半导体“老三”的喜与忧

在半导体这个技术高度密集的行业，大者恒大，强者愈强的规律体现得非常明显。业内常有这种说法：行业老大吃肉，次席喝汤，而第三名只能勉强维持生存。这在一定程度上体现了相关企业的生存现状，特别是在各细分领域，以上说法还是很形象的。

不过，世事无绝对，特别是对于行业排名第三的企业来说，有的勉强维持经营，甚至几乎被产业遗忘；有的则踌躇满志，受到多方关注和支持，前途光明；还有的成为了行业明星，光芒几乎盖过了前两强企业。总之，在纷繁复杂的半导体行业内，“老三”们也是有喜有忧。

不过，总体来看， 行业老大的营收规模和市占率的优势大都非常明显，排名次席的企业与老大之间的市占和营收差距非常明显，而“老三”与行业二哥之间的关系则依细分领域而各有不同。

在CPU领域，除了Intel、AMD，宝岛台湾的 威盛电子 （VIA） 也是会造x86处理器的，不知道还有多少人知道？

成立于1992年的威盛，经过几年的发展，于1999年收购了Cyrix （当时是国家半导体的一个部门） 以及Centaur。自从收购了Cyrix之后，威盛开始涉足x86架构的CPU设计领域，先后推出了多款处理器，虽然性能无法与第一、第二名的Intel和AMD抗衡，但是其特长在于低功耗，因此得以在某些特殊领域的市场上站住脚跟。此外，威盛CPU有一个与众不同的特色，就是 硬件整合了数据加密/解密的功能 。

与此同时，威盛也为Intel和AMD提供PC用芯片组，但随着市场的发展，第三方提供的芯片组逐步退出市场，这也使得威盛在CPU及相关芯片市场的存在感越来越弱。如今，其CPU市占率不足1%。只能看着“苏妈”领导下的AMD单q匹马地对抗Intel。不过，不知道2016年以来AMD在CPU领域对Intel的强劲逆袭势头是否能带给威盛更多的信心和动力？

在GPU芯片领域，英伟达和AMD已经统治多年，一个主攻高性能应用，如服务器和 汽车 ，另一个则主攻消费类产品，以PC和 游戏 机为主。而自从2005年AMD收购ATI之后，市场上就再也没有出现过第三家能有一定市占率的独立GPU芯片供应商。这不禁让我们怀念起40多年前那个GPU诞生和处于生长期的时代，Intel、IBM和TI等群雄逐鹿，你方唱罢我登场，热闹非常。

而在半导体行业的上游，IP供应商的行业角色愈加重要，掌握标准制定权和产业上游核心资产的重要性已深入人心。 而在当今的GPU IP领域，主要厂商只剩下Imagination和Arm了，几乎找不出第三家。

当下，无论是泛IT领域，还是半导体行业，最受瞩目、发展潜力最大、对人们的生活和工作影响最为深远的非人工智能 （AI） 莫属了，而谁能在AI发展初期针对该时期的应用推出适当的芯片，无疑就会有巨大的商机，而这正是英伟达最近几年在做的。

拓墣产业研究院发布的2020年第一季度全球前十大IC设计公司榜单显示，排名第三的 英伟达 （NVIDIA） 表现依然稳健，第一季度营收年增长率达到396%。

英伟达在数据中心的增长相当强劲，特别是其GPU在高性能AI计算应用方面，在当下的芯片界一枝独秀。 也正是因为如此，该公司的市值在前些天一度超过了Intel，成为了全球市值排名第三的半导体企业，前两名分别是台积电和三星。

这样风光无限的第三名，在半导体发展史上也不多见，特别是对于一家IC设计企业来讲，更是如此，因为它是轻资产企业，自家没有芯片制造和封装厂，在这种情况下，市值能够超越Intel，且紧跟台积电和三星这样的资金、技术高度密集的重资产半导体企业，实属难得。记得上一次出现类似情况，还是在智能手机市场“疯狂”增长的2013年，当时，高通凭借其在手机基带和4G技术方面的提前布局，抓住了那一波智能手机高速发展的风口期，市值也一度超过了Intel，当时也是无限风光。

对于晶圆代工和封装测试这种重资产领域，起步早的企业具有非常大的先发优势，台积电和日月光都是如此。而对于后来者来说，追赶起来就显得非常吃力，几乎可以肯定地讲，只要细分领域的龙头老大不犯方向性的错误，后面的二哥和老三就很难逼近甚至超过。

而要缩短与领头羊，或是行业二哥的差距，往往就要采取一些“非常规”手段。

在全球封测业，中国台湾地区的 日月光和矽品长期占据着第一和第三的位置 ，二哥则是美国的安靠。而中国大陆的 长电 科技 为了提升营收规模和行业影响力，于2015年收购了新加坡的星科金朋，排名也来到了行业第三的位置。

那之后，一度出现了“消化不良”的状况，整体规模虽然提升了，但利润水平却出现了明显下滑，经过这些年的调整和适应，长电 科技 与星科金朋逐步实现“化学反应”，营收和利润不断改善，2019年实现扭亏为盈，且2020年第一季度经营业绩创 历史 同期新高。

从上图也可以看出，行业排名第三的长电 科技 ，无论是市占率，还是营收的同比增长情况，都是比较 健康 的。在收购星科金朋四年后，该公司以行业第三的位置继续向前发起着冲击。

作为封测业的上游，晶圆代工在全球半导体行业的地位举足轻重，甚至可以被看作为产业的核心。

台积电一直是该细分领域的龙头老大，而二哥和老三的位置在近些年有所变化。 2017年之前，行业排名第二的是格芯 （GlobalFoundries） ，而处于下风的 三星 一直将台积电作为赶超目标，为此，该集团于2017年将其晶圆代工业务部门独立了出去，也正是因为如此，三星晶圆代工业务的营收计算方法出现了很大的变化 （为三星自研的手机处理器代工营收归为晶圆代工业务部门） ，这样就使得三星晶圆代工的市占率提升了很多 （目前是188%） ，远高于格芯的74%，因此将后者挤到了第三的位置。

格芯自诞生之日起，一路走来，充满着坎坷。在4大纯晶圆代工厂中，GlobalFoundries的 历史 最短 （成立于2009年） ，而且是脱胎于传统的IDM公司AMD，在经过了一系列的分拆、整合、并购和更名以后，才形成了今天的格芯。

虽然有中东母公司的巨额投入，但格芯的盈利能力一直难以令人满意。2018年，该公司宣布放弃12nm以下 （不包括12nm） 先进制程技术的研发，将精力放在特色工艺技术研发。

这一策略，一方面是为了避开与台积电硬碰硬式的竞争，以降低风险，提升资金利用效率，另一方面，格芯要更加大力发展特色工艺SOI。实际上，SOI虽然不是什么新的技术，但这真的是一种比较好、接地气的工艺。当下，相对于FD-SOI，RF-SOI已经取得了比较广泛的应用，特别是以手机为代表的移动通信终端的RF前端，其应用的如鱼得水。而FD-SOI发展的相对较慢，其可以说是与体硅的逻辑工艺并驾齐驱的竞争技术，最大的特色就是漏电少，低功耗。

而今的晶圆代工行业老三正处在大调整时期，在市占率方面，要想追赶前面的两家，难于登天，与此同时，身后的联电和中芯国际对其位置也虎视眈眈，而且， 相对于格芯追赶前两名的难度来说，联电和中芯国际追赶格芯的难度要小得多 ，它们三家的市占率差距不是很大，联电为73%，排名第五的中芯国际市占率为48%。

最近，中芯国际登陆科创板，其市值一度超过了6000亿元，这极大地提升了其在A股市场的融资能力，对于资本高度密集的晶圆代工厂商来说，有足够和持续的资金供应是至关重要的，而科创板和“大基金”会给它巨大的支持。也因为如此，越来越多的人对于中芯国际进一步提升营收和市占率充满信心。

招商电子日前发表了研究报告，表达了对中芯国际的看好，认为该公司现在的研发强度及资本开支都要高于行业平均水平，到2021年，有可能接近或超越没有10nm及更先进制程的联电和格芯，从而来到行业第三的位置。

中芯国际已经量产了14nm芯片，12nm也已经导入客户验证，而且还在研究N+1、N+2代工艺，虽然官方一直不肯明确这两代工艺到底是什么节点的，不过，据业界分析，N+1大概是8nm制程，而n+2则接近7nm工艺。不过，这些只是猜测，准确信息还要以中芯国际的官方公告为准。

当然，在2021年就能来到行业第三的位置是我们美好的愿望，但要实现起来，难度非常大，特别是在晶圆代工这个技术壁垒高起的细分领域，短时间内赶超前者非常困难。

结语

可见，在半导体行业，要坐到、坐稳各细分领域老三的位置，也不是一件容易的事情。

作者 / 张健keya

#半导体芯片产业# #ARM将提高部分客户授权费# #华为海思#

1月上旬，新元科技股价暴涨，其布局的云游戏服务器业务受到关注。记者来到新元科技，与高管进行面对面交流，探究作为轮胎橡胶设备厂商的新元科技，如何布局智能行业机器人，打造智慧工厂、智慧城市另外，记者与新元科技高管就云游戏领域的ARM型服务器进行了沟通。

新元科技高管介绍，公司炼胶设备主业仍将继续发展，清投智能的智慧工厂业务主要为各种智能行业机器人，应用于电站、高铁、戒毒所等固定区域的巡视巡检。另外，公司通过子公司邦威思创布局的ARM颗粒计算云游戏服务器设备2019年开始推广。

(右起分别为邦威思创总经理陈尧、新元科技副总经理张亮)

“职业涉险”机器人

据了解，新元科技主业为智能化输送配料系统，主要产品包括上辅机系统、小料配料称量系统、气力输送系统，用于轮胎橡胶行业的炼胶环节。2017年控股清投智能后，主营业务拓展至大屏幕智能显示控制系统和智能装备业务。

历史财务数据显示，在收购清投智能后，智能制造业务利润不断提高。2017年，新元科技与清投智能净利润分别为208900万元与95284万元，到了2018年，两者净利润分别为700346万元与523930万元，2019年上半年，清投智能净利润已超过母公司，两者分别为253290万元与306886万元。

关于新元科技的发展方向，公司高管介绍，公司整体围绕智能制造展开，发展战略为两条主线：一条是智慧工厂，第二条主线是工业智能机器人。

据了解，智能装备制造与智能机器人项目均由清投智能承载，“清投智能主营业务为大屏幕显示控制系统和智能装备的研发、生产和销售;主要产品包括液晶项目、DLP项目、智能滑雪机、智能qd柜、智能机器人等。”新元科技在财报中称。

新元科技专门介绍了智慧工厂业务的“亮点”——“宝”系列智能巡检机器人，包括应用于电站巡检的“电宝”、应用于安防巡逻的“安宝”、运维辅助机器人“维宝”等。

(清投智能“宝”系列机器人展示图)

(清投智能“宝”系列机器人产品线归类)

新元科技副总经理张亮介绍，“宝”系列机器人绝大部分原材料来自外采，清投智能的优势在于数据采回后的智能化分析处理，同时，在机器人制造时不断整合红外雷达壁障、AI图像识别处理等功能，整合设计也是优势之一。

在市场竞争方面，张亮告诉记者，除了清投智能之外，做巡视巡检机器人的企业以国家电网下属企业为主，向外延伸的很少，公司向外延伸已取得一定成果，向化工厂、煤矿输煤廊桥、中储粮粮食储备库、看守所等应用场景延伸出的销量大于电网销量。

(电宝应用场景)

“现在‘宝’系列机器人的成本较人工成本优势并不突出，但考虑社保、伤亡事故处理、后勤保障等隐性成本，在危险领域，机器人的成本还是有优势的，现在销量增长还可以，但整体的规模还不是特别大。”张亮称。

财务报告显示，截至2018年末，机器人项目营业收入为20011万元，毛利率为3744%。

云游戏服务器进展如何

除上述两条主线外，新元科技还在布局服务器相关业务。据了解，2019年中，新元科技并购邦威思创51%股份，业务拓展至智能视频通讯及专用领域新型异构服务器和ARM颗粒云计算服务器等领域，而ARM服务器在云游戏领域存在应用空间。

(陈尧介绍基于高性能ARM颗粒计算的云游戏服务器的技术特点)

邦威思创总经理陈尧认为，基于高性能ARM颗粒计算的云游戏服务器对比传统服务器有较大优势，这主要因云游戏与ARM计算单元的良好兼容性及其颗粒化计算特点决定，云游戏的每个用户都是独占性用户，需要独立的计算单元或虚拟机进行单独运算，ARM颗粒计算的云游戏服务器是由大量ARM+GPU颗粒计算单元构成，虽然单体ARM颗粒计算单元的运算能力不及传统服务器，但因其并行了众多独立计算单元可供调度，非常适合云游戏等业务的计算处理。

“另外，基于高性能ARM颗粒计算的云游戏服务器的成本方面较传统服务器有非常明显的优势，尤其是低功耗的特点，可以较大地降低大规模的云游戏运营商的运营成本。”陈尧告诉记者。

关于ARM服务器的市场，陈尧称，该业务2019年开始推广，目前量还没有起来。

某专业人士对记者表示，现在云计算和边缘计算已经实实在在产生需求，在5G商用的推动下，相关市场应用预计会越来越大，目前谷歌、亚马逊、微软、英伟达、华为等厂家都已相继发布云游戏产品。

IDC在报告中称，当前以5G、人工智能、物联网为代表的新兴技术正在推动人类进入智能社会，加速了智能化应用爆发性发展，自动驾驶、云游戏、VR/AR等智能化应用的兴起，使得传统单一的X86架构产品很难满足多样化的计算场景需求。

除ARM云游戏服务器外，陈尧还介绍了公司的FCPC协同计算平台系列服务器，较Intel等通用服务器，邦威思创的FCPC产品为利用FPGA+ARM/CPU的异构服务器，可帮助下游应用厂商快速打造各种专业的个性化产品。比如：图像处理机器人，传统处理器方案功耗高、空间大、成本高，应用FCPC方案则可以重点搭载AR引擎、图像分析处理等模块，会更有优势。

(陈尧介绍新型FCPC异构服务器产品的技术特点)

市场推广方面，陈尧表示，市场很大，客户很有兴趣，但还没形成规模，陈尧补充道，“相关产品具有良好的客户粘性，使用的客户会很稳定，会一直使用我们的产品和服务。”

上述服务器行业人士表示，微软和阿里也在搭建FPGA云服务器，都看好FPGA计算能力强、低功耗、小体积的特点，不过，FPGA研发横跨软硬件，需要多方面协调共进，研发难度高。同时，FPGA使用起来不如通用服务器简易，出现问题以后的维养也比较麻烦，能否达到邦威思创的预期市场效果，还需要时间检验。

值得注意的是，截至2019年半年报，新元科技并未单独列示服务器产品相关财务情况，故服务器收入及利润占比尚无从得知。

中国网/中国发展门户网讯RISC-V，即第五代精简指令集，是一种基于精简指令集计算机（RISC）原理的开源指令集架构（ISA），由美国加州大学伯克利分校研究团队于 2010 年设计。相对于 X86 指令集的完全封闭及 ARM 指令集高昂的授权使用费，RISC-V 指令集通过支持自由开放的指令集体系架构及架构扩展以提供软件和硬件自由。RISC-V 的主要优点为完全开源、架构简单、易于移植、模块化设计，以及具有完整的工具链。

处理器芯片是中国半导体产业的软肋，是中国半导体产业面临的“卡脖子”问题。近年来，国内芯片领域学术界和产业界都在积极 探索 实践，力求突破。中国在芯片研发领域的 4 个技术关卡分别为光刻机、电子设计自动化（EDA）软件、晶圆和指令集。由此可见，开源 RISC-V 指令集架构对我国在芯片指令集方面技术破围意义重大。我国有望通过 RISC-V 摆脱国外的指令集垄断，打破技术封锁。

RISC-V 自诞生以来取得了突飞猛进的发展，随着物联网、5G 通信、人工智能等技术的兴起，物联网和嵌入式设备成为 RISC-V 最先落地的领域和最大的应用市场。各国研究机构及企业纷纷加入研究和开发行列，RISC-V 不仅打破了现有指令集架构环境下英国 ARM 公司和美国Intel公司的两强垄断格局，而且建立了一个开放的生态及框架来推动全球合作和创新。

主要国家战略举措及特点

美国强调 RISC-V 指令集在智能装备芯片领域的战略应用。2017 年 6 月，美国国防高级研究计划局（DARPA）启动“电子复兴计划”（Electronics Resurgence Initiative），该计划旨在解决半导体制程瓶颈以应对半导体产业快速发展的挑战。“电子复兴计划”连续多年对 RISC-V 指令集的研究和产业化应用给予专项支持。其中，实现更快速集成电路项目、Posh 开源硬件项目和电子资产的智能设计项目明确指明需要基于 RISC-V 指令集进行开发。2021 年 3 月，SciFive 公司与 DARPA 达成开放许可协议授权，SciFive 加入“DARPA 工具箱计划”（DARPA Toolbox Initiative）为 DARPA 项目参与者提供基于 RISC-V 的32 位和 64 位内核访问，以支持 DARPA 项目中应用程序和嵌入式应用的研发。

欧盟注重 RISC-V 与高性能计算的结合。2018 年 12 月，欧盟推出“欧洲处理器计划”（European Processor Initiative），拟开发面向欧洲市场的自主可控低功耗微处理器，降低欧洲超级计算行业对外国 科技 公司的依赖。其中，“欧洲处理器加速”（European Processor Accelerator）项目作为该计划的重要组成部分，其核心是采用免费和开源的 RISC-V 指令集架构，用于在欧洲境内开发和生产高性能芯片。2021 年 9 月，该项目的最新成果是交付了 143 个欧洲处理器加速芯片样本，这些加速芯片专为高性能计算（HPC）应用程序设计。此外，2021 年 1 月开始的 Euro HPC eProcessor 项目旨在基于 RISC-V 指令集体系架构构建一个完全开源的欧洲全堆栈生态系统以适用于 HPC 和嵌入式应用。

印度将 RISC-V 指令集定位为国家事实指令集。2011 年，印度开始实施处理器战略计划，每年资助 2—3 个处理器研究项目。该计划下的 SHAKTI 处理器项目旨在开发第一个印度本土的工业级处理器；其目标是研制 6 款基于 RISC-V 指令集的开源处理器核，其中涵盖了 32 位单核微控制器、64 核 64 位高性能处理器和安全处理器等。2016 年 1 月，印度电子信息技术部资助 4 500 万美元研制一款基于 RISC-V 指令集的 2 GHz 四核处理器。2017 年，印度政府表示将大力资助基于 RISC-V 的处理器项目，使 RISC-V 成为印度的国家事实指令集。2020 年 8 月，印度政府在全国发起“微处理器挑战”（Microprocessor Challenge）项目，以推动 RISC-V 微处理器的自主研发，提高国家的半导体设计和制造能力。

以色列、巴基斯坦、俄罗斯寻求多元化指令集架构共同发展。2017 年，以色列国家创新局成立 GenPro 工作组，旨在开发基于 RISC-V 的快速、高效且独立的处理平台。2019 年，巴基斯坦政府宣布将 RISC-V 列为国家级“首选架构”（preferred architecture）。2021 年，俄罗斯公布了一项以 RISC-V 部件为中心的国家数字化计划，该计划基于俄罗斯自研 Elbrus 芯片进行 RISC-V 部件扩展研究。

中国试图通过 RISC-V 打破芯片领域技术封锁。2021 年，在《中华人民共和国国民经济和 社会 发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》中，我国首次明确将“开源”列入五年发展规划；“十四五”期间，将支持数字技术开源社区等创新联合体发展，完善开源知识产权和法律体系，鼓励企业开放软件源代码、硬件设计和应用服务。同时，各级政府也积极布局 RISC-V 架构芯片。2018 年 7 月，上海市经济和信息化委员会发布的《上海市经济信息化委关于开展 2018 年度第二批上海市软件和集成电路产业发展专项资金（集成电路和电子信息制造领域）项目申报工作的通知》将 RISC-V 相关产业列入政府产业扶持对象，而从事 RISC-V 架构相关设计和开发的公司将获得政策倾斜。2020 年 2 月，广东省人民政府办公厅印发的《加快半导体及集成电路产业发展若干意见的通知》中明确将 RISC-V 芯片设计列入广东省重点发展方向。2021 年 11 月，北京市委市政府印发《北京市“十四五”时期国际 科技 创新中心建设规划》，明确指出要研发基于 RISC-V 的区块链专用加速芯片，进一步提高芯片集成度，提高大规模区块链算法性能。

我国 RISC-V 架构芯片领域的重要研究方向态势与热点

学术界和产业界日益重视 RISC-V 的安全体系结构设计及验证。处理器安全对设备隐私信息的保护至关重要；设计 RISC-V 安全处理器及安全验证是 RISC-V 领域乃至体系结构领域的研究热点。特权模式和物理内存保护是安全嵌入式处理器的必备特性，RISC-V 指令集架构也采用特权模式来保障处理器的安全；同时，该架构提供了物理内存保护单元（PMP）实现内存访问控制以保证内存安全。其中，北京信息 科技 大学和清华大学微电子学研究所焦芃源等以一款 32 位 RISC-V 安全处理器为研究对象，通过异常处理程序对处理器状态、异常信息进行观测，提出了一套 RISC-V 特权模式和物理内存保护功能的测试方案；天津大学微电子学院刘强等设计了一种抗功耗分析攻击的 RISC-V 处理器的实现方法；上海交通大学并行与分布式系统研究所开发了基于 RISC-V 架构的全新可信执行环境“蓬莱”。同时，产业界许多公司以扩展硬件 IP 模块的方式推出安全解决方案，包括加密库、信任根、安全库等。

深耕物联网等新兴领域，特定领域专用 RISC-V 芯片蓬勃发展。当前，X86 和 ARM 两大指令集分别主宰了服务器+个人电脑（PC）和嵌入式移动设备；同时，物联网（IoT）、智联网（AIoT）等应用领域正在为 RISC-V 的发展提供新的机遇。RISC-V 架构能为物联网行业带来显著的灵活性和成本优势，同时也能推动异构计算系统的快速发展，因而能够适应智能物联网时代下的大容量万亿设备互联，场景丰富及碎片化和多样化需求。RISC-V 在加速和专用处理器领域，主要应用包括航天器的宇航芯片设计，面向物联网的智能芯片，面向安全的芯片，用作服务器上的主板管理控制器，以及图形处理器（GPU）和硬盘内部的控制器等。学术界，如中国科学院计算技术研究所（以下简称“计算所”）泛在计算团队，开展了基于 RISC-V 核心的轻量级神经网络处理器的研究， 探索 了 RISC-V 内核在物联网设备中的应用；上海市北斗导航与位置服务重点实验室则开展了基于 RISC-V 指令集的基带处理器扩展研究项目。而产业界则在控制领域与物联网领域涌现出大量的基于 RISC-V 的产品和应用案例。例如，阿里平头哥半导体有限公司的开源玄铁 RISC-V 系列处理器已应用于微控制器、工业控制、智能家电、智能电网、图像处理、人工智能、多媒体和 汽车 电子等领域。

寻求突破物联网生态， 探索 进入服务器、高性能处理器领域。目前，RISC-V 的研究及应用领域主要集中在以物联网为基础的工业控制、智能电网等多场景。但 RISC-V 因其本身低功耗、低成本特性，具备进入服务器、高性能领域的潜力。服务器定制化及 HPC 对加速和异构平台的需求增加，为 RISC-V 进入服务器和 HPC 领域提供了机会。计算所包云岗提出产业界可利用 AMD 公司的 Chiplet（小芯片）方式将中央处理器（CPU）、加速、输入/输出（I/O）放在不同晶圆上，其中 CPU 部分使用 RISC-V 架构，用 Chiplet 方式组成一个服务器芯片，以进入服务器市场。2021 年 6 月，计算所包云岗团队推出“香山”开源高性能 RISC-V 处理器核。它第一版架构代号“雁栖湖”，基于 28 nm 工艺流片。这标志着在计算所、鹏城实验室的技术支持下，国内发起的高性能 RISC-V 处理器开源项目正式诞生。

我国发展 RISC-Ⅴ 架构芯片的问题与建议

适当聚焦 RISC-V 架构，加快发展中国芯片产业体系。目前，国内处理器产业及科研领域所采用的指令集包罗万象，学术界和产业界基于 ARM、MIPS、PowerPC、SPARC、RISC-V、X86 等多种指令集进行了扩展。但多样化的指令集必然会分散基础软件开发力量，导致编译、 *** 作系统等基础软件开发者由于精力有限而无法兼顾多种指令集的优化，延缓自主生态的建设。近几年，随着 RISC-V 基金会从美国迁至瑞士，其治理架构发生重大变化，我国科研机构和企业在 RISC-V 基金会理事会高级别会员的比例显著提高。我国在 RISC-V 生态中的影响力日益增长，这为我国芯片产业的发展提供了新的机遇，以及开发新赛道的可能性。建议：我国在目前暂无成熟自主指令集架构的情况下，应抓住开源 RISC-V 架构兴起的机遇，调整芯片领域技术路线和产业政策，适当聚焦 RISC-V 架构，加快发展中国芯片产业体系。

促进 RISC-V 在处理器教育领域的应用，培育芯片设计人才。芯片领域的创新门槛高、投入大，严重阻碍了领域创新研究。芯片设计及制造的多个环节都需要巨额的资金与大量的人力投入。这种高门槛导致人才储备不足，因此如何能够降低芯片设计门槛成为亟待解决的问题。RISC-V 的开源性降低了创新投入门槛，发展开源芯片/硬件成为中国培育设计人才的新发展模式。2019 年 8 月，中国科学院大学启动了“一生一芯”计划，其目标是通过让本科生设计处理器芯片并完成流片，培养具有扎实理论与实践经验的处理器芯片设计人才。该计划是国内首次以流片为目标的教育计划，由 5 位 2016 级本科生主导完成一款 64 位 RISC-V 处理器 SoC 芯片设计并实现流片。事实上，学生是 RISC-V 整个生态建设中不可或缺的力量；包括上海 科技 大学在内的许多国内院校都在与企业一同培养人才，通过课程作业设计与企业研发相关联，将企业最新的技术及时引入课堂，充分发挥开源化的优势。建议：国家教育管理机构应当积极推进 RISC-V 产学相结合的发展模式，培育更多芯片设计人才。

（《中国科学院院刊》供稿）

对于追求高密度计算的用户，2U4N型服务器是一个不错的选择。虽然在销量上可能赶不上标准的机架型服务器，但环顾各大品牌服务器厂商，基本都会推出这种高计算性能的服务器机型。在去年，我们对Cisco UCS C4200 2U4N AMD CPU计算型服务器做了拆解分析。在今年的7月，我们又对Inspur i24 2U4节点服务器做了拆解分析。这一次，我们再来看一看服务器市场占有率第一的Dell EMC公司的PowerEdge C6525 2U4N服务器的设计特点。
2U4N型服务器的高度与标准2U机架型服务器一致，因此其前面板可以有三种配置形式：12个35英寸硬盘、24个25英寸硬盘，或者不配置硬盘。在这三种前面板配置形态中，使用25英寸硬盘的配置更为普遍。对于这24块25英寸硬盘，既可以是24块SAS/SATA硬盘，也可以是16块SAS/SATA硬盘再加上8块NVMe硬盘。所有的24块25英寸硬盘会被分为4个硬盘区，每个硬盘区里可以有4块SAS/SATA硬盘和2块NVMe硬盘。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器前部
在PowerEdge C6525服务器前部两侧的挂耳上，为每一个节点都提供了电源和复位按钮，以及运行状态指示灯。对于2U4N服务器，这是目前非常普遍的设计方法，可以让用户在服务器前部直观地了解到各个节点的运行状态。
PowerEdge C6525这种2U4N服务器的设计特点一般都展示在其后部。机箱后部左右两侧是4个可插拔的2路节点，中间则为电源模块。Dell将节点的型号编码标示在蓝色的把手上，即节省标签空间，又便于用户查看。对于节点的分析我们稍后进行，先重点看看一次电源模块和机箱设计。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器后部
Dell为PowerEdge C6525服务器配备了可热插拔的80+铂金电源模块，提供1+1冗余备份。该电源模块可以有1600W、2000W和2400W三种功率选项，根据节点上所用CPU的规格进行选择。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器的一次电源
在PowerEdge C6525服务器的机箱内部，Dell使用了4组80mm风扇进行整机散热。对于2U4N型服务器，风扇的设计有两种方式。一种是如PowerEdge C6525服务器这样，使用独立的80mm风扇；另一种是使用较小尺寸的40mm风扇，每个节点都带有自己独立的风扇，不需要共用风扇进行散热。使用共用的风扇，对于降低整机的功耗有一定帮助。但各个节点使用独立的风扇，就可以实现机箱内部所有模块的前维护，运维人员不需要打开机箱上盖就可以更换风扇模块。所以，这两种机箱内的风扇安装方式各有优缺点，需要根据用户需求和设计目的进行选择。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器的风扇模块
在机箱的中间，有一个长条形的通道，用于放置管理板、电源电缆和一些控制信号电缆。管理板上会放置BMC芯片，实现对4个节点的管理功能。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器的管理板
中央通道的两侧有用于隔离的钣金件，将管理模块和节点分隔开来。这样一来，用户在抽拉节点的时候，机箱内部的各种电缆和节点间就不会存在彼此间的干扰。在插入一次电源模块后，4个节点由4组80mm风扇散热，管理模块则由一次电源模块自带的风扇进行散热。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器独立的计算节点和管理节点
2U4N服务器通常用于高性能计算(HPC)和超融合(Hyper Converged)场景，其最有价值的部分就是4个计算型节点，总共可提供8个CPU和对应的内存。PowerEdge C6525服务器的节点使用了AMD EPYC 7002系列CPU，由于节点宽度的限制，每个内存通道只能配置一根DDR DIMM插槽。于是每个CPU可提供8个DDR内存插槽，整个节点可提供16个DDR插槽。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器的计算节点
由于计算节点要实现顺畅的插拔，因此Dell在计算节点的前部使用高密连接器来传输信号和电源。高密连接器的体积较小，有助于改善经过CPU的散热风量。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器节点的后部
         PowerEdge C6525服务器使用的是代号为Rome的AMD EPYC 7002系列处理器，每个CPU可以提供64核心/128线程。于是每个节点可以提供128核心/256线程，整个服务器则可以提供多达1024个线程。
         AMD CPU已经可以提供8个内存通道，每个内存通道支持2个DIMM插槽(2DPC)，因此每个CPU最多可以配置16个DIMM插槽。但受到节点宽度的影响，只能按照每个内存通道支持1个DIMM插槽的方式(1DPC)进行设计。虽然在内存容量上降低了一半，但每个DIMM插槽可以达到最高速率。由于Intel支持8个内存通道的Ice Lake CPU要到今年底才会推向市场，因此现阶段x86的AMD CPU可以提供最多的内存通道数量。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器节点上的CPU和DIMM
         使用风冷散热的C6525服务器节点上的每个CPU都有一个大的散热器，在前后两个散热器之间是一个小型的导风罩。导风罩的高度略低于散热器的高低，从而避免在插拔节点的时候与机箱之间产生干涉。
         除了风冷节点之外，Dell还和CoolIT Systems公司合作，设计了C6525服务器液冷节点，通过冷板式液给CPU进行散热。国内用户可能对CoolIT Systems这家公司不太熟悉，这是一家专注于液冷解决方案的公司，在OCP组织的液冷项目组里较为活跃。由于C6525服务器节点最高可以支持280W TDP的AMD EPYC 7H12等级CPU，此时使用冷板式液冷，既有必要，又可以获得较好的整机散热性能。
支持液冷的PowerEdge C6525服务器节点
         PowerEdge C6525服务器节点的后部主要是各种IO扩展模块。在下图主板的上部放置的是iDRAC 9 BMC芯片，下部则放置了一块OCP NIC 30网卡。由于AMD EPYC系列CPU是SoC设计，不像Intel CPU一样需要外部的PCH模块，因此在主板上没有额外的大芯片。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器节点后部
         虽然节点的宽度有限，但PowerEdge C6525服务器节点上仍然提供了2个PCIe Gen4 x16的扩展插槽。现阶段，整个服务器市场正在从PCIe Gen3向PCIe Gen4转换，已经有越来越多支持PCIe Gen4速率的部件和服务器机型。随着今年底Intel支持PCIe Gen4速率的Ice Lake CPU推向市场，从2021年开始，PCIe Gen4将会成为服务器产品上的主流。对于2U4N这种高密度的机型，在空间无法进一步扩展的情况下，通过PCIe速率的提升，是提高IO扩展模块性能的最直接手段。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器节点上的Riser卡
         使用专有的BOSS卡来实现服务器的启动功能，这是Dell服务器的特有设计。在C6525服务器上，支持2个M2模块的BOSS卡放置在DIMM插槽和机箱侧壁之间。使用M2模块，可以有效的减少对机箱前面板25英寸硬盘存储空间的占用，将硬盘空间留给更能带来价值的用户数据和应用程序的存储。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器节点上的BOSS卡
         在C6525服务器节点后部左侧的下面，Dell放置了1个USB 30 Type-A接口、1个1GbE管理网口、1个mini Display Port和1个用于iDRAC的USB端口。由于受到空间的限制，在节点的后部没有放置更大尺寸的VGA端口。在节点后部左侧的上面，是第一个PCIe x16 Riser扩展插槽。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器节点后部左侧
         在C6525服务器节点后部右侧的下面，是通过OCP NIC 30网卡扩展的2个高带宽网口。随着OCP NIC 30标准的成熟，这种规格的网口将会在未来的3～4年内成为业界主流。在节点后部右侧的上面，是第二块PCIe Gen4 x16 HHHL Riser插槽。当使用液冷节点的时候，这个插槽位置用来放置液冷管。
Dell EMC PowerEdge C6525服务器节点后部右侧
         PowerEdge C6525服务器上使用的OCP NIC 30网卡和规范定义的标准形态略有差异。同样是由于受到节点宽度的限制，Dell在C6525上使用的OCP NIC 30网卡减少了后部的固定螺钉和拆卸扳手。作为替代，在节点内部设计了一个蓝色的塑料扳手，通过扳手来助力OCP NIC 30网卡的拆卸。这是种不得已而为的设计方式，用户如果需要拆卸OCP NIC 30网卡，需要先抽出节点，再经由拆卸扳手将网卡与对应的连接器分离开来，然后才能从节点后部取出。总的来说，这样的设计降低了设备的可维护性。
PowerEdge C6525服务器节点右后部
总 结
2U4N型服务器本身就是高密度计算型服务器，在配备上最新的AMD EPYC 7002系列处理器后，可以提供多达1024个计算线程。由于代号为Milan的第三代AMD EPYC系列处理器与第二代EPYC处理器在Socket上完全兼容，因此Dell EMC的PowerEdge C6525服务器可以顺利地进一步进行升级。由于Dell已经为PowerEdge C6525服务器准备了液冷节点，为更高功耗、更高性能的CPU做好了准备。因此，Dell的2U4N节点服务器将会有更长的生命周期。
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你没有真正搞懂这几个概念的含义。

X86------源于英特尔几十年前出品的CPU型号8086（包括后续型号8088/80286/80386/80486/80586）。

8086以及8088被当时的IBM采用，制造出了名噪一时的IBM PC机，从此个人电脑风靡一时。你如果年龄不是很小，可能听说过早年的386电脑、486电脑乃至586电脑的说法，就是从这来的。后来英特尔注册了奔腾品牌，不再沿用686、786……这样的命名，但后来的奔腾、奔腾2、奔腾3、奔腾4，以及我们熟悉的酷睿架构，都是从当初的80X86一脉相承下来的架构，只是不断优化、扩充功能、提升性能而已。而其他X86处理器厂商，比如AMD、威盛、全美达（已退出X86领域）等，其产品也都兼容X86架构。

X32和X64------这两个概念你可以大致的认为它们是居于X86之下（之内）的两个子概念。它们指的不是CPU架构，而是CPU寄存器、运算器能访问、处理的数据位宽，以及与此相关的一整套CPU设计规范。

X32 CPU------32位的CPU（32bit的CPU）; X64 CPU------64位的CPU（64bit的CPU）

简单的说，X32的X86 CPU只能处理32位的数据、运行32位的 *** 作系统；X64的x86 CPU则可以处理64位以及32位的数据、运行32位以及64位的 *** 作系统------X64向下兼容X32。奔腾直到奔腾4早期型号的CPU，都是X32的X86架构；从后期的奔腾4 CPU开始直至今天的酷睿i架构的CPU，都是X64的X86架构。当然，AMD的处理器目前也都是X64的X86架构。

相应的，Windows系统从WindowsXP开始，都分成两个版本，32位版本和64位版本，以应付X32以及X64两种CPU。早期的X32 CPU只能安装32位系统，后来直到现在的X64 CPU既可以装64位的系统，也可以装32位的系统。

话题扯得远一些，CPU的架构也有很多种，个人电脑目前大多采用X86架构的CPU，手机、Pad主要采用ARM架构，除此之外还有英特尔的安腾架构（早期的服务器CPU架构，已淘汰）以及IBM的Power架构，等等。这些处理器架构都可以分为X32以及X64两类，甚至有些厂家的CPU架构（比如某游戏主机曾采用的CPU）已经提前发展到了X128。相应的， *** 作系统为了更好的服务于这些CPU，系统也会设计、编译成32位以及64位两种。

早期的桌面级Windows系统基本上只支持X86架构处理器，自从Windows7开始，微软的系统开始支持除了X86以外的其他架构CPU了，比如支持ARM处理器。所以我们可以看到安装了Windows系统的手机和平板电脑（采用ARM处理器）。Win10也不例外。

如图：

划红线的内容表明，本机安装的是基于X64处理器的64位Windows10 *** 作系统。某些电脑可能还会显示“基于X86的处理器”，你还会意外或不理解吗？

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