RISC-Vは高度なチップの供給チェーンをどのように変えるのか？

革新的な新しい電子機器から最も強力な人工知能（AI）の使用事例に至るまで、先進的なチップは最新技術の背骨を形成しています。現在のイノベーションの速度は、より小さなパッケージでのより多くのパワーにかかっています。

長年にわたり、多くの産業がカスタムチップの設計を追求する専門知識やリソースを持っていませんでしたが、カスタムチップは消費者向け電子機器、コンピューティング、データストレージおよび集約、モビリティなど、さまざまなアプリケーションでの機能の幅広い範囲をもたらすという事実にもかかわらずです。

しかし、そのようなコンポーネントを提供する能力と容量は、主に世界中のいくつかの主要メーカーにあります。一部の国はこの分野で台頭しており、経済がそれに依存しているためにファブの能力を構築していますが、寡占市場は米国、中国、台湾で構成されています。世界中で変化が起こっていますが、権力を持つ者（中国と米国）は、輸入と輸出に関する戦いでその権威を行使しています。

これらの国々が互いに争っている間、部品設計者たちは、開発と製造の取り組みにおける柔軟性の源泉を検討しています。リデュースド・インストラクション・セット・コンピューティング・アーキテクチャの第5版（RISC-V）は、多くの企業にカスタマイズされた半導体製品を大幅に削減されたコストで提供するプラットフォームを提供することができるだけでなく、新しいコンポーネントのための高価なIPライセンスの排除も可能にします。

RISC-Vとは何か？

今日利用可能な2種類のコンピュータ処理ユニット（CPU）構造の間には議論があります。一般的に、高性能チップメーカーのIntelとAMDはx86構造を使用しています。代わりに、複雑命令セットコンピュータ（CISC）の一般的な選択肢であるARM CPUがあります。しかし、無料で使用できるオープンソースソリューションが利用可能になることで、開発者はさまざまなアプリケーションに適応させることができる、より柔軟性の高いプラットフォームを活用することができます。

使い勝手の面で、"RISC-V"（「リスク・ファイブ」と呼ばれる）は、製造業者自身から派生する制約なしに、より革新的なCPUを構節するためのより柔軟なアーキテクチャと見なされています。2014年にカリフォルニア大学（UC）バークレー校によって導入され、現在はRISC-V Internationalという非営利団体が監督しているRISC-Vは、CPUの設計や再検討に必要な要件が少ないという特徴があります。RISC-Vを従来のCISCアーキテクチャと比較すると、前者は高い処理能力を要求するさまざまなアプリケーションにより適応しやすいです。

ロイヤリティフリーのチップ開発の機会

使いやすさが評価される一方で、オープンソースプラットフォームであるRISC-Vはロイヤリティフリーでもあります。歴史的に、半導体設計者はx86やARMに向かい、それぞれの所有者にプラットフォームの使用料を支払ってきました。自由の要素がRISC-Vに多くの賞賛をもたらすことに驚くことはありません。さらに、オープンソースのサポートは、x86やARMでは明らかでない、または利用できないかもしれない能力や設計アイデアへのアクセスを設計者に提供します。

中国対米国：オープンソースISAへの制限

RISC-Vの使用とより高度な技術の開発は、中国と米国の間の対立によって影を落としています。セキュリティへの懸念だけでなく、EDA市場での競争もあり、米国はRISC-Vに関連するトピックでの米中研究者間の協力を禁止することによって、中国によるRISC-Vの使用を抑制する支援をしています。中国は、英国のARM社や米国のIntel社に代わる代替手段として、RISC-VオープンISAを活用したコンポーネントの研究開発に大きく投資しています。

RISC-Vがチップ供給チェーンに与える影響

米国によって中国に課された制限、新しい設計組織の可能性、ファブレス製造モデルの採用など、RISC-Vがグローバルな電子設計自動化（EDA）供給チェーンに長期的に与える影響を決定する要因はいくつかあります。

OEMはファブレスチップ企業になるのか？

RISC-Vのオープンソース性質は、設計チームがISAと設計例にアクセスできるようになるため、サプライチェーンにも変革をもたらす可能性があります。これにより、企業は特定のメーカーに縛られることなく、より高度なコンポーネントを自社で開発する能力を得ることができます。IntelやTSMCなどからの製造能力へのアクセスが拡大することで、企業はライセンス料の負担が少なく、リスクも低い状態で独自のカスタムチップを製造する大きな機会を得ています。Microsoft、Tesla、Northrop Grummanなどのテクノロジー企業がチップ設計活動を内製化しており、RISC-Vは他の企業にも同様の道を歩むチャンスを提供しています。

RISC-Vのメリットとデメリットを理解する

利点

• コストとカスタマイズ：オープンソースの命令セットであるため、使用するためのライセンス料は発生しません。企業は初期費用なしで自社のプロセッサを開発できるため、イノベーションの速度を加速させ、単位コストを削減することができます。
• 柔軟性：完全なカスタマイズにより、機能からセキュリティまで、さまざまな要素を開発者がコントロールできます。基本ISAに拡張機能を追加できるため、設計者が主要な購入アーキテクチャを使用する場合に比べて、はるかに柔軟性があります。
• 消費電力の削減：企業は部品の開発方法をよりコントロールできるため、消費電力を削減するための調整を行うことができます。x86のようなソリューションを使用する場合、設計者は効率の変更に制限があります。
• 調達の容易さ：製品を設計する際、企業はx86ベースやARMベースのソリューションが入手不可能な場合、RISC-Vパーツを活用できます。企業は独自の技術にのみ依存するわけではありません。

欠点

• 未成熟なエコシステム：RISC-Vは比較的新しいため、このアーキテクチャを使用して開発するために必要なツールやソフトウェアはまだ発展途上です。場合によっては、確立された設計図と比較して、設計を適応させる選択肢が少ないかもしれません。
• ベンダーからの限定的なサポート：ファブレス製造には潜在的な可能性がありますが、RISC-Vチップを製造している企業はまだ少なく、設計者の選択肢を制限する可能性があります。この状況では、適切なサプライヤーとの関係構築が、成功的な納品と製造不能の違いを生むかもしれません。
• 国家的な制限：米国が中国のRISC-Vメーカーに対する管理を巡る継続的な議論のため、中国ではより大きな制限が課されるか、または二国間の継続的な対立のためにこのアーキテクチャの使用が中止される可能性があります。
• セキュリティ： 中国の研究者は、オープンソースのCPUアーキテクチャにいくつかのセキュリティ上の欠陥を発見しました。一般的に、CISCはRISCよりも安全であると期待されています。

進化するEDA業界と変化するファブの力

RISC-Vの使用が必ずしもすべての主要メーカーに影響を与えるわけではありませんが（特にリーダーである台湾セミコンダクターマニュファクチャリングカンパニーTSMC）、オープンISAを高度なパッケージング技術と組み合わせて使用し続けることで、特定のOEMがシステムを設計する方法に大きな変化が生じる可能性があります。米国と中国が市場での位置を決めるために対立している間、他の地域はオープンソースソリューションを活用して分割統治することができます。つまり、デザイナーやメーカーは自分たちの得意なことに専念します。

これは業界にとってより多くの機会を提供する可能性がありますが、部品デザイナーが新興市場全体で増加する製造能力を取りに行くにつれて、より多くの変動を促す可能性もあります。ヨーロッパとアジアは、経済を成長させる（アジア）またはより独立を深める（ヨーロッパ）ために、チップ生産に注目を集めることで、この動きから利益を得ることができます。