同样，芯片在其他电子及设备中都在发挥着重要的作用，非智能设备如遥控器、空调、LED灯泡等都存在着芯片的身影。随着5G、AIoT等的飞速发展，智能化、互联化、云化等越来越需要芯片去发挥作用，特别是人工智能芯片成为了传统芯片厂商、互联网/科技巨头和AI创企的竞争高地。

　　三．芯片的分类

　　芯片有多种分类方式，根据处理的信号的不同，芯片可分为数字芯片和模拟芯片。

　　数字信号：信息参数在时间和幅度上都是离散的信号，是模拟信号经采样量化后得到的离散信号，以二进制（0/1）表示。其特点是：在时间和幅度上离散变化，易存储、不衰减、更适合被高速处理。

　　模拟信号：信息参数在给定时间范围内表现为连续的信号，例如温度、压力、声音和图像等。其特点是：幅度随时间连续变化，能真实、逼真的反映我们所处的物理世界，但是易衰减、不易存储。

　　处理数字信号的为数字芯片，处理模拟信号的为模拟芯片。以智能手机为例，外界的模拟信号如拍照获得的图像、识别所需的指纹或面容等模拟信号通过模拟芯片进行处理，然后通过模转数模块将模拟信号转化为数字信号，再由数字芯片进行处理；处理后的数字信号根据需要也会通过数转模芯片转化为模拟信号进行对外传输。

　　四．芯片产业链

　　1.上游——国际巨头垄断高端通用芯片，国内企业奋力追赶

　　芯片设计是芯片产业链的顶端，包括架构选择、逻辑设计、电路设计、封装设计等一系列的步骤。

　　根据DIGITIMES Research的数据，2018年全球IC设计厂商收入排名前十位中只有华为海思一家大陆企业上榜。虽然以华为海思为代表的移动处理器芯片设计厂商已进入全球前列，但国内芯片设计总体水平相比于国际芯片巨头还存在着巨大差距，CPU、GPU、FPGA等高端通用芯片仍被国际巨头垄断。

　　近年来我国设计产业发展迅猛，行业增速远超国际平均水平，华为海思已经达到7nm先进制程，在5G芯片技术上也走在世界前列；紫光展锐、大唐的5G部署在积极进行；汇顶科技的指纹识别芯片应用于国内大部分智能手机；寒武纪、地平线的AI布局在国际崭露头角。

　　（1）  芯片设计的商业模式

　　按照芯片设计的商业模式，可分为IP设计和芯片设计。

　　IP设计，即设计芯片IP核（IPcore）。IP核是芯片常用设计模块，现在芯片的设计，不再是完全从0开始，都是基于某些成熟的IP核，并在此基础之上进行芯片功能的添加。

　　以ARM公司为例，自身不生产芯片，而通过处理器授权、处理器优化包授权与架构授权三种授权方式作为商业模式。芯片设计公司获取ARM公司的授权，得到ARM芯片的IP核，在此基础上进行进一步的芯片开发。

　　芯片设计，即通过自主架构或已授权架构，根据细分市场的需求进行有针对性的开发。

　　（2）芯片架构

　　在设计环节，最重要就是选择指令集架构。

　　指令集架构不仅仅是一组指令的集合，它还要定义与软件相结合的硬件信息，用硬件电路实现指令集所规定的操作运算，处理器架构设计是目前芯片产业的最高层级和最重要的层级。

　　指令集架构可以理解为一个抽象层，构成处理器底层硬件与运行于其上的软件之间的桥梁与接口，也是现在计算机处理器中最重要的一个抽象层。

　　目前，世界主流的架构有ARM公司主导的ARM架构，和Intel主导的x86架构。整体来看，ARM和x86架构几乎瓜分了整个架构市场。而以灵活、精简、开源等特性的RISC-V架构同样受到越来越多的关注，在物联网、AI等芯片领域有巨大的潜力，也成为中国芯的新机遇。

　　①  CISC与Intel x86

　　现在常用的PC端或服务器，使用的主要是英特尔和AMD公司的CPU。这类CPU使用的指令集，属于CISC（Complex Instruction Set Computer）即复杂指令集计算机。一款CPU支持的指令集，可以有很多种，早期的CPU都是基于CISC。

　　1978年6月8日，Intel生产出了世界上第一款16位的微处理器并命名为“i8086”， x86架构诞生，它定义了芯片的基本使用规则。随后几十年，x86架构不断改进，x86指令集被当做一种规范沿用至今，英特尔因此成为行业龙头。

　　2003年，AMD推出了业界首款64位处理器Athlon 64，也带来了x86-64，即x86指令集的64位扩展超集，Intel与AMD的斗争从此拉开。

　　②  RISC与ARM

　　移动互联网时代的到来对低功耗的要求越来越高，x86架构整个指令集中，只有约20%的指令会被经常使用。于是，1979年美国加州大学伯克利分校的David Patterson教授提出了RISC的想法，主张硬件应该专心加速常用的指令，较为复杂的指令则利用常用的指令去组合。

　　RISC（Reduced Instruction SetComputer）即精简指令集计算机。RISC通过精简CISC指令种类，格式，简化寻址方式，达到省电高效的效果，适合手机、平板、数码相机等便携式电子产品或物联网产品。

　　上个世纪80年代，ARM公司就是基于RISC架构开始做自己的芯片，最终一步一步崛起，战胜了英特尔，成为现在的移动芯片之王。如今，包括华为麒麟、高通骁龙在内的大部分手机终端和物联网设备芯片，都是基于ARM的架构设计。

　　2007年，iPhone横空出世开创了移动互联网时代，第一代iPhone的处理器芯片即使用ARM架构设计。2008年，Google推出了基于ARM指令集的Android系统。至此，智能手机的飞速发展奠定了ARM在智能手机市场的霸主地位。

　　③  RISC-V与AIoT

　　现如今，随着5G、物联网、人工智能等技术的蓬勃发展，越来越多的企业开始生产和制造服务于各个垂直行业的终端和模组。在架构的选择上，x86是封闭性技术、ARM架构均须支付高额授权费，这种情况下，RISC-V诞生并登上舞台。

　　RISC-V指令集非常精简和灵活。它的第一个版本只包含了不到50条指令，可以用于实现一个具备定点运算和特权模式等基本功能的处理器。RISC-V架构采用的开源方式，其指令集可以自由地用于任何目的，允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件而不必支付给任何公司专利费。