰下,這等於是懸在所有中國科技公司(如華為)頭上的「達摩克利斯之劍」。


它是如何運作的?(務必使用精妙比喻)


RISC-V 的運作模式,是從「授權」走向「開放」,它本身不是晶片,而是一套「規範」,

回到「食譜」的比喻:


  • 基礎食譜 (Base ISA) RISC-V 基金會(總部在瑞士,保持中立)維護一套「核心食譜」(例如如何做麵包、如何煎肉),這部分是強制標準、全球統一的,確保所有 RISC-V 晶片都能運行基礎軟體(例如 Linux 核心)。

  • 擴充食譜 (Extensions) 基金會還提供一系列「官方選配食譜」(例如做起司、做醬料)。

  • 私房菜 (Custom Extensions) 這才是革命!RISC-V 允許任何人在基礎上,發明自己的「獨門私房菜」(客製化指令)。


這導致了全新的商業模式:


  1. IC 設計公司 (自己當大廚) 聯發科或阿里巴巴,可以免費拿走「核心食譜」,然後自己研發「AI 辣醬」(AI 加速器),打造出獨一無二、成本極低、效能極高的 AI 晶片,且不用付 ARM 權利金

  2. IP 供應商 (賣「精修食譜」的公司) 台灣的晶心科技 (Andes) 或美國的 SiFive,他們的角色,就像是專門幫你「優化食譜」的顧問,他們提供更高性能、更可靠的「RISC-V 核心食譜」(IP 核心),並賣給你,但價格仍遠低於 ARM。


為什麼這是革命性的?


1. 經濟上的顛覆 (零權利金) 對於成本極度敏感的 IoT 裝置(如智慧手環、藍牙耳機),每顆晶片省下的幾美分權利金,都是巨大的利潤,RISC-V 讓數以千計的中小 IC 設計公司得以生存,並進入市場競爭。

2. 技術上的「客製化」黃金交叉 AI 時代,不需要「萬用晶片」,而是需要「專用晶片」,RISC-V 允許晶片公司為「特定的 AI 演算法」量身打造指令,讓晶片效能提升 10 倍、100 倍。ARM 的「公版套餐」在「客製化 AI」的需求面前,顯得笨拙且昂貴。

3. 地緣政治的「諾亞方舟」 RISC-V 基金會刻意將總部設在瑞士,就是為了「政治中立」,它不屬於任何國家,對於中國而言,這是唯一一條不受美國出口管制的先進晶片架構之路,對於全球而言,它也是避免在「美中二選一」的架構戰爭中被綁架的避風港。


產業影響與競爭格局


誰是主要玩家?(供應鏈解析)


這場革命,ARM 和 Intel 是「守城者」,而 RISC-V 陣營是「攻城者」。


  • 守城者 (ARM / Intel) ARM 感受到了巨大威脅,被迫改變其授權策略,提供更彈性的方案來反擊,Intel 則採取了「擁抱」策略,在其晶圓代工 (IFS) 業務中,宣布大力支援 RISC-V,意圖「既然打不過,就一起賺」,拉攏 RISC-V 客戶來投片。

  • RISC-V 聯盟 (攻城者)

    • IP 供應商 (賣「優化食譜」的) SiFive (美國,行業領袖)、晶心科技 (Andes) (台灣,全球第二大,股票代號 6533,是台灣在此賽道的純血股)。

    • 中國國家隊 (最激進的玩家) 阿里巴巴 (平頭哥 T-Head)華為 (HiSilicon)騰訊等,已投入數十億美元研發 RISC-V 晶片,作為其「半導體自主化」的國家戰略。

    • 台灣 IC 設計巨頭 (務實的採用者) 聯發科 (MediaTek) 是基金會的首席會員,雖然其手機晶片 (天璣) 仍高度綁定 ARM,但已在電視、Wi-Fi、物聯網 (IoT) 等非核心產品線中,大量導入 RISC-V 核心,以降低成本並鍛鍊團隊。

    • 歐美巨頭 (策略性採用) Google (在其 AI 晶片 TPU 中使用 RISC-V)、高通 (Qualcomm) (用於非手機晶片)、Western Digital (已出貨數十億顆 RISC-V 儲存控制器)。


技術的普及時程與挑戰


  • 普及時程:RISC-V 的策略是「農村包圍城市」。

    • 已佔領 (2020-2025)IoT、微控制器 (MCU)、儲存控制器等「嵌入式」市場,這些地方軟體生態簡單,對成本極度敏感。

    • 正在進攻 (2025-2027)AI 加速器、車用電子、工業電腦,這是「客製化」需求最強的領域。

    • 終極目標 (2028-2030+)資料中心 (伺服器)、PC、智慧型手機,這是 ARM 和 Intel 嚴密防守的核心地帶,也是最難攻克的。

  • 最大挑戰: 軟體生態系 (Software Ecosystem) 這是 RISC-V 唯一的,也是最致命的阿基里斯腱,晶片(硬體)只是軀殼,靈魂是「軟體」,Windows、Android、iOS 及其上百萬個 App,都是為 ARM 和 x86 編譯的,RISC-V 就像一個「會說新語言的嬰兒」,你需要花時間「把全世界的書,都翻譯成這套新語言」(即軟體移植與編譯),這需要 5-10 年的漫長努力。


潛在的風險與替代方案


風險在於「碎片化」(Fragmentation)。RISC-V 的「自由客製化」是一把雙面刃,如果 1000 家公司,各自發明了 1000 種「互不相容」的私房指令,那將是一場災難。這會讓軟體開發者崩潰,導致生態系永遠建立不起來。


替代方案就是「維持現狀」,即繼續向 ARM 繳納「架構稅」,對於許多追求穩定、不想重造輪子的公司(如 Apple),ARM 成熟、高效、統一的生態系,仍然是目前的最佳解。



未來展望與投資視角 (結論)


RISC-V 的崛起,已經不是一個「會不會發生」的問題,而是「會發生多快、多廣」的問題,它不太可能在 5 年內「殺死」ARM 或 Intel,但它註定會成為全球晶片戰爭的「關鍵第三極」


對於投資者而言,這是一場長達十年的結構性轉變:


  1. 它改變了 IC 設計的經濟學 它讓「設計 AI 晶片」的門檻大幅降低,將催生一大批專注於「特定領域」的 IC 設計新創。

  2. 它重塑了 ARM 的估值 RISC-V 的存在,就像 ARM 頭上的「緊箍咒」,限制了 ARM 未來漲價的天花板

  3. 它創造了全新的投資賽道 過去,你無法投資「晶片架構」,因為 ARM 和 Intel 你只能二選一;現在,你可以直接投資於銷售「RISC-V IP 核心」的公司,例如台灣的晶心科 (6533) 或美國的 SiFive (尚未上市),這些公司是 RISC-V 生態系中最純粹的「賣鏟人」。


這場「開放」對「封閉」的戰爭,是硬體世界的「Linux 革命」,它將為 AI 時代的「晶片大爆發」提供最底層、最自由的燃料。


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