樂鑫科技如何構建生態壁壘？

從 Wi-FiMCU 拓展到 AI 類 SoC，軟硬協同筑建 生態壁壘。

1.硬件：轉用 RISC-V 架構，增強 AI 處理能力

（1）RISC-V 是一款開源且完全免費的 RISC 指令集架構，在物聯網領域具備較多優 勢。RISC-V 于 2010 年始于加州大學伯克利分校，與 X86 和 ARM 不同，RISC-V 采用 BSD 開源協議，即允許使用者修改和發布開源代碼，并基于開源代碼進行芯片和軟件的銷售，這 意味著任何人都可基于 RISC-V 架構進行芯片設計和開發，且無需支付任何 IP 授權費和版 稅。RISC-V 指令數目僅 40 多條，相比之下 X86 則超過 3000 條，十分精簡，因此開發和編 譯較為簡單，處理速度更快的同時能夠維持較低的功耗。此外，它還支持模塊化的設計和可 選指令集拓展，可根據不同應用場景進行靈活的定制和優化，因此非常適合嵌入式 CPU 和 物聯網等領域。

（2）RISC-V 引領指令集開源趨勢，我國半導體產業自主可控或迎寶貴機遇。2015 年， RISC-V 基金會成立，如今已經吸引全球 70 多個國家超過 3100 個會員加入，其中包括英偉 達、高通、英特爾、谷歌等知名機構。2018 年，中國 RISC-V 聯盟(CRVA)依托中科院計算 所成立，倪光南擔任聯盟理事長，目前成員包含百度、華為、騰訊、兆易創新、國芯科技等。 2019 年 10 月，阿里平頭哥正式開源 RISC-V 架構的 MCU 芯片平臺，進一步促進 RISC-V 的生態建設。除 RISC-V 外，IBM 的 PowerPC 指令集也于 2019 年宣布開源。我們認為 RISC-V 等開源指令集的高速發展將有望撼動 X86 和 ARM 在芯片架構的壟斷地位，通過 IoT 和嵌入式芯片等領域切入市場，逐漸發展成一個開放和包容的軟硬件生態。同時，RISC-V 也有望助力我國在芯片設計領域繞開 ARM 和 X86 的高昂收費以及潛在的卡脖子風險，為我 國芯片產業鏈自主可控提供可貴的歷史機遇。

（3）樂鑫科技使用 RISC-V 架構，掌握核心技術，同時增強產品性價比。一方面，2020 年之前公司產品的內核架構是從 Cadence 購買的 IP，2020 年開始公司全線轉向基于 RISCV 的自研架構，目前公司 WIFI、低功耗藍牙、AI 和語音產品的 IP 均為自研。底層 IP 架構 到操作系統的純自研，不用依附于 ARM 生態，因此沒有同質化競爭和價格戰壓力，具有一 定的差異化和定價權。另一方面，公司將基于 RISC-V 指令集自研的 MCU 架構集成到產品 中，能夠降低許可證費用，并最終可能降低物聯網終端的價格。自 2020 年之后公司發布的 新產品都搭載了自研的 RISC-V32 位處理器，目前公司的新產品幾乎都是 RISC-V 構架。 2020 年后公司模組、芯片的均價比 2020 年前分別下降了 2%和 23%，公司的產品競爭力有 所提升，采用 RISC-V 構架一定程度上或有益于公司長期競爭力發展。

（4）樂鑫以高端+低成本兩大方案助力進軍 AI 領域。高端方案：公司使用自身的 WiFi 和藍牙功能的產品進行數據傳輸，搭配第三方復雜的 AI 算法應用，尤其是云端的 AI 應 用。例如，ESP32-S3 可接入 ChatGPT (OpenAI)、文心一言（百度系）、通義千問（阿里系）、 智譜清言（清華系）等云端 AI 應用。低成本方案：將 AI 算法應用在自身的 MCU 中，研發 AI MCU 與無線連接功能集成的 SoC。例如，在 ESP32-S3 中已經集成了加速神經網絡計 算和信號處理等工作的向量指令(vector instructions)，單顆芯片即可支持語音+連接+屏控三 合一的功能；而 ESP32-P4 芯片支持更多的功能，擁有更高的算力，可滿足多 I/O、HMI 和 AIoT 應用的高性能計算需求，去往需要結合攝像頭、屏幕及 AI 處理的應用場景。AI 開發者 們將可以使用指令優化后的軟件庫，實現本地的圖像識別、語音喚醒和識別等應用。目前公司已同步研發基于 ESP32-S3 芯片的離線語音喚醒/識別的技術，可實現多達 200 條離線命 令詞，可被廣泛應用于智能家居設備。

2.軟件：物聯網解決方案豐富，提供一站式服務

（1）自研操作系統和豐富的開發框架降低客戶二次開發成本。公司擁有自研的操作系 統 ESP-IDF 和豐富的開發框架（ESP-ADF，ESP-MDF，ESP-Rainmaker 等），客戶能夠通 過插件式調配，快速實現人臉識別、語音識別、Mesh 組網（Wi-Fi/Bluetooth LE）等功能。 同時，公司持續更新 ESP-IDF 操作系統，優化開發框架，滿足開發者的多樣化需求并降低 下游客戶的二次開發成本。

（2）公司自研操作系統 ESP-IDF 支持多種開發框架，在行業內處于領先地位。物聯網 操作系統（物聯網開發框架）ESP-IDF 為公司自研，能夠適用于 ESP32、ESP32-S 和 ESP32- C 系列 SoC，是公司產品實現 AI 人工智能、云平臺對接、Mesh 組網等應用功能的系統基 礎。當用戶升級選型樂鑫芯片時，可迅速完成對接，無需增加平臺學習成本，并可節省代碼開發量。它基于 C/C++語言提供了一個自給自足的 SDK，方便用戶在這些平臺上開發通用 應用程序。目前 ESP-IDF 已服務數以億計的物聯網設備，如照明、支付終端、工控等。

（3）公司產品 ESPRainMaker 研發成果商業化，一周即可實現 AIoT 解決方案的構 建與部署。2020 年 4 月，公司推出了 ESP RainMaker，經過更新迭代，2021 年進入商業 化階段。ESP RainMaker 為構建物聯網生態提供了一個完整的云解決方案，打通了底層硬 件（芯片和模組）、軟件生態（ESP-IDF 物聯網操作系統、Matter、語音助手、HMI 等）、云 后端（基于 AWS 搭建）、移動端 APP、設備管理看板全鏈路，建立了一套開放、靈活、可 私有部署的云基礎設施。客戶無需額外開發與維護，就能夠便捷地基于 ESP RainMaker 現 有資源構建物聯網產品，助力客戶降低對云方案的開發成本與開發周期，最快一周便可實現 物聯網解決方案的構建與部署。

3.生態：開源生態豐富活躍，B2D2B 助力平臺效應釋放

（1）物聯網市場集中度逐漸降低，公司的開源生態增加長尾用戶黏性。物聯網市場蓬 勃發展，規模不斷壯大，呈現出三大趨勢：下游需求多樣化，開發模式開放化，應用市場長 尾化。隨著大量中小企業廠商及開發者被吸納進入物聯網行業，物聯網行業基數不斷增長， 同時市占率也更加分散。根據 Evans Data Corporation Data 的全球開發者人口和人口統計 研究，2022 年全球有 2690 萬軟件開發者，預計到 2023 年和 2024 年，這一數字將分別增 長到 2770 萬和 2870 萬，而物聯網開發者比例還將隨著產業規模擴大進一步上升。在應用 市場上，新型企業比重不斷提升，行業內各企業產品區分度大，適用面不斷拓寬，但單一產 品的適用場景更加專一化，分散程度較高，造就了物聯網下游應用市場長尾效應明顯，長尾 客戶比重不斷增加。如下圖所示，據 Silicon Labs 2022 年年報顯示，Silicon Labs 長尾客戶 營收占總營收的比重達到 40%左右，且大型客戶營收比重只有接近 5%左右。如此多的開發 者與應用平臺，市場需要一個良好的開發生態，開源的生態更容易統一開發者的難點痛點， 能夠快速響應市場，從而快速滿足客戶需求，這也會不斷增強企業的生態壁壘。

（2）公司吸引良好的開發者生態，從而形成了獨特的 B2D2B (Business-toDeveloper-to-Business)商業模型，積極打造開發者平臺并轉換為商業機會。具體而言 B2D2B 商業模式可以概括為：1）打造完善的開發社區和論壇，吸引開發者進入；2）提升 開發者用戶體驗，促成開發者所在公司與公司合作；3）同行業公司 彼此參考競爭，放大并 突出公司硬核競爭力優勢，進一步擴大公司的市場份額；4）公司積極把握機遇，將咨詢機 會轉化為新的商機。