导语

随着工业数字化、智能制造的持续推进，工业控制、边缘计算、工业 AI、伺服驱动等场景对处理器芯片提出了自主可控、高实时性、高功能安全、可灵活定制的多重诉求。

RISC‑V 作为开源开放的指令集架构，凭借模块化、可扩展、无高额授权费的核心特质，正快速走进工业服务赛道。

10月13日下午，上海国家会展中心5.2H馆，第26届中国国际工业博览会“达摩院玄铁RISC-V生态活动区”，由中电标协RISC-V 工作委员会产业研究与宣传主任李卫忠主持对话，与北京开源芯片研究院院长唐丹围绕 RISC‑V 架构适配工业场景的技术底座、开芯院生态建设、产业落地案例以及中长期发展前景四大核心议题展开了深度研讨。

「架构能力为本，短板仍需补齐」

RISC‑V 架构能否支撑多元复杂的工业服务场景？

李卫忠：工业场景覆盖 PLC 控制、伺服驱动、工业网关、边缘 AI 推理等大量差异化业务，对处理器的功能安全、实时确定性、场景适配能力都有着严苛标准。结合当前技术与产业现状，请唐院长谈谈RISC‑V 架构是否能够支撑起丰富多样的工业服务场景？背后的核心原因是什么，又存在哪些现实制约？

唐丹：答案是肯定的，RISC‑V 架构能够支持丰富的工业服务场景。

但这一结论需要分阶段看待：在技术能力上，它已具备支撑工业场景的核心条件；而在生态成熟度上，它正处于快速追赶阶段，尚未完全弥合与 ARM 等传统架构的差距。

1.技术能力：已经具备支撑工业场景的核心条件

从架构特性来看，RISC‑V 的几项核心优势与工业场景的需求高度契合：

功能安全能力已获认证。工业控制对功能安全有严格要求，RISC‑V 的可定制性使其能够实现锁步双核、ECC 保护、看门狗定时器等安全机制。已有研究展示了基于开源 Ibex RISC‑V 内核的 ISO 26262 兼容双核锁步 SoC，奕斯伟计算的 R500A 内核也通过了德国莱茵 TÜV 的 ASIL‑B 功能安全认证。这意味着 RISC‑V 在架构层面已证明具备满足安全关键场景的能力。

实时性与确定性控制可满足工业刚需。RT‑Thread 睿擎平台基于 RISC‑V 已实现 ≤1 微秒的任务响应和 ≤5 微秒的中断抖动，并完成了 EtherCAT、Profinet、Modbus 等主流工业协议的深度适配，已在 PLC 控制器、工业网关等场景实现量产。在应用层面，已有研究验证了 RISC‑V 处理器能够有效执行批量混合系统的实时自动化任务，也有方案将 RISC‑V MCU 与 eFPGA 集成用于工业 IGBT 的高性能实时控制。

可定制性带来场景适配优势。工业场景碎片化严重，从低功耗传感器到边缘 AI 推理终端，需求差异巨大。RISC‑V 的模块化设计允许按需裁剪和扩展，避免资源浪费，同时支持针对特定领域添加自定义指令。例如，有方案基于 RV64GC 定制工业级内核并集成 4 TOPS NPU，用于工业设备故障预测的边缘实时推理。

2.生态成熟度：硬件先行，软件与工具链仍在追赶

RISC‑V 在工业场景落地的真正瓶颈不在硬件性能，而在软件生态的成熟度。硬件产品已覆盖全谱系。 国内厂商已推出覆盖从低端 MCU 到高端 MPU 的 RISC‑V 芯片，工艺从 130nm 到 28nm，主频从几十 MHz 到 1GHz 以上，性能可对标 ARM Cortex‑M55/M85 级别。

工具链与 IDE 是当前最明显的短板。工业客户选型时关心的不只是芯片参数，更是 “有没有 IAR/Keil 支持”“代码能否直接迁移”。ARM 经过三十多年积累，拥有 Keil MDK、IAR Embedded Workbench 等成熟 IDE 和深度优化的编译器；RISC‑V 的工具链主要依赖开源方案，IDE 体验和编译优化仍有差距。不过这一局面正在改善：IAR 已发布 RISC‑V 版本，HighTec 也推出了通过 ISO 26262 ASIL D 认证的 RISC‑V 工具链。

RTOS 支持已基本就位，但认证仍在推进。FreeRTOS、RT‑Thread、Zephyr、ThreadX 等主流 RTOS 均已支持 RISC‑V，部分已通过工业级认证。RT‑Thread 已完成对芯来科技、兆易创新、玄铁等厂商超 30 款 BSP、千余款芯片的支持，装机量突破 25 亿台。

生态碎片化是潜在风险。自定义指令的滥用可能导致硬件与软件碎片化，使 “一次编写，到处运行” 的软件范式受到威胁。RISC‑V International 正在推动 RVA22、RVA23 等标准配置文件来缓解这一问题，但工业界的广泛采纳仍处于初期阶段。

3.小结

RISC‑V 在工业场景的落地可以这样理解：架构本身的能力已经 “够用”，且在某些维度（如可定制性、成本、技术自主性）具有独特优势；但要让工业客户从 ARM 生态大规模迁移，工具链的成熟度、代码迁移的便利性、以及经过长期验证的软件资产积累，仍是需要时间补齐的功课。 当前更现实的路径可能是：在工业边缘控制、专用控制器、以及有自主可控需求的场景中率先落地，逐步向核心控制层渗透。

「开源 IP 底座，研产协同共建」

北京开芯院布局了哪些工业赛道，如何赋能生态伙伴？

李卫忠：面向工业服务多元化的市场需求，开源 IP 是 RISC‑V 产业发展的重要底座。北京开源芯片研究院打造了香山系列开源处理器 IP，在泛工业领域持续开展技术适配。想请您介绍一下，研究院目前面向工业服务细分领域，对接了哪些生态伙伴，沉淀出哪些落地解决方案？同时针对工业赛道的合作伙伴，研究院出台了哪些具体的支持举措来助力技术转化与产品落地？

唐丹：北京开源芯片研究院在通用计算产品，开源高性能 RISC‑V 处理器核 IP “香山”，在泛工业领域的适配方向，以及一套面向生态合作伙伴的通用支持体系。

1.工业服务领域的适配方向与解决方案

从 “香山” 处理器的定位来看，其工业服务方向主要覆盖以下领域：

工业控制与汽车：第二代 “香山”（南湖）IP 核明确针对工业控制、汽车、通信等泛工业领域设计，性能对标 ARM Cortex‑A76 直至 Nevoverse V2。

智能物联网与 AIoT：研究院强调面对 AIoT 时代千亿级芯片的碎片化需求，构建覆盖指令集、设计实现与工具链的完整开源芯片生态，并通过 “研产协同” 模式加速产业化。

2.对生态伙伴的支持举措

北京开源芯片研究院对生态伙伴的支持举措主要围绕开源算力 IP 使用和参与联合研发项目构建，包括：

开源 RISC‑V 处理器核 IP 应用及支持：生态伙伴可以直接在 github 上下载开芯院的高端算力芯片开源 IP 系列产品，可以像搭积木一样构建自己的算力芯片。包括 “昆明湖” 通用计算处理器核 IP、“八达岭” RISC‑V+AI 加速器 IP 和 “温榆河” 大规模片上互连网络 IP，基本覆盖了高端算力芯片所需要的核心 IP。

项目合作与研发：生态伙伴可参与研究院主线任务及行业任务的研发工作，共同打通 RISC‑V 产业生态技术栈。

成果与知识产权共享：伙伴可获得 RISC‑V 开源芯片共性技术及生态成果的许可授权；根据参与联合研发项目的贡献程度，享受不同的知识产权成果收益。

除此之外，还有产业交流、人才招聘、展示宣传等等。

「从实验室走向量产」

开芯院生态伙伴有哪些工业领域标杆落地案例？

李卫忠：技术方案与生态政策最终需要真实产品落地来验证价值。经过一段时间产业推进，基于香山系列 RISC‑V IP，已经有不少生态伙伴在工业服务相关赛道完成产品开发、流片甚至批量交付。能否分享几个代表性的成功落地案例，分别介绍其应用场景、技术实现以及项目取得的实际产业成效？

唐丹：北京开源芯片研究院（开芯院）的生态伙伴在工业服务领域的落地案例，主要围绕其 “香山” RISC‑V 处理器核的规模化商用展开，覆盖了 AI 智算、GPU 芯片集成、服务器芯片研发等方向。

以下是几个有具体进展的案例：

1.AI 智算加速卡：从 “万片出货” 到 “千卡集群”

这是 “香山”（南湖）IP 核实现首次规模化应用的代表案例。某国产 GPU 芯片头部企业在其自研的智算加速卡中集成了 “香山”（南湖）IP 核，该加速卡出货量已上万，并已成功交付全国产千卡千亿模型算力集群，正朝着万卡规模迭代。这一落地直接验证了 “香山” 在 AI 智算这一高强度工业负载下的稳定性和商用成熟度。

2.GPU 芯片片内主控：芯动科技 “风华 3 号”

“香山”（南湖）IP 核被用作高性能片内主控 CPU，集成到了芯动科技的高性能全功能 GPGPU 芯片 “风华 3 号” 中。在这个方案里，“香山” CPU 核负责跨芯片通讯、数据搬运、启动控制、低功耗管理及异常处理等关键任务，与 GPU 形成协同，面向重度渲染和高性能 AI 计算场景。值得一提的是，芯动科技仅用 2 个月就完成了 IP 集成与仿真验证，体现了 “香山” 作为开源 IP 的易用性。

3.服务器芯片：进迭时空基于 “昆明湖” 的研发

在更接近通用工业算力的服务器领域，生态伙伴进迭时空正基于第三代 “香山”（昆明湖）自研 X200 核，并研发其旗舰 RISC‑V AI CPU 芯片，预计 2026 年底进入量产。同时，其首款 RISC‑V 服务器芯片已进入流片阶段，内置 6 个 “香山”（昆明湖）核，并已在 FPGA 平台上稳定运行 Linux 操作系统及虚拟机。

总体来看，这些案例表明 “香山” 生态的工业落地正从算力加速向芯片主控、服务器核心等更深层次渗透，且部分方向已跨越实验室阶段，进入实际的批量交付和集群部署。

「拐点已至，多点渗透」

RISC‑V 在工业服务领域将迎来怎样的未来？

李卫忠：从早期概念探索，到如今实现批量产品落地，RISC‑V 在工业市场的发展节奏正在加快。结合技术迭代、生态完善以及市场需求变化，请您研判 一下RISC‑V 在工业服务领域的整体应用前景，未来会涌现哪些关键技术趋势，还会面临哪些机遇与挑战？

唐丹：RISC‑V 在工业服务领域的前景，正从 “能不能用” 转向 “好不好用、敢不敢用” 的阶段。未来几年的核心趋势是：它不再只是低端替代，而是开始进入工业控制的核心实时环节和高安全场景，规模化落地的拐点已经出现。

1.市场数据印证加速趋势

工业与物联网已经是 RISC‑V 目前最大的应用领域。数据显示，2024 年该领域占据了 RISC‑V 市场 28.2% 的份额，规模约 4.975 亿美元。更宏观的预测是，到 2031 年，RISC‑V 在工业市场的渗透率预计将达到 27%，全球处理器出货量中 RISC‑V 占比将达 25.7%。

实时控制：从 “能跑” 到 “跑得比传统方案更快”

工业控制对实时性要求苛刻，这是 RISC‑V 证明自己的关键战场。

一个标志性进展是匠芯创 M7000 系列。这款基于 RISC‑V 的工业级实时处理器，电流环运行时间被压到 300 纳秒以内，带宽超过 3.5KHz，响应速度远超传统微秒级芯片。它将电机控制算法硬件化集成，速度比传统软件算法快 90% 以上。该系列已在人形机器人关节、高功率伺服驱动器、PLC 等场景实现规模化落地，覆盖近 50 家上市公司和行业知名企业。

另一个信号来自高通：其面向工业的 Dragonwing IQ‑2390 处理器中，专门集成了一颗 600MHz 的 RISC‑V 微控制器，用于独立处理 PLC、传感器等确定性实时控制任务，与 Arm 应用核形成 “主控 + 实时” 的异构分工。这说明 RISC‑V 的实时控制能力已被国际主流芯片设计商认可并纳入工业平台架构。

2.功能安全：打通进入高安全工业场景的 “准入证”

工业控制、汽车、医疗器械等领域对功能安全认证有硬性门槛。RISC‑V 在此取得了关键突破。

奕斯伟计算的 RISC‑V 内核 R520A 通过了德国莱茵 TÜV 的 ASIL‑D 功能安全认证，这是汽车功能安全标准的最高等级，也是全球首个通过该认证的多核多架构 RISC‑V 内核。此前其 R500A 已获得 ASIL‑B 认证。这些认证意味着 RISC‑V 内核在架构设计、故障容错和可靠性上，已具备进入精密工业控制、机器人、高速存储系统等高安全场景的技术资质。

3.生态闭环：从 “卖芯片” 到 “交钥匙” 方案

工业客户需要的往往不是一颗裸芯片，而是能快速量产的完整方案。RISC‑V 生态正在补齐这一环。

赛昉科技基于 RISC‑V 处理器 JH‑7110 推出了 PLC 和工业网关解决方案，从芯片延伸到系统级产品。匠芯创则构建了 “芯片设计 — 算法开发 — 产品级硬件 — 软件工具链” 的全产业链闭环，提供经过高低温、雷击浪涌等工业环境验证的参考设计，让客户能更快将方案推向量产。

4.未来的想象空间

更前沿的探索已经在进行。有项目基于 RISC‑V 边缘 AI 芯片开发工业设备故障预测终端，集成 4 TOPS NPU，目标是对电机轴承、齿轮箱等设备实现毫秒级故障识别和剩余寿命预测，准确率目标 98% 以上，且整机成本因免去闭源 IP 授权费而显著降低。这代表了 RISC‑V 在工业服务中的一个重要方向：让边缘侧的 AI 推理和预测性维护，从 “昂贵的可选品” 变成 “可负担的标配”。

总的来看，RISC‑V 在工业服务领域的未来，是一条从实时控制切入，以功能安全为背书，靠完整方案加速渗透的路径。它不会一夜之间取代现有架构，但正在那些对成本、定制化或自主可控有明确诉求的细分工业场景中，逐步建立起不可替代的位置。