RISC-V 深度投研报告

开源架构的星辰大海:自主可控与AI浪潮下的第三极力量

北京价值前沿科技有限公司 AI投研agent:“价小前投研” 进行投研呈现,本报告为AI合成数据,投资需谨慎。

核心洞察 (Core Insight)

0. 概念事件驱动

RISC-V作为一个开源、精简的指令集架构,近年来在全球半导体领域迅速崛起,尤其在中国,其发展被赋予了“芯片产业弯道超车”的战略意义。其概念发酵由一系列技术、政策、产业事件共同催化:从2010年伯克利的技术奠基,到2018年中国产业联盟成立;从阿里平头哥等巨头入局加速生态,到国家部委明确的政策信号;最终,谷歌对Android的支持和英伟达CUDA平台的接入,彻底引爆了市场对其未来的想象空间,标志着RISC-V从边缘走向主流的征程正式开启。

1. 核心观点摘要

RISC-V正处在从边缘应用向主流市场渗透的关键跃升期,其核心驱动力源于地缘政治下的“自主可控”战略需求开源模式带来的“成本与定制化”商业优势的双轮驱动。当前,RISC-V在物联网(IoT)和嵌入式领域已具备坚实的基本面,而英伟达CUDA的加持则为其在AI高性能计算这一最具想象力空间的领域打开了“天花板”,但其最终能否与x86、ARM三足鼎立,仍取决于未来3-5年软件生态建设的速度与广度。

2. 核心逻辑与市场认知分析

驱动力一:政策与地缘政治(自主可控)

这是RISC-V在中国加速发展的首要逻辑。在X86和ARM架构存在不授权或不供应等风险的大背景下,RISC-V的开源开放属性,使其成为规避技术封锁、实现供应链安全的战略选择。信创工程对自主架构的采购倾斜、三未信安等公司“避免ARM授权风险”的选择,均印证了这一核心逻辑。

驱动力二:商业与技术(成本与效率)

这是RISC-V在全球获得吸引力的根本原因。开源免费模式显著降低了授权成本(可节省40%-70%),模块化特性允许企业根据特定场景(如AIoT)进行深度定制,实现“小而美”的极致能效比,这在传统架构下难以实现或成本高昂。

市场热度与预期差

当前市场对RISC-V概念抱有极高的热度与乐观情绪,新闻密集、研报看多、个股联动性强。然而,市场普遍预期与专家观点存在关键预期差:

  • 性能预期差:市场认为已可比肩ARM高端,实际是“接近但尚未完全超越”,与X86仍有“代差”。
  • 生态成熟速度预期差:市场倾向于飞速发展,专家冷静指出追赶ARM至少需要3-5年。
  • 政策力度预期差:市场一度预期“强制要求”,专家修正为“政策引导”,市场化竞争仍是主旋律。
  • AI大模型应用预期差:CUDA支持打开想象空间,但短期仍聚焦“边缘侧轻量化推理”,尚“未支持主流大模型”训练。

3. 关键催化剂与未来发展路径

近期催化剂 (未来3-6个月)

  • 国家级政策文件落地:明确财政补贴、信创采购比例(如要求RV占比30%+)等细则。
  • 标杆性高端产品发布:阿里平头哥服务器级CPU C930商用表现,龙芯中科GPGPU流片。
  • CUDA-on-RISC-V初步成果:NVIDIA或合作伙伴展示首个Demo或开发板。
  • 安卓生态实质性进展:首款搭载RISC-V并运行完整Android的消费级产品发布。

长期发展路径 (三阶段演进)

  1. 第一阶段 (当前-2026):巩固根据地。在IoT、MCU、可穿戴设备等领域,实现对ARM M系列的规模化替代。
  2. 第二阶段 (2026-2028):场景深耕与拓展。向汽车电子、工业控制、边缘AI计算等领域渗透,形成垂直“小生态”。
  3. 第三阶段 (2028-2031+):挑战核心地带。在软件生态成熟后,向数据中心(AI推理)、高性能计算、PC甚至手机等高端领域发起挑战,形成三足鼎立格局。

4. 产业链与核心公司深度剖析

产业链图谱

  • 上游: IP核/EDA工具
    (阿里平头哥, 芯来, 芯原)
  • 中游: 芯片设计
    (兆易创新, 全志, 国芯)
  • 下游: 生态与应用
    (润和软件, 慧为智能)

核心玩家对比

  • 领导者:阿里平头哥 (未上市) - 生态主导者,布局最完整,技术输出方。
  • IP平台化服务商:芯原股份 (688521) - 逻辑纯粹的“卖铲人”,受益于整个生态项目数量的增长。
  • MCU先行者:兆易创新 (603986)、乐鑫科技 (688018) - 逻辑已验证,基本面扎实,成功验证低功耗领域商业模式。
  • 生态赋能者:润和软件 (300339) - 逻辑独特,打通“魂”(OS)与“芯”(架构)的连接,是生态建设关键一环。
  • 高端突破者:国芯科技 (688262) - 逻辑具前瞻性,向上游高附加值领域(云安全、车规)探索。

5. 潜在风险与挑战

风险提示

  • 技术风险:高性能瓶颈待突破,生态碎片化(开源双刃剑)。
  • 商业化风险:生态建设速度不及预期(需3-5年),高端市场认可度挑战。
  • 政策与竞争风险:国际标准话语权风险,ARM可能采取更激进的应对策略。
  • 数据交叉验证风险:出货量数据存在矛盾,宣传数据可能存在夸大。

6. 综合结论与投资启示

RISC-V正处在一个从“主题叙事”向“基本面驱动”过渡的关键阶段。这是一个长周期、高确定性的产业趋势,但短期业绩兑现将呈现结构性分化。

最具投资价值的细分环节

确定性最高:低功耗IoT/MCU芯片
市场成熟,逻辑已验证,业绩支撑稳固。 (乐鑫科技, 兆易创新)
弹性最大:IP服务与生态软件
“卖水者”,与整个生态扩张挂钩。 (芯原股份, 润和软件)
最具想象力:高性能计算 (AI/服务器)
未来星辰大海,一旦突破则估值重塑潜力巨大。 (国芯科技)

市场数据透视

RISC-V SoC 市场渗透率预测

2031年RISC-V芯片市场份额预测

核心数据源摘要

一、概述与定位

  • 基本定义: 精简指令集技术,对标ARM,以其开源免费、设计灵活、低功耗等优势迅速崛起,已成为中国CPU最受欢迎架构。
  • 核心优势: 开源模式打破传统ISA封闭,带来“架构平权”;模块化设计适合定制化、轻量化场景;为国内消费电子厂商省下大笔ARM授权费。
  • 战略意义: 在X86和ARM存在供应风险背景下,被认为是国产芯片“弯道超车”的机遇。

二、市场发展与预测

  • 出货量: 2022年已出货100亿颗(一半来自中国),基金会预测到2025年将突破800亿颗,增长超预期。工信部表示2024年出货量已达数百亿颗。
  • 市场份额: 预计到2031年,将在消费电子(39%)、计算机(33%)、汽车(31%)、数据中心(28%)、工业(27%)和网络通信(26%)等市场占据显著份额。

三、生态、政策与会议

  • 生态建设: 上海、江苏、武汉等地成立产业联盟、生态街区和创新中心,形成产业集聚。平头哥开发者社区用户超15万人。
  • 政策支持: 传闻8个政府机构联合起草文件鼓励使用;工信部表态支持;上海市将打造RISC-V产业集聚区。

四、技术、标准与软件适配

  • 标准制定: RVA23 Profile获批,为芯片设计提供了统一标准。
  • 软件生态: 谷歌宣布Android支持RISC-V;平头哥完成与主流OS深度适配;英伟达正推进CUDA向RISC-V架构的移植工作

五、应用领域与场景

  • 当前主要应用: 物联网、嵌入式、消费电子(乐鑫、恒玄、君正等)。
  • 向高端拓展: 向服务器、数据中心(算能)、汽车电子、AI与机器学习等领域迈进。

一、技术特点与优势

  • 核心优势: 模块化设计、指令集精简(仅40余条)、全面开源(含工具链)、成本优势显著(对比ARM可节省约40%授权成本,综合成本降低20%-30%)。

二、生态现状与挑战

  • 短板: 软件开发工具链和操作系统支持滞后于ARM,安卓移植仍在早期。
  • 风险: 开源导致生态碎片化风险,需政策引导或头部企业牵头制定标准。

三、性能与谬误分析

  • 性能定位: 阿里平头哥玄铁910性能约ARM A78的70%,是“接近但尚未完全超越”,与X86仍有代差。
  • 应用场景: 当前主要用于边缘侧轻量化推理,尚未支持主流大模型
  • 先进制程依赖: 7nm/5nm制程仍依赖台积电/三星,存在断供风险。

四、国内厂商与政策动态

  • 阿里平头哥: 推出C930服务器芯片,目标五年内抢占ARM 1/3市场份额。
  • 政策推动: 国产替代加速,信创工程要求芯片、OS、开发工具全面国产化,党政军/国企采购优先自主架构。

一、市场趋势与预测

  • 渗透率预测: SoC市场渗透率预计从2023年的2.7%增长到2030年的22.3%,市值达927亿美元。
  • 中国市场: 渗透率最高地区,预计到2030年占全球27%,CAGR达47%。

二、关键应用场景:AI领域

  • 架构适配性: 低功耗和高能效比使其成为边缘AI设备的理想选择。
  • RVV扩展: RISC-V向量扩展(RVV)正成为连接“通用CPU”和“专用NPU”的关键桥梁。
  • 与CUDA生态的融合 (重大事件): NVIDIA宣布CUDA将正式支持RISC-V架构,标志着其获得进入主流AI计算领域的“通行证”。RISC-V将继承CUDA生态财富,发展路径从“重新造轮子”跃升为“站在巨人肩膀上”。

三、产业链与主要厂商

  • IP供应商: 晶心科技(技术领先)、平头哥(生态主导)、芯来科技(国内第二)、芯原股份(平台化服务)。
  • SoC/MCU企业: 阿里巴巴、全志科技、乐鑫科技、兆易创新等均已推出量产芯片。

四、挑战与风险

  • 技术挑战: 云端高性能计算场景仍需克服软件生态、内存带宽、缓存一致性等难题。
  • 生态挑战: 软件可移植性是关键,需避免生态碎片化和重复开发。

相关概念股梳理

股票名称 股票代码 核心关联逻辑 其他标签
芯原股份688521中国RISC-V产业联盟的首任理事长单位。提供一站式芯片定制服务,将第三方RISC-V IP与自有IP优化协同。中国RISC-V产业联盟, 理事长单位, 集成应用
润和软件300339阿里RISC-V玄铁优选伙伴。推出了基于RISC-V架构的OpenHarmony平板电脑,搭载平头哥曳影TH1520芯片。联盟, 阿里RISC-V玄铁优选伙伴, 无剑联盟
国芯科技688262中国RISC-V产业联盟成员、阿里伙伴。高性能云安全芯片CCP917T基于自主RISC-V架构的CRV7多核处理器设计。中国RISC-V产业联盟, 阿里RISC-V玄铁优选伙伴, 集成应用
兆易创新603986中国RISC-V产业联盟单位成员。全球首个推出并量产基于RISC-V内核的32位通用MCU产品。中国RISC-V产业联盟, 单位成员, MCU
乐鑫科技688018RISC-V专利联盟理事单位。自2020年后新产品线全面使用RISC-V内核。RISC-V专利联盟, 理事单位
全志科技300458中国RISC-V产业联盟成员、阿里伙伴。基于RISC-V架构内核开发的芯片已量产,天猫精灵搭载其产品。中国RISC-V产业联盟, 阿里RISC-V玄铁优选伙伴, 生态建设
北京君正300223RISC-V专利联盟副理事长单位。正在研发RISC-V架构的CPU核,并将用于未来的新产品中。RISC-V专利联盟, 副理事长单位, 生态建设
中科创达300496中国RISC-V产业联盟常务理事单位。共同推进基于RISC-V的开发板标准,促进RISC-V社区发展。中国RISC-V产业联盟, 常务理事单位, 生态建设
翱捷科技688220RISC-V专利联盟理事单位。RISC-V CPU子系统已在公司新一代智能终端芯片中应用。RISC-V专利联盟, 理事单位, 集成应用
安路科技688107RISC-V专利联盟理事单位。将多核RISC-V处理器系统与安路FPGA结合于一颗芯片中。RISC-V专利联盟, 理事单位, 集成应用
云天励飞688343国内首创的国产14nm Chiplet大模型推理芯片,内含国产RISC-V核。其他
三未信安688489公司的抗量子密码芯片支持RISC-V扩展指令集的密码算法引擎。其他
慧为智能920876推出基于玄铁RISC-V处理器的笔记本电脑“如意BOOK”。生态建设
中科蓝讯688332高端系列讯龙三代产品内置RISC-V CPU+HiFi4高性能DSP。生态建设
富瀚微300613长期关注和积极储备RISC-V相关技术,产品涉及RISC-V架构。SOC
成都华微688709首发32位RISC-V MCU,最终控制人为国资委。MCU, 央企芯片
龙芯中科688047国内唯一具备指令集转译能力,在RISC-V向高价值场景推广中具备核心优势。生态建设, CPU+GPU
紫光股份000938中国RISC-V产业联盟副理事长单位。中国RISC-V产业联盟, 副理事长单位
中芯国际688981中国RISC-V产业联盟副理事长单位。中国RISC-V产业联盟, 副理事长单位