Als ein in Peking ansässiges Militärinstitut im September ein Patent für einen neuen Hochleistungschip veröffentlichte, bot dies einen Einblick in Chinas Bestreben, den globalen Chipmarkt, der eine halbe Billion Dollar schwer ist, neu zu gestalten und den US-Sanktionen zu widerstehen.

Die Akademie für Militärwissenschaften der Volksbefreiungsarmee (PLA) hatte einen als RISC-V bekannten Open-Source-Standard verwendet, um Fehlfunktionen in Chips für Cloud Computing und intelligente Autos zu reduzieren, wie die Patentanmeldung zeigt.

RISC-V ist eine Befehlssatzarchitektur, eine Computersprache, die für die Entwicklung von Smartphone-Chips bis hin zu fortschrittlichen Prozessoren für künstliche Intelligenz verwendet wird.

Die gängigsten Standards werden von westlichen Unternehmen kontrolliert: x86, dominiert von den US-Firmen Intel und Advanced Micro Devices, und Arm, entwickelt von der britischen Arm Holdings, die der SoftBank Group gehört.

Die Exportkontrollen der USA und Großbritanniens verhindern den Verkauf nur der fortschrittlichsten x86- und Arm-Designs - die die leistungsstärksten Chips produzieren - an Kunden in China.

Da die USA jedoch die Beschränkungen für Chinas Zugang zu fortschrittlichen Halbleitern und Chip-Herstellungsanlagen ausweiten, ist RISC-V aufgrund seines Open-Source-Charakters Teil von Pekings Plan, seine Abhängigkeit von westlicher Technologie zu verringern, obwohl die aufstrebende Architektur nur einen Bruchteil des Chipmarktes ausmacht.

"Der größte Vorteil der RISC-V-Architektur ist, dass sie geopolitisch neutral ist", erklärte die Kommission für Wissenschaft und Technologie der Regierung von Shanghai in einem im April veröffentlichten Bericht.

Peking und Dutzende chinesischer staatlicher Einrichtungen und Forschungsinstitute, von denen viele von Washington sanktioniert wurden, haben zwischen 2018 und 2023 mindestens 50 Millionen Dollar in Projekte investiert, die RISC-V betreffen. Dies geht aus einer von Reuters durchgeführten Überprüfung von über 100 chinesischsprachigen akademischen Artikeln, Patenten, Regierungsdokumenten und Ausschreibungen sowie Aussagen von Forschungsgruppen und Unternehmen hervor.

Obwohl die Zahl bescheiden ist, haben die jüngsten Durchbrüche und Anwendungen von RISC-V in China, viele davon mit staatlicher Unterstützung, Pekings Hoffnungen geweckt, dass der Open-Source-Standard eines Tages das x86-Arm-Duopol bedrohen könnte, so die staatlichen Medien. Intel und AMD haben auf Fragen zu dieser Angelegenheit nicht geantwortet, während Arm es ablehnte, sich zu äußern.

RISC-V-Chips, die von chinesischen Firmen und Forschungsinstituten hergestellt werden, können jetzt selbstfahrende Autos, Modelle für künstliche Intelligenz und Datenspeicherzentren antreiben, so zwei Branchenvertreter und die bisher nicht veröffentlichten Dokumente.

Die Akademie für Militärwissenschaften reagierte nicht auf eine Bitte um Stellungnahme, die über den chinesischen Staatsrat geschickt wurde.

WACHSENDE REIFE

Arm und x86 sind geschlossene Architekturen, d.h. sie sind proprietär und kosten den Benutzern eine Lizenzgebühr. Ihre Beschreibungen sind Tausende von Seiten lang, mit komplexen Anweisungen und zahlreichen inkompatiblen Versionen, die nur von ihren Entwicklern geändert werden können.

RISC-V ist kostenlos und hat eine einfachere Struktur, die oft zu energieeffizienteren Chips führt. Außerdem können die Benutzer auf dem Framework aufbauen, um es ihren Bedürfnissen anzupassen.

Die Hälfte der mehr als 10 Milliarden RISC-V-Chips, die bis 2022 weltweit ausgeliefert werden, stammt aus China, wie die staatliche Zeitung China Daily im August berichtete. Bao Yungang, stellvertretender Direktor des chinesischen Institute of Computing Technology, sagte auf einer Chip-Konferenz im vergangenen Juni, dass die Finanzierung von RISC-V-Startups in China bis zu diesem Zeitpunkt mindestens 1,18 Milliarden Dollar erreicht hatte.

"Das RISC-V-Ökosystem in China ist das ausgereifteste weltweit", was auf das Bedürfnis der Regierung und der Industrie zurückzuführen ist, eine Technologie zu entwickeln, mit der die US-Sanktionen umgangen werden können, sagte ein Vertriebsmitarbeiter eines in Peking ansässigen Unternehmens, das RISC-V-Chips entwickelt, der nicht befugt war, öffentlich zu sprechen.

Laut der AcclaimIP-Datenbank von Anaqua wurden im vergangenen Jahr in China 1.061 Patente veröffentlicht, die RISC-V betreffen, 10 mehr als im Jahr 2018. Während in den USA ein ähnlicher Anstieg zu verzeichnen war, wurden in China 2.508 derartige Patente veröffentlicht, während es in den USA 2.018 waren.

Die chinesischen Tech-Giganten Alibaba und Huawei, die beide nicht auf Anfragen zur Stellungnahme reagierten, waren die viert- und fünftgrößten Anmelder.

Arm ist die dominierende Architektur in China, so dass RISC-V eine langfristige Wette ist, um Peking gegen ein Szenario abzusichern, in dem Arm gezwungen ist, nicht nur die Lizenzvergabe an Huawei zu stoppen, wie es 2019 vorübergehend der Fall war, sondern an alle chinesischen Unternehmen.

Während die Leistung von RISC-V-Chips bei komplexen Rechenaufgaben hinter der von Arm zurückbleibt, schließt sich die Lücke, da sich RISC-V-Startups vermehren und mehr Technologieunternehmen in den Open-Source-Standard investieren, sagte Richard Wawrzyniak, Hauptanalyst bei der SHD Group, einem Marktforschungsunternehmen.

'WAHRER AUFSTIEG ZUR MACHT'

Die RISC-V-Technologie entstand im letzten Jahrzehnt in den Labors der University of California in Berkeley.

Wenige Monate nachdem Huawei im Mai 2019 von der Trump-Administration auf die schwarze Liste gesetzt wurde, verlegte RISC-V International, eine gemeinnützige Stiftung, die die Entwicklung des Standards überwacht, ihren Sitz von Delaware in die Schweiz.

Calista Redmond, CEO von RISC-V International, erklärte gegenüber Reuters, dass der Umzug nicht dazu diene, "irgendwelche rechtlichen Beschränkungen durch eine Regierung zu umgehen", sondern "um ein kontinuierliches Wachstum des Ökosystems des offenen Standards für die kommenden Jahre sicherzustellen".

Dennoch sagt die Stiftung auf ihrer Website, dass der Umzug die Unsicherheit gemildert hat, da es in der RISC-V-Gemeinschaft "in den Jahren 2018-2019" Bedenken bezüglich der geopolitischen Landschaft gab, ohne China zu erwähnen.

Reuters berichtete im Oktober, dass einige US-Gesetzgeber die Biden-Administration drängten, Exportbeschränkungen für RISC-V einzuführen, was laut Redmond die Entwicklung neuer und besserer Chips behindern würde.

Das U.S. Department of Commerce's Bureau of Industry Security lehnte eine Stellungnahme ab.

Für China gab es einen geopolitischen Anreiz, in den neuen Standard zu investieren.

Im Jahr 2019 organisierten Forscher der University of Electronic Science and Technology of China ein Seminar darüber, wie RISC-V China helfen könnte, technologische Autarkie zu erreichen.

"Alle waren sich einig, dass RISC-V die größte Chance ist, wenn inländische Chipsysteme die Beschränkungen der x86- und ARM-Architekturen überwinden und einen echten Aufstieg zur Macht realisieren wollen", heißt es in einer auf der Website der Universität veröffentlichten Zusammenfassung des Seminars.

Zu den jüngsten Durchbrüchen in China gehört, dass der staatliche Automobilhersteller Dongfeng Motor Corporation im letzten Jahr einen MCU-Chip für Automobile entwickelt hat, der zur Steuerung der elektronischen Systeme eines Autos verwendet wird und RISC-V nutzt.

Dongfeng und das chinesische Ministerium für Wissenschaft und Technologie reagierten nicht auf Anfragen nach einem Kommentar.

MILITÄRISCHES INTERESSE

Universitäten und Forschungsinstitute, die mit dem chinesischen Militär verbunden sind, haben in den letzten Jahren ebenfalls RISC-V entwickelt und gefördert, wie Reuters herausfand.

Die von der PLA geführte National University of Defense Technology war laut AcclaimIP unter den Top 15 der seit 2018 in China angemeldeten RISC-V-Patente, ebenso wie das Peng Cheng Laboratory, das Partnerschaften mit mindestens zwei verteidigungsbezogenen Instituten unterhält.

Auf einer akademischen Konferenz im November 2022 präsentierten Forscher der Beihang Universität, deren Wissenschaftler an der Entwicklung chinesischer Militärflugzeuge und Raketen beteiligt sind, das Design für einen RISC-V Chip, der Radarsignale verarbeitet.

Im Jahr zuvor hatten Forscher am Institut für Software der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS), einer staatlichen Denkfabrik, einen RISC-V-Chip mitentwickelt, der eine Art von Cyberangriff verhindern soll. Das Institut ist ein Lieferant der PLA, wie aus Ausschreibungen der Regierung hervorgeht.

Im Mai 2023 stellte das CAS Institute of Computing Technology, das unter US-Sanktionen steht, die zweite Generation des "Xiangshan", eines RISC-V-Hochleistungs-PC-Chips, und "Aolai", eines RISC-V-Betriebssystems, vor.

Das Interesse der chinesischen Institute und Universitäten, die auf Anfragen nicht reagierten, erinnert an die Investitionen der Defense Advanced Research Projects Agency der US-Regierung in RISC-V-Forschungslabors und -Unternehmen vor einem Jahrzehnt.

Ein Sprecher der Behörde sagte, dass sie die Entwicklung der RISC-V-Architektur zwar nicht direkt finanziert hat, aber Bemühungen, die RISC-V zur "Entwicklung von Prototyp-Chips und zum Testen von Forschungshypothesen im Interesse der nationalen Sicherheit der USA" nutzen.

Trotz seines Versprechens hat RISC-V bisher die Dominanz von x86 und Arm nicht gebrochen. Die SHD Group schätzt, dass 1,9 % aller im Jahr 2022 ausgelieferten System-on-a-Chip-Einheiten einen RISC-V-Prozessor haben.

Doch angesichts der wachsenden Nachfrage nach KI-Chips haben die niedrigen Kosten, die einfache Anpassung und die Energieeffizienz von RISC-V es für einige Chiphersteller attraktiv gemacht.

Erstausrüster "wollen hochgradig angepasste Kerne entwickeln. Und RISC-V passt wirklich gut dazu", sagte Ziad Asghar, Senior Vice President of Product Management bei Qualcomm, in einem Interview, das im September auf der Website des Unternehmens veröffentlicht wurde.

($1 = 7,1497 Chinesische Yuan Renminbi) (Berichterstattung von Eduardo Baptista und der Pekinger Nachrichtenredaktion; Bearbeitung durch David Crawshaw)