Quando a settembre un istituto militare con sede a Pechino ha pubblicato un brevetto per un nuovo chip ad alte prestazioni, ha offerto uno sguardo al tentativo della Cina di rifare il mercato globale dei chip da mezzo trilione di dollari e di resistere alle sanzioni degli Stati Uniti.

L'Accademia di Scienze Militari dell'Esercito Popolare di Liberazione (PLA) ha utilizzato uno standard open-source noto come RISC-V per ridurre i malfunzionamenti nei chip per il cloud computing e le auto intelligenti, come dimostra il deposito del brevetto.

RISC-V è un'architettura di set di istruzioni, un linguaggio informatico utilizzato per progettare qualsiasi cosa, dai chip per smartphone ai processori avanzati per l'intelligenza artificiale.

Gli standard più comuni sono controllati da aziende occidentali: x86, dominato dalle aziende statunitensi Intel e Advanced Micro Devices, e Arm, sviluppato dalla britannica Arm Holdings, di proprietà di SoftBank Group.

I controlli sulle esportazioni degli Stati Uniti e del Regno Unito impediscono la vendita ai clienti in Cina solo dei progetti x86 e Arm più avanzati, che producono i chip più performanti.

Ma mentre gli Stati Uniti ampliano le restrizioni sull'accesso della Cina ai semiconduttori avanzati e alle attrezzature per la produzione di chip, la natura open-source di RISC-V l'ha resa parte del piano di Pechino per ridurre la sua dipendenza dalla tecnologia occidentale, sebbene l'architettura emergente rappresenti una frazione del mercato dei chip.

"Il più grande vantaggio dell'architettura RISC-V è che è geopoliticamente neutrale", ha dichiarato la Commissione per la Scienza e la Tecnologia del Governo di Shanghai in un rapporto pubblicato ad aprile.

Pechino e decine di enti statali e istituti di ricerca cinesi, molti dei quali sanzionati da Washington, hanno investito almeno 50 milioni di dollari in progetti che coinvolgono RISC-V tra il 2018 e il 2023, secondo un'analisi Reuters di oltre 100 articoli accademici in lingua cinese, brevetti, documenti governativi e gare d'appalto, nonché dichiarazioni di gruppi di ricerca e aziende.

Sebbene la cifra sia modesta, le recenti scoperte e applicazioni di RISC-V in Cina, molte delle quali con finanziamenti governativi, hanno aumentato le speranze di Pechino che lo standard open-source possa un giorno minacciare il duopolio x86-Arm, secondo i media statali. Intel e AMD non hanno risposto alle domande sulla questione, mentre Arm ha rifiutato di commentare.

I chip RISC-V prodotti da aziende e istituti di ricerca cinesi possono ora alimentare auto a guida autonoma, modelli di intelligenza artificiale e centri di archiviazione dati, secondo due figure del settore e i documenti precedentemente non riportati.

L'Accademia di scienze militari non ha risposto alla richiesta di commento inviata tramite il Consiglio di Stato cinese.

MATURITÀ CRESCENTE

Arm e x86 sono architetture chiuse, ossia sono proprietarie e richiedono agli utenti un costo di licenza. I loro schemi sono lunghi migliaia di pagine, con istruzioni complesse e numerose versioni incompatibili che possono essere modificate solo dagli sviluppatori.

RISC-V è gratuito e ha una struttura più semplice, che spesso porta a chip più efficienti dal punto di vista energetico, e gli utenti possono costruire sopra il framework per soddisfare le loro esigenze.

La metà degli oltre 10 miliardi di chip RISC-V spediti a livello globale entro il 2022 sono stati prodotti in Cina, come ha riferito il quotidiano statale China Daily ad agosto. Bao Yungang, vicedirettore dell'Istituto cinese di tecnologia informatica, ha dichiarato a una conferenza sui chip lo scorso giugno che i finanziamenti per le startup RISC-V in Cina avevano raggiunto almeno 1,18 miliardi di dollari fino a quel momento.

"L'ecosistema RISC-V in Cina è il più maturo a livello globale", un risultato della necessità del governo e dell'industria di sviluppare una tecnologia in grado di aggirare le sanzioni degli Stati Uniti, ha detto un rappresentante di un'azienda di Pechino che sviluppa chip RISC-V, che non è stato autorizzato a parlare pubblicamente.

Circa 1.061 brevetti che coinvolgono RISC-V sono stati pubblicati in Cina lo scorso anno, in aumento rispetto ai 10 del 2018, come mostra il database AcclaimIP di Anaqua. Mentre gli Stati Uniti hanno registrato un aumento simile, 2.508 brevetti di questo tipo sono stati pubblicati in Cina, contro i 2.018 degli Stati Uniti.

I giganti tecnologici cinesi Alibaba e Huawei, nessuno dei quali ha risposto alle richieste di commento, sono stati il quarto e il quinto depositante.

Arm è l'architettura dominante in Cina, quindi RISC-V è una scommessa a lungo termine per assicurare Pechino contro uno scenario in cui Arm sia costretta non solo a interrompere le licenze a Huawei, come ha fatto temporaneamente nel 2019, ma a tutte le aziende cinesi.

Sebbene le prestazioni dei chip RISC-V siano inferiori a quelle di Arm nei compiti di calcolo complessi, il divario si sta riducendo con la proliferazione delle startup RISC-V e con l'investimento di un maggior numero di aziende tecnologiche nello standard open-source, ha dichiarato Richard Wawrzyniak, analista principale di SHD Group, una società di ricerche di mercato.

'VERA ASCESA AL POTERE'

La tecnologia RISC-V è emersa lo scorso decennio dai laboratori dell'Università della California, Berkeley.

Pochi mesi dopo che Huawei è stata inserita nella lista nera dell'amministrazione Trump nel maggio 2019, RISC-V International, una fondazione senza scopo di lucro che supervisiona lo sviluppo dello standard, ha spostato la sua sede dal Delaware alla Svizzera.

Calista Redmond, CEO di RISC-V International, ha dichiarato a Reuters che la mossa non è stata fatta per "aggirare qualsiasi restrizione legale da parte di un governo", ma "per garantire una crescita continua dell'ecosistema dello standard aperto per gli anni a venire".

Tuttavia, la fondazione afferma sul suo sito web che la mossa ha alleviato l'incertezza in quanto la comunità RISC-V era preoccupata "per tutto il 2018-2019" in relazione al panorama geopolitico, senza menzionare la Cina.

Reuters ha riferito in ottobre che alcuni legislatori statunitensi stavano sollecitando l'amministrazione Biden a imporre restrizioni all'esportazione intorno a RISC-V, una mossa che secondo Redmond avrebbe rallentato lo sviluppo di nuovi e migliori chip.

Il Bureau of Industry Security del Dipartimento del Commercio degli Stati Uniti ha rifiutato di commentare.

Per la Cina, c'è stato un incentivo geopolitico a investire nello standard emergente.

Nel 2019, i ricercatori dell'Università di Scienza e Tecnologia Elettronica della Cina hanno organizzato un seminario su come RISC-V potrebbe aiutare la Cina a raggiungere l'autosufficienza tecnologica.

"Tutti erano d'accordo sul fatto che se i sistemi di chip nazionali vogliono liberarsi dalle limitazioni delle architetture x86 e ARM e realizzare una vera e propria ascesa al potere, RISC-V sarà la più grande opportunità", si legge in un riassunto del seminario pubblicato sul sito web dell'università.

Tra le recenti scoperte in Cina, l'anno scorso la casa automobilistica statale Dongfeng Motor Corporation ha sviluppato un chip MCU automobilistico, utilizzato per controllare i sistemi elettronici di un'auto, utilizzando RISC-V.

Dongfeng e il Ministero della Scienza e della Tecnologia cinese non hanno risposto alle richieste di commento.

INTERESSE MILITARE

Anche le università e gli istituti di ricerca legati all'esercito cinese hanno sviluppato e promosso RISC-V negli ultimi anni, secondo quanto rilevato da Reuters.

L'Università Nazionale della Tecnologia della Difesa, gestita dal PLA, è stata nella top 15 dei brevetti RISC-V depositati in Cina dal 2018, secondo AcclaimIP, così come il Peng Cheng Laboratory, che ha partnership con almeno due istituti legati alla difesa.

In occasione di una conferenza accademica nel novembre 2022, i ricercatori della Beihang University, i cui scienziati sono coinvolti nello sviluppo di aerei e missili militari cinesi, hanno presentato il progetto di un chip RISC-V che elabora i segnali radar.

L'anno precedente, i ricercatori dell'Istituto di Software dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS), un think tank statale, hanno co-sviluppato un chip RISC-V per prevenire un tipo di attacco informatico. L'istituto è un fornitore del PLA, come risulta dalle gare d'appalto governative.

Nel maggio 2023, l'Istituto di Tecnologia Informatica del CAS, che è sotto sanzioni statunitensi, ha presentato la seconda generazione di "Xiangshan", un chip RISC-V per PC ad alte prestazioni, e "Aolai", un sistema operativo RISC-V.

L'interesse degli istituti e delle università cinesi, che non hanno risposto alle domande, fa eco agli investimenti nei laboratori di ricerca e nelle aziende RISC-V effettuati un decennio fa dalla Defense Advanced Research Projects Agency del Governo americano.

Un portavoce dell'agenzia ha dichiarato che, pur non finanziando direttamente lo sviluppo dell'architettura RISC-V, ha finanziato iniziative che utilizzavano RISC-V per "creare prototipi di chip e testare ipotesi di ricerca nell'interesse della sicurezza nazionale degli Stati Uniti".

Nonostante le sue promesse, RISC-V finora non ha spezzato il dominio di x86 e Arm. Il Gruppo SHD ha stimato che l'1,9% di tutte le unità system-on-a-chip spedite nel 2022 avevano un processore RISC-V.

Ma con la crescita della domanda di chip AI, il basso costo, la facilità di personalizzazione e l'efficienza energetica di RISC-V lo hanno reso interessante per alcuni produttori di chip.

I produttori di apparecchiature originali "vogliono sviluppare core altamente personalizzati. E RISC-V è davvero adatto a questo scopo", ha dichiarato Ziad Asghar, vicepresidente senior della gestione dei prodotti di Qualcomm, in un'intervista pubblicata sul sito web dell'azienda a settembre.

(1 dollaro = 7,1497 yuan cinesi renminbi) (Redazione Eduardo Baptista e redazione di Pechino; editing di David Crawshaw)