所谓“ARM 公版架构”,指厂商直接采用 ARM 公司已设计完成的 CPU 核心(如 Cortex-A 系列),而不是从零开始自主研发 CPU 微架构。华为麒麟、高通骁龙、联发科天玑等主流移动芯片,在相当长一段时间内,都大量使用ARM公版核心。

在半导体行业的技术迭代浪潮中,ARM架构长期占据重要地位,但如今其公版设计正面临前所未有的市场挑战。从服务器、汽车电子,到物联网、移动终端,转而拥抱自主性更强、灵活性更高的自研微架构或开源方案,行业竞争格局正悄然重塑。

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服务器领域:份额增长难阻核心客户“叛离”,自研微架构成新选择

ARM架构多年来一直试图突破服务器市场,凭借节能优势,在英特尔失去制造优势后获得了发展契机。据Dell’Oro Group报告显示,2025年第二季度,ARM CPU在服务器市场的份额已攀升至四分之一,较一年前的15%实现显著增长,这一成绩主要得益于英伟达Grace-Blackwell架构机架级计算平台(如GB200和GB300 NVL72)的广泛应用。

然而,这一增长态势未能阻挡核心客户的“叛离”。在2025年CES展会上,英伟达首席执行官黄仁勋宣布,新一代Rubin数据中心产品将于年内面市,其核心Rubin GPU搭载了专为“智能体推理”设计的全新Vera CPU。这款CPU采用英伟达自研的Olympus核心架构,集成88个定制化ARM核心,支持176个线程,彻底脱离了ARM公版设计的束缚,性能较前代Grace Blackwell中的CPU提升约2倍,将为人工智能发展注入新动力。

事实上,企业数据中心采用ARM架构仍面临多重阻碍,包括现有基础设施兼容性、硬件限制、云服务功能对等性、软件支持及许可证等一系列问题,这也促使头部企业加速探索自主可控的技术路径。

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汽车芯片:RISC-V开源优势凸显,分食ARM市场份额

随着汽车智能化、电动化的快速普及,汽车座舱芯片、大算力SoC芯片及MCU等需求激增,ARM架构凭借完善的生态软件长期占据主导地位。高通依托过往SoC技术积累与蜂窝技术优势,成为该领域的领军者;国内芯擎、华为、展锐、芯驰、瑞芯微、杰发等企业也凭借技术实力占据一席之地,且均基于ARM架构。

但如今,RISC-V芯片正强势崛起,逐步蚕食ARM的市场份额。关键原因在于ARM架构的专利收费模式——每颗ARM架构芯片需缴纳售价2.5%的“授权费”,而X86服务器芯片的专利抽成高达15%。相比之下,RISC-V的开源特性与永久免费的技术方案,大幅降低了企业的研发与生产成本,迅速吸引了行业关注。

截至2025年4月,中国RISC-V联盟成员单位已增至356家,国产RISC-V芯片累计出货量突破80亿颗,占全球总量的40%以上,其中微控制器(MCU)年出货量达20亿颗,增速高达42%。预计到2030年,全球RISC-V处理器出货量将达到170亿颗,中国将持续在该领域保持主导地位。

在车规级应用领域,RISC-V的生态布局正加速推进:

国内方面,东风汽车发布RISC-V架构高性能车规级MCU芯片DF30,国芯科技启动基于RISC-V架构的车规MCU芯片CCFC3009PT的设计开发;国内成立的RISC-V汽车工作组联合制定《车用处理器标准》,覆盖功能安全、通信协议等18项指标,为行业协同发展奠定基础。

国际层面,博世、大陆等Tier1厂商启动RISC-V车规芯片评估,探索其在动力、底盘等关键领域的应用;大众、宝马牵头组建RISC-V汽车联盟(RVAA),推动行业标准化与供应链协同;特斯拉、高通探索RISC-V在自动驾驶和智能座舱的应用,SiFive等IP供应商加速布局车规市场,英飞凌更是推出基于RISC-V的全新AURIX系列MCU,覆盖全场景汽车应用。RISC-V从技术探索走向规模化落地已成为明确趋势。

即便仍是ARM阵营核心成员的高通,也在寻求突破。其已发布基于自研Oryon CPU和Adreno GPU的骁龙座舱平台至尊版,与此前行业领先的SA8295等高端座舱芯片相比,该平台的CPU性能提升3倍,AI性能提升12倍,能极大满足最新的车载超高清多屏座舱设计需求。

作为目前ARM阵营中极少数能同时实现CPU、GPU、NPU、基带全部自研架构的厂商,高通不易受到“公版架构”以及供应链驱动、软件开发水平的制约,能够更深入、及时地调整硬件设计,更快地为开发者提供新的驱动和软件功能。

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物联网领域:RISC-V异军突起,ARM主导地位受冲击

在边缘AI和物联网(IoT)的集成应用中,过去一直是ARM架构芯片占据主流。如今,受多种因素驱动,一些企业正纷纷转向RISC-V。

乐鑫科技自2019年起全面转向RISC-V架构,采用自研RISC-V处理器内核,产品覆盖从低功耗协处理器到高性能多核SoC的全场景需求,广泛应用于物联网、智能穿戴等领域;中科蓝讯的主要产品基于RISC-V内核,专注于低功耗、高性能无线音频SoC芯片研发,覆盖蓝牙耳机、音箱、智能穿戴等场景,90%以上的收入来自RISC-V架构芯片;全志科技早期与阿里合作推出基于玄铁RISC-V内核的量产芯片,后续逐步采用“ARM+RISC-V”异构计算架构,最新一代芯片已全面转向双RISC-V架构,应用于安防、智能穿戴等领域。此外,奕斯伟计算、时擎科技、芯原股份等企业也纷纷发布RISC-V芯片。这些企业或因ARM授权限制,或出于技术灵活性需求,或看好RISC-V生态的发展前景,逐步转向RISC-V架构,有力推动了RISC-V在物联网领域的应用落地。

在物联网领域,RISC-V架构相比ARM架构具有显著优势:

其一,成本更低。RISC-V是开源架构,无需支付授权费用,能有效降低芯片设计和生产成本,尤其适合预算有限的物联网项目或初创企业;而ARM架构需支付授权费,无疑增加了开发成本。

其二,定制化能力更强。RISC-V的模块化设计允许开发者根据具体应用场景,灵活定制指令集和硬件功能,例如针对特定传感器或通信协议进行优化,实现更高效的物联网设备;而ARM架构的定制化能力相对较弱,需依赖厂商提供的固定核心设计。

其三,功耗更优。RISC-V可通过精简指令集和定制化设计,实现更低的功耗,非常适合电池供电的物联网设备,如智能传感器、可穿戴设备等;ARM虽也有低功耗系列,但RISC-V的灵活性使其在特定场景下能更精准地优化功耗。其四,自主可控性更高。RISC-V的开源特性使企业能自主控制芯片设计和生产,减少对国外技术的依赖,增强供应链的安全性和稳定性,契合物联网设备对自主可控的核心需求。其五,创新响应更快。开源社区的活跃参与,让RISC-V能快速响应新技术和市场需求,加速创新迭代。例如,在AIoT领域,RISC-V可通过添加专用指令集快速适配AI算法,而ARM的迭代则需依赖厂商的规划和资源投入,响应速度相对较慢。

值得关注的是,高通也在物联网领域积极布局,推出了面向高端物联网设备的跃龙Q-8750和Q-7790处理器。从命名不难看出,Q-8750使用了高通自研的Oryon CPU架构,而Q-7790的性能定位大概率领先于目前所有已知的高通骁龙7系平台。近期,高通更是首次披露了全新的“跃龙IQ10”处理器,这款采用自研架构的芯片拥有18核Oryon CPU,性能十分强劲。

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手机芯片:ARM架构根基仍在,公版IP遭逐步弃用

当前,手机芯片虽然仍以ARM架构为基础,但各大厂商已在逐渐放弃使用ARM自主设计的公版IP。

高通在上一代骁龙8至尊版上便率先放弃ARM公版方案,转而采用自研Oryon CPU的“两个超大核+六个性能核”架构。去年,高通的升级思路主要以巩固这一设计路线、提升核心参数为主,尤其在CPU性能上实现了显著跃升,进一步验证了自研架构的可行性与优势。

ARM之所以面临公版架构被弃用的困境,核心问题在于其越发封闭的生态以及僵化的商业模式。此前,高通与ARM公司曾一度对簿公堂,ARM公司在起诉文件中要求高通停止使用Nuvia(2021年被高通收购)的架构——要知道,ARM对初创公司收取的授权费相对较低。不仅如此,ARM公司还明确表示,将要求所有使用ARM公版CPU的企业必须接受整套公版方案,其中包括GPU、NPU、ISP等多个组件。以高通为例,如果采用ARM公版CPU,就必须放弃自研的Adreno GPU,转而使用ARM公版GPU;反之,若高通继续使用自研的Adreno GPU,就必须在ARM架构授权的基础上,自行开发CPU。这种捆绑式的要求,严重限制了厂商的自主选择权,引发了众多企业的不满。

尽管面临公版架构被弃用的挑战,但ARM在半导体领域仍占据重要地位。其2025财年年度营收超过40亿美元,季度营收首次突破10亿美元,展现出强劲的业务增长态势。不过,在亮眼业绩的背后,公司正面临着重大的战略调整与严峻挑战。

为应对市场变化,ARM决定放弃使用近20年的Cortex品牌,转而采用全新的产品命名体系,将计算平台分为Neoverse(基础设施)、Niva(电脑)、Lumex(移动)、Zena(汽车)和Orbis(物联网)五大类别,旨在向更集成的计算平台转型。首席执行官Rene Haas表示,这种平台优先的方法不仅体现在核心IP层面,也贯穿于系统层面,能够帮助合作伙伴更快、更自信地集成技术,以应对AI需求的持续扩展。此外,ARM还正式进军定制芯片设计领域,首款定制芯片为Meta量身打造。但这一举措也潜藏风险,可能引发与现有客户的直接竞争——要知道,公司56%的收入来自前五大客户,不排除部分客户因担忧竞争而减少甚至终止合作的可能。

总体来看,ARM公司正通过品牌重塑和业务多元化来巩固市场地位,希望借助新的产品体系和集成计算平台提升核心竞争力。然而,品牌重塑并非易事,新品牌可能无法迅速获得市场认可,甚至导致客户混淆,同时还存在无意中侵犯他人知识产权的潜在风险。此外,ARM还需要在开发和维护现有知识产权组合,与拓展新市场、新产品之间合理分配资源。而那些专注于单一或有限产品的竞争对手,可能会在特定领域投入更多资源,相比之下,ARM的资源分配可能面临分散的问题,进而影响其在关键领域的竞争力。未来,ARM能否成功应对挑战、重塑市场格局,仍有待时间检验。