Mit offenem RISC-Standard Chipkrisen abwenden

Der offene Standard RISC-V kann nach einem aktuellen Acatech-Impuls die Unabhängigkeit bei Halbleitern fördern. Er sei eine Alternative zu bisherigen Standards.

Der offene Standard RISC-V kann laut Acatech helfen, künftige Chipkrisen abzuwenden.

Foto: Acatech

Der offene Befehlssatz RISC-V für Computerchips kann zum Wendepunkt für mehr technologische Souveränität werden. Zu diesem Schluss kommt der Impuls zu RISC-V von Acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften. Als Alternative zu den beiden dominierenden Standards der Branche verfüge RISC-V über das Potenzial, innovative Forschungsprojekte zu beschleunigen, mehr Wettbewerb durch unabhängige Technologieentwicklung zu fördern und damit die Resilienz zu stärken.

acatech Präsident Jan Wörner: „Strategische Souveränität erfordert auch den Abbau kritischer Abhängigkeiten durch Zugang zu mehreren Alternativen – und gerade im Chip-Sektor haben wir gespürt, wie wichtig das ist. Darüber hinaus bietet der offene Standard RISC-V neue Möglichkeiten für die Forschung und kann zum Nährboden eines Innovations-Ökosystems werden, in dem Entwicklungen schneller zu wettbewerbsfähigen Innovationen heranreifen können.“

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Der Acatech Impuls bewertet den Angaben zufolge den offenen Standard RISC-V als Katalysator für mehr Wettbewerb im gesamten Halbleiterökosystem bis hin zur Chipherstellung. Die Modularität und Erweiterbarkeit, mache RISC-V zum potenziellen Standard für Akteure in hochspezialisierten Bereichen, die bisher durch proprietäre Standards bei Befehlssätzen in ihrer Entwicklungsleistung beschränkt waren. Sie erhalten mit RISC-V ein Werkzeug für die Entwicklung disruptiver, leistungsfähiger und ressourcenoptimierter Plattformen für verschiedene Systeme, heißt es weiter.

Acatech Präsident Jan Wörner dazu: „Strategische Souveränität erfordert auch den Abbau kritischer Abhängigkeiten durch Zugang zu mehreren Alternativen – und gerade im Chip-Sektor haben wir gespürt, wie wichtig das ist. Darüber hinaus bietet der offene Standard RISC-V neue Möglichkeiten für die Forschung und kann zum Nährboden eines Innovations-Ökosystems werden, in dem Entwicklungen schneller zu wettbewerbsfähigen Innovationen heranreifen können.“

Bisherige Standards sind proprietär

Erweiterte Möglichkeiten im Chipdesign nutzen Befehlssätze bestimmen die Kommunikation zwischen Hardware und Software. Sie sind das Sprachsystem des Prozessors. Aktuell dominieren zwei Standards den Markt – ARM und x86. Beide Standards sind proprietär. Entwickelnde Unternehmen sind also abhängig von der Erteilung dieser Lizenzen, ein Hemmnis für alle chipentwickelnden Unternehmen, insbesondere für KMU und Start-ups. Im Fall von Handels- oder Technologieembargos können ganze Industriezweige in ihrer Handlungsfähigkeit eingeschränkt werden, weil Lizenzen entzogen werden und Produkte nicht mehr eingeführt werden dürfen.

Keine Lizenzen für die Entwicklung nötig

Anders bei RISC-V: Für Entwicklungen sind keine Lizenzen nötig, wenn Anwender die Chipsprache erweitern oder verändern wollen. Die freie Verfügbarkeit des Standards begünstigt die Bildung offener Innovations-Ökosysteme, in dem neue Chipdesigns entstehen: Forschungseinrichtungen, Start-ups, KMU und größere Unternehmen können unkompliziert zusammenwirken. Wissenschaft und Wirtschaft rücken mit RISC-V näher zusammen, die geopolitische Unabhängigkeit wächst.

Durch die offene Befehlssatz-Architektur bietet RISC-V neue Möglichkeiten

„Durch die offene Befehlssatz-Architektur bietet RISC-V neue Möglichkeiten spezialisierte, leistungsfähige Mikroprozessoren zu entwickeln. RISC-V bietet dank des offenen Standards zudem neue Optionen für die Forschung und Ausbildung und ermöglicht neue Impulse für die Produktentwicklung“, so RISC-V-Projektleiter Christoph Kutter, Fraunhofer-Institut für Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT.

Der Acatech-Impuls steht auf der Acatech-Webseite zum Download bereit.

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Klare Empfehlungen an Politik, Wirtschaft und Wissenschaft Der acatech Impuls spricht Handlungsempfehlungen aus, die auf eine Stärkung von RISC-V abzielen. Dazu zählen Investitionen in RISC-V-Projekte, die Mikroelektronik-Kompetenzen und Designfähigkeit stärken und zugleich den Ausbau des gesamten Halbleiterökosystem unterstützen. Voraussetzung dafür ist, die bestehenden Prozesse der Innovationsförderung im Hinblick auf Wertschöpfung und Alleinstellungsmerkmale zu schärfen und Standardisierung noch stärker zu unterstützen.

RISC-V: besonders wertvoll für Lehre und Forschung

Die Wirtschaft sollte dem Impuls zufolge, die Bereiche Embedded Control und Spezialprozessoren prüfen und zugleich das Ökosystem beständig mit Weiterentwicklung, Softwaretools und Trainings voranbringen: All diese Aufgaben übernehmen innerhalb der aktuell dominierenden Standards bisher die Lizenzgeber. Beim offenen RISC-V Standard müssen Unternehmen in dieser Hinsicht also eigenständiger werden.

Seine Offenheit und Zugänglichkeit machen RISC-V besonders wertvoll für Lehre und Forschung. Studierende können frühzeitig Praxiserfahrung im Bereich Chip und Chip-Sprachen sammeln und innovative Forschungsprojekte starten. Weil sich RISC-V absehbar etablieren wird, sollte die Wissenschaft Lehrmaterialien und Studiengänge zum Thema weiterentwickeln und im Sinne lebenslangen Lernens auch öffentlich zugänglich machen. Da sich RISC-V-Innovationen auch im Open Source Bereich ansiedeln, sollten entsprechende Aktivitäten der Forschenden von Universitäten durch KPIs entsprechend honoriert werden.