從核心、設計到應用 深入剖析 RISC-V 切入智慧車與電動車產業可行策略
面對全球 RISC-V 晶片開發熱潮，以及智慧車與電動車晶片需求持續增加，如何透過 RISC-V 架構開發車用客製化晶片，提升車用 AI 運算效能，並降低能耗，已成為車用晶片近年來開發新主流。
為讓海內外科技產業人士了解 RISC-V 最新發展與台灣開發 RISC-V 晶片技術能量，台灣 RISC-V 聯盟（RVTA）在 9 月 15 日 SEMICON TAIWAN 展期間，於雅悅會館南港旗艦館舉辦 2022 RISC-V Taipei Day 年度實體活動。
台灣 RISC-V 聯盟表示，本次會議由聯盟會長暨力晶科技總經理王其國、SEMI 國際半導體產業協會資深總監蘇貞萍擔任開場嘉賓，並邀請 RISC-V International 執行長 Calista Redmond、RISC-V International 董事暨晶心科技董事長林志明、Intel Foundry Services, RISC-V Enablement 部門高階總監 Gary Martz、晶心科技總經理暨技術長蘇泓萌、SiFive 產品行銷資深經理林宗民、Imagination 技術總監許丁堅、Microchip 資深嵌入式系統工程師張長軒、DIGITIMES 分析師兼研究經理羅惠隆等專家，從 RISC-V 普及情況、產業採用現況、Intel 在 RISC-V 生態系支援能量、RISC-V 晶片開發趨勢、車用 RISC-V 處理器架構、高效能車用 AI RISC-V 晶片架構、高效率 FPGA RISC-V 晶片技術，到大國博弈 RISC-V 獲益分析等面向，發表專題演講，深入分析 RISC-V 架構在導入智慧車與電動車產業實際可行策略，包括晶心科技、DIGITIMES、Microchip、Imagination、SiFive 等廠商，也都在現場攤位同步展示多款 RISC-V 核心晶片與採用 RISC-V 為核心的智慧科技產品，以及最新科技產業研究報告，反應非常熱絡。
王其國：RISC-V 是未來市場主流之一、車用電子將是重點發展領域
台灣 RISC-V 聯盟會長暨力晶科技總經理王其國在致詞時表示，RISC-V 肯定成為全球未來市場主流之一，不僅獲得業界認可，並且快速成長。今年二月 Intel 推出 10 億美金新創基金，打造包括 RISC-V 在內的晶圓代工生態系，晶心與 SiFive 也都參與在其中。RISC-V International 統計，RISC-V 到今年已累計超過一百億顆出貨量，比別的 CPU 架構進展更快。最近宣布的是阿里巴巴的平頭哥無劍 600 平台，最高執行頻率可達 2.5GHz，毫無疑問是 HPC 運算架構。
AI 運算更是 RISC-V 近來熱門應用，在今年 Hot Chips 論壇，新創公司 Untether 所發表的 speed AI 架構，擁有 1,400 多個 RISC-V 的 AI 計算核心，稱為 Boqueria，在 AI Influence 的每 W 推論算力比市場上技術領先的 GPU 高出 15 倍。代表 RISC-V 架構應用上沒有受到限制，一樣可以發展 HPC 應用與 AI 運算能力。
王其國指出，電動車興起帶動車用晶片需求，車用電子是 RISC-V 架構晶片未來發展重點。以 Intel 的 Mobileye EyeQ Ultra 為例，裡面就使用了 12 個 RISC-V 核心；日本大廠的 Renesas，跟晶心與 SiFive 也都有合作，將開發內建 RISC-V 核心的車用晶片。
Calista Redmond：RISC-V 應用情境可說是無所不在
在 Keynote 議程中，由 RISC-V International 執行長 Calista Redmond，以「RISC-V EVERYWHERE」為主題，介紹 RISC-V 的快速成長力道，到 2025 年之前，年複合成長率高達 114.9%，並有研究報告指出，預估到 2025 年，將有 28% 的 IoT 設備、12% 的工業應用裝置、10% 的車用環境設備，會採用 RISC-V 架構晶片。
Calista 也點出，包括晶心與 Imagination 在內，都已經有廠商陸續推出通過車規 ISO 26262 驗證的 RISC-V 晶片，而相關研究報告也指出，預估 2022 年 RISC-V 在車用多核心晶片市場將高達 57 億美元，高階車用 RISC-V 晶片也預估在 2027 年達到 8.19 億美元，市場規模可期。
林志明：RISC-V 指令集持續增加、RISC-V 設備可運算內容更多元化
第二場 Keynote 議程，則是由晶心科技董事長暨執行長林志明，同時也是 RISC-V International 董事會成員，以「RISC-V 勢不可擋」為主題，指出 RISC-V International 已經在 2021 年通過 16 個規格與指令集，等於增加超過 40 指令集模組，2022 年上半年又通過包括 E-Trace 在內的 4 個規格與指令集，表示 RISC-V 的指令集會越來越完整，可以運算的內容就更多元化。
林志明表示，以AI運算來說，透過 Vector 指令集可以有效且加速處理 CNN（卷積神經網路）運算；利用 Hypervisor 規格，則可以在 RISC-V 設備當中導入虛擬機功能，讓設備多工運作更有效率；搭配 Scalar Cryptography 指令集，更可以提升 RISC-V 設備的安全性。
在最新應用領域方面，林志明指出，包括 SSD 通道控制器、5G OpenRAN 小型基站、AI 伺服器 Vector 處理器等，都是近年來 RISC-V 新增的應用領域。至於最熱門的車用領域，晶心也將正式推出通過車規認證的 RISC-V CPU 解決方案。
Gary Martz：IFS 提供完整資源協助 RISC-V 架構產品快速商業化
Intel Foundry Services, RISC-V Enablement 部門高階總監 Gary Martz，以「Intel Investments in the RISC-V Ecosystem」發表專題演講，介紹 IFS 在 RISC-V 方面的投資，包括單晶片架構、開放式軟體架構，提供軟體與硬體方面的資源，並且導入 10 億美金規模的策略性合作創新基金，協助 RISC-V 新創廠商快速發展。
Gary 也分享 Intel 在晶圓代工方面的能量，可以透過 Wafers（晶圓代工）、Chiplets（小晶片架構）、Packaging（封裝）、Software（軟體）等四個面向，協助合作夥伴快速量產商用規格的 RISC-V 產品。尤其是在小晶片架構下，RISC-V 廠商可以搭配小晶片互連產業聯盟（UCIe），讓 RISC-V 架構晶片與其他不同功能的小晶片整合在一起，能有效提升晶片運算效率，縮短晶片開發時程。
蘇泓萌：RISC-V 架構可降低系統運算耗電量、晶心提供車規等級處理器核心供業者開發使用
晶心科技總經理暨技術長蘇泓萌博士在專題演講中表示，RISC-V 架構對於低資料運算量的應用環境當中，可以提供比競爭對手有更低功耗的表現，而且即使在需要高效能運算的環境當中，RISC-V 架構一樣可以降低系統運算耗電量，並且使用者可以依照不同需求，堆疊不同功能的 RISC-V 指令集與規格，讓大量資料處理過程可以更有效率。有不少領域都已經導入 RISC-V 架構，包括行動 AP、AIoT 與車用、儲存、5G 網路、資料中心應用等，可說是應用範圍相當廣。
因應電動車與智慧車的需求，使得車規晶片的要求快速增加。針對車規晶片的開發要求，晶心科技在 2020 年就取得 ISO 26262 ASIL-D 的開發認證，這對於想要開發車用晶片廠商來說，開發認證非常重要。針對車規級晶片市場，晶心科技推出 N25F-SE 處理器核心，可以有效避免系統性與隨機性硬體錯誤，並即將取得 ISO 26262 ASIL-B 認證。
林宗民：RISC-V 架構可應用到從 MCU 到高效能運算等各種垂直應用市場
SiFive 產品行銷資深經理林宗民在專題演講中指出，RISC-V 的開放式架構設計，可以讓使用者透過單一開放式指令集架構（Open ISA），從簡單的 MCU 運算環境，一直應用到高效能運算（HPC），甚至到各類 AI 運算，因此 SiFive 也將 RISC-V 架構產品線，從入門的 Essential 系列 32/64 位元處理器，到高效能 Performance 系列的 64 位元應用程式處理器，以及內建 AI 運算的 Intelligence 系列處理器，提供從嵌入式系統到 HPC 運算完整產品線。
林宗民表示，由於汽車產業近年來朝電動化與智慧化發展，因此軟體定義汽車（Software Defined Car，SDV）已成為汽車產業新趨勢，而且汽車電子電氣架構也從功能域體系架構（Domain Architecture）轉換變成區域體系架構（Zonal Architecture）發展，所以 SiFive 的車用晶片也提供 ISO 26262 車規等級規範產品，不僅可以依照不同需求提供 32 位元嵌入式處理器核心與 64 位元高速運算處理器核心，並且內建多核心、AI 運算、虛擬機、資安等功能，以符合車規市場需求。
許丁堅：Imagination 提供異質運算一站式開發架構、可加速廠商導入 RISC-V 架構
Imagination 技術總監許丁堅在專題報告中指出，不少廠商開發 RISC-V 架構 SoC 單晶片，最擔心的問題就是如何整合不同架構 IP 核心，也就是 RISC-V 異構需求（CPU 整合 GPU、AI 加速 IP），對此，Imagination 推出 RTXM-2200 高度可擴充、功能豐富、設計彈性的嵌入式解決方案，可簡化開發 RISC-V 產品的過程，並且依照廠商需求將 GPU、AI 運算與聯網功能，整合至系統單晶片中，可應用範圍包括網路解決方案、數據封包管理、儲存控制器、用於 AI 攝影機和智慧電表的感測器管理等等。
許丁堅表示，Imagination 是車用 HMI 解決方案的領先技術供應商，在資訊娛樂和數位儀錶板擁有數十年經驗，因此針對車用晶片對於高效能運算需求，也同步提供支援 Functional Safety 的高效能運算 IP，並且能透過異質運算（Heterogeneous Compute）一站式設計服務方式，將不同運算架構整合在一起，讓廠商能直接在單晶片架構當中，就能夠提供即時運算核心、高效能運算核心、高效率低功耗 AI 運算核心、高速乙太網路介面核心等功能。如此一來，廠商不僅能針對車用、手機與消費性產品、資料中心與桌上型電腦、行動運算，設計適合的晶片，也可以有效縮短設計時間與開發成本。
張長軒：PolarFire SoC 等級 FPGA 可加速 RISC-V 單晶片設計、低能耗特性可確保運作穩定
不少廠商在開發 RISC-V 架構單晶片時，最大的問題是無法進行驗證，對此，Microchip資深嵌入式系統工程師張長軒介紹 PolarFire SoC FPGA，是業界第一款採用支援 RISC-V 的 SoC 等級的 FPGA，跟 ASIC 的 SoC 比較，最大的優點是硬體方面可以動態編程，便於廠商進行開發驗證。此外，PolarFire SoC 等級的 FPGA 跟其他家 FPGA 方案相比，不管在功耗、安全性、穩定性上也都具有優勢，尤其是工作溫度，PolarFire SoC 的能耗比業界同類產品要低 50%，包括不再需要風扇和散熱器，因此可以確保模組長時間運作穩定性。
針對 RISC-V 架構單晶片開發，Microchip 有提供通用型應用 PolarFire SoC FPGA Icicle Kit，以及與影音處理相關的 PolarFire SoC FPGA Video Kit，廠商可以依照不同需求做選擇。在現場，Microchip 也帶來多種實際執行示範應用展示，包括非同步多重處理（AMP）、在 Linux 當中執行 OpenVX 等，展示 PolarFire SoC FPGA 可以依照廠商開發目的不同，選擇不一樣的程式執行模式。
羅惠隆：RISC-V 架構中立角色可提高中國半導體產業接受度
DIGITIMES 分析師兼研究經理羅惠隆，透過從亞洲半導體供應鏈50大調查報告（Asia IC50）中，分析亞洲各國半導體局勢與競爭優勢，及次領域（設備、設計、製造、封裝等）在半導體產業的變化，進而找出 RISC-V 在亞洲發展之可能面向與未來市場趨勢。
羅惠隆認為，綜觀亞洲市場來說，中國半導體產業持續在崛起，在半導體 CPU 平台架構中，由於 Arm 之前差一點被美國公司收購，因此中立性的 RISC-V，在中國產業的接受度便大幅提升，再加上台灣與中國在半導體業務上合作相當密切，因此對於台灣半導體業者（包括IC設計與晶圓代工），RISC-V 生態系是相當重要的一環，也建議台灣半導體業者持續在 RISC-V 方面投注相關資源。
專家座談：RISC-V 的開放特性與開放式指令集架構將是 RISC-V 快速發展的關鍵優勢
最後 Panel Discussion 邀請到成功大學助理教授黃敬群，與多位講師進行專家座談，並就 RISC-V 架構優缺點與 RISC-V 切入車用晶片之應用進行交流。綜合多位專家觀點，皆認為 RISC-V 的開放特性與開放式指令集架構，將是 RISC-V 快速發展的關鍵優勢，對比各種成熟 CPU 架構生態系來說，RISC-V 生態系仍需要持續建置，才能確保 RISC-V 未來發展不會受到限制。
針對 RISC-V 在車用晶片的商機，與會專家也認為，由於 RISC-V 架構對於加速晶片 AI 運算有優勢，再加上車用資安規格要求陸續導入到 RISC-V 架構當中，面對未來智慧車與電動車的趨勢來說，RISC-V 架構晶片相當具有能耗與成本競爭優勢，只要能提升 RISC-V 車用晶片開發與驗證效率，相信對於車用晶片廠商來說，RISC-V 架構是非常不錯的選擇。
