寒武紀(jì)登陸科創(chuàng)板 有望加速AI芯片市場(chǎng)成長(zhǎng)

張心怡

7月20日，有著“AI芯片第一股”之稱的中科寒武紀(jì)科技（以下簡(jiǎn)稱“寒武紀(jì)”）正式登陸科創(chuàng)盤(pán)。從股票發(fā)行至今的數(shù)據(jù)來(lái)看，寒武紀(jì)在股市的表現(xiàn)相當(dāng)亮眼，至7月22日收盤(pán)，市值已經(jīng)達(dá)到1124.28億元。相比257.62億元的發(fā)行市值，寒武紀(jì)的市值在三天時(shí)間里增長(zhǎng)了336%。近年來(lái)，我國(guó)AI芯片市場(chǎng)加速成長(zhǎng)，賽迪顧問(wèn)預(yù)測(cè)，2019一2021年，我國(guó)AI芯片市場(chǎng)規(guī)模將保持50%以上的增速，到2021年將達(dá)到305.7億元。但是，當(dāng)前AI芯片處于產(chǎn)業(yè)化早期，企業(yè)大多面臨盈利難的問(wèn)題，如何加快技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，仍然是AI芯片企業(yè)面臨的關(guān)鍵課題。

“AI芯片第一股”備受期待

市值的大小、股價(jià)的高低，在一定程度上反映出資本市場(chǎng)對(duì)上市企業(yè)及其所在產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平和未來(lái)前景的判斷。芯謀研究首席分析師顧文軍向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，寒武紀(jì)在股市的活躍表現(xiàn)，一方面是因?yàn)榭苿?chuàng)板正處于被資本高度關(guān)注的時(shí)刻，資金流動(dòng)較為活躍;另一方面，寒武紀(jì)的主營(yíng)業(yè)務(wù)是AI芯片，目前來(lái)看，AI芯片的前景被各方看好，是資本市場(chǎng)非常注重的方向。.

從誕生之初，寒武紀(jì)就備受各方期待。2017年，寒武紀(jì)科技完成1億美元A輪融資，估值達(dá)到10億美元，成為AI芯片領(lǐng)域首個(gè)“獨(dú)角獸企業(yè)”。同年，華為推出的全球首款內(nèi)置獨(dú)立NPU麒麟970搭載寒武紀(jì)1A模塊，寒武紀(jì)一戰(zhàn)成名，打響了市場(chǎng)知名度。目前，寒武紀(jì)形成了面向云、邊、端的系列化智能芯片產(chǎn)品和平臺(tái)化基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件。其智能終端IP模塊已集成于超過(guò)1億臺(tái)智能手機(jī)及其他智能終端設(shè)備中，面向云端、邊緣端的思元系列產(chǎn)品也已應(yīng)用于浪潮、聯(lián)想等多家服務(wù)器廠商的產(chǎn)品中。

半導(dǎo)體屬于資金、技術(shù)、人才密集型產(chǎn)業(yè)。研發(fā)資金、專利技術(shù)和人才儲(chǔ)備，通常是市場(chǎng)衡量半導(dǎo)體企業(yè)實(shí)力的關(guān)鍵因素。研發(fā)投入方面，在2017、2018、2019三個(gè)年度，寒武紀(jì)研發(fā)投入占營(yíng)業(yè)收入的比例分別為380.73%、205.18%、122.32%，三年累計(jì)研發(fā)投入8.13億元。專利技術(shù)方面，寒武紀(jì)主要面向智能芯片及相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行布局，截至2020年2月29日，已獲授權(quán)的境內(nèi)外專利達(dá)65項(xiàng)，PCT專利申請(qǐng)120項(xiàng)。人才儲(chǔ)備方面，截至2019年年底，寒武紀(jì)研發(fā)人員占總體員工人數(shù)的79.25%，碩士及以上學(xué)歷的員工占比超過(guò)63%。

賽迪智庫(kù)集成電路企業(yè)戰(zhàn)略研究室副主任葛婕向《中國(guó)電子報(bào)》記者指出，寒武紀(jì)通過(guò)與華為手機(jī)AI芯片的合作，打開(kāi)了市場(chǎng)知名度。相對(duì)目前國(guó)內(nèi)其他AI芯片公司，寒武紀(jì)已經(jīng)有落地應(yīng)用的場(chǎng)景和實(shí)例，得到了部分用戶的認(rèn)可。同時(shí)，創(chuàng)始人陳云霽、陳天石出身中科大“天才少年班”的履歷光環(huán)，也增強(qiáng)了資本市場(chǎng)對(duì)公司后續(xù)發(fā)展的信心。不過(guò)寒武紀(jì)目前仍處于虧損狀態(tài)，需要更充足的應(yīng)用落地和客戶來(lái)支撐公司的良性發(fā)展。

寒武紀(jì)本次募集資金的主要用途是云端和邊緣端智能芯片的研發(fā)，投人方向與公司目前的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型方向相符。2018年起，華為海思選擇自行研發(fā)智能芯片，不再使用寒武紀(jì)的IP，導(dǎo)致寒武紀(jì)終端智能處理器IP業(yè)務(wù)營(yíng)收驟減，云端智能芯片及加速卡轉(zhuǎn)而成為營(yíng)收最高的業(yè)務(wù)。寒武紀(jì)通過(guò)發(fā)行股票募集的資金，將用于新一代云端訓(xùn)練芯片及系統(tǒng)、云端推理芯片及系統(tǒng)、邊緣端AI芯片及系統(tǒng)3個(gè)項(xiàng)目。寒武紀(jì)表示，云端智能芯片的升級(jí)換代將有利于公司更好地為云計(jì)算時(shí)代提供高性能高安全的服務(wù)器加速芯片及其平臺(tái)產(chǎn)品;邊緣端芯片的研發(fā)項(xiàng)目將完善公司云邊端一體化的發(fā)展戰(zhàn)略，彌補(bǔ)市場(chǎng)上邊緣加速方案的空白，為公司儲(chǔ)備新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)外企業(yè)

搶灘AI芯片

有別于CPU、GPU、FPGA、DSP等通用芯片，AI芯片通常指專門(mén)針對(duì)AI領(lǐng)域設(shè)計(jì)的芯片。葛婕表示，AI芯片通常指針對(duì)特定應(yīng)用需求而專門(mén)設(shè)計(jì)，可擴(kuò)展性不及GPU等通用芯片，但在性能、面積、功耗上一般可以進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化，算法更加高效，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)公司等某些需求可以實(shí)現(xiàn)定制化加速。

目前，AI芯片已成為國(guó)內(nèi)外科技巨頭的搶灘之地。集邦咨詢（TrendForce）分析師姚嘉洋向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，AI芯片的發(fā)展，會(huì)面臨不同精度運(yùn)算的工作負(fù)載，對(duì)FP32（單精度）、FP16（半精度）以及INT8（8位定點(diǎn)運(yùn)算）與INT4（4位定點(diǎn)運(yùn)算）的支持已經(jīng)是AI芯片的必備條件。同時(shí)，AI芯片的競(jìng)爭(zhēng)指標(biāo)還包括AI運(yùn)算效能的展現(xiàn)、功耗的多少以及芯片本身的面積與成本等。發(fā)展趨勢(shì)方面，除了運(yùn)算架構(gòu)仍要持續(xù)優(yōu)化外，采用先進(jìn)制程也是助力AI芯片整體表現(xiàn)的關(guān)鍵要素。此外，若投人加速卡產(chǎn)品的發(fā)展，存儲(chǔ)器的搭配與選用也是關(guān)鍵。

谷歌的TPU是AI芯片的代表作。TPU是為谷歌Tensorflow深度學(xué)習(xí)框架打造的AI芯片，通過(guò)谷歌云平臺(tái)開(kāi)放給客戶使用，目前云TPU3.0版本算力達(dá)到420TFLOPS，基于云TPU集群打造的TPUPod可提供每秒超過(guò)100千萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算。天風(fēng)證券分析師指出，谷歌將TPU開(kāi)放給客戶是為了提供差異化的云計(jì)算服務(wù)，提升谷歌云的機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)的易用性。通過(guò)CloudTPU和TensorFlow的軟硬結(jié)合，以及TPUPod的加持，可進(jìn)一步激活中小企業(yè)以及科研單位的云計(jì)算需求，構(gòu)建差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

長(zhǎng)期占據(jù)云服務(wù)頭把交椅的亞馬遜也不甘示弱，推出了高性能機(jī)器學(xué)習(xí)加速芯片Inferentia，能夠提供128TFLOPS的算力，并支持INT8和BF16（混合精度）/FP16計(jì)算類型。移動(dòng)通信芯片龍頭高通推出了面向邊緣側(cè)的專用AI芯片Cloud100，采用7nm制程，運(yùn)算速度超過(guò)100TFLOPS。

我國(guó)企業(yè)也在AI芯片積極布局，并在部分算力參數(shù)上接近甚至領(lǐng)先國(guó)際一流水平。

寒武紀(jì)于2018年推出了中國(guó)首款高峰值云端智能芯片思元100，2019年推出了第二代產(chǎn)品思元270，均采用臺(tái)積電16nm制程。思元270理論峰值性能達(dá)到256TFLOPS（INT4）、128TFLOPS（INT8）、64TFLOPS（INT16）。從招股書(shū).披露的信息來(lái)看，寒武紀(jì)下一代云端智能芯片思元290采用了臺(tái)積電7nm制程，已處于內(nèi)測(cè)階段。

姚嘉洋表示，在2019年，思元270相關(guān)產(chǎn)品線便已經(jīng)支持INT4規(guī)格。在2018年下半年左右，英偉達(dá)的Turing架構(gòu)確定支持INT4。以整體AI芯片市場(chǎng)來(lái)看，寒武紀(jì)在這方面的布署可謂超前。

華為、阿里巴巴的AI處理器，也在衡量AI計(jì)算能力的ResNet-50模型訓(xùn)練中有著可圈可點(diǎn)的表現(xiàn)。華為的異騰910AI處理器在INT8下的性能達(dá)到512TFLOPS，F(xiàn)P16下的性能達(dá)到256TFLOPS。在ResNet-50模型訓(xùn)練中，由1024顆異騰910組成的AI訓(xùn)練集群Atlas900，只用了59.8秒就完成了訓(xùn)練，比原先的世界紀(jì)錄快了10秒。阿里巴巴的NPUAI芯片含光800采用12nm工藝，支持INT8/INT16量化加速，以及FP16/BFP16向量計(jì)算。據(jù)阿里達(dá)摩院院長(zhǎng)張建鋒介紹，在ResNet-50測(cè)試中，含光800推理性能達(dá)到78563IPS，比目前業(yè)界最好的AI芯片性能高4倍。

此外，騰訊領(lǐng)投的AI芯片企業(yè)燧原科技推出了面向云端的云燧系列;地平線推出了面向自動(dòng)駕駛的征程系列和面向智能攝像頭的旭日系列處理器。同時(shí)，越來(lái)越多的初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)軍智能語(yǔ)音等特定AI場(chǎng)景的芯片研發(fā)，我國(guó)AI芯片初步呈現(xiàn)出多點(diǎn)開(kāi)花的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

如何推動(dòng)商業(yè)落地

仍是關(guān)鍵問(wèn)題

雖然社會(huì)各界高度關(guān)注AI芯片的發(fā)展，但盈利難仍然是AI企業(yè)普遍面臨的難題。招股書(shū)披露，寒武紀(jì)2017、2018和2019年度，公司凈利潤(rùn)分別為-38070萬(wàn)元、-4104萬(wàn)元和-117912萬(wàn)元，仍處于虧損狀態(tài)。如何推動(dòng)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)商業(yè)模式落地，是考驗(yàn)AI企業(yè)生存能力的關(guān)鍵課題。

葛婕表示，AI芯片需要與算法和特定應(yīng)用場(chǎng)景深度結(jié)合，針對(duì)語(yǔ)音識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等不同的算法，均需要專用芯片進(jìn)行適配以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，同時(shí)隨著算法的迭代進(jìn)化，需要芯片同步優(yōu)化以發(fā)揮算法的最佳性能。目前較大的市場(chǎng)包括云端服務(wù)器、智能駕駛安防等，但是市場(chǎng)還沒(méi)有完全放量，無(wú)法支撐企業(yè)的盈利表現(xiàn)。

顧文軍指出，國(guó)內(nèi)AI的研發(fā)投入是分散式的，集中在單一應(yīng)用，面臨著投入高市場(chǎng)小的問(wèn)題。形成平臺(tái)化的服務(wù)能力，走產(chǎn)品化路線，是AI企業(yè)提升營(yíng)收能力的關(guān)鍵。

“我國(guó)AI企業(yè)在算法和IP上投入了很多精力，但是靠算法和IP還是很難盈利的，還是要把芯片做出來(lái)，走產(chǎn)品化路線，進(jìn)而和終端應(yīng)用等下游需求結(jié)合起來(lái)?！鳖櫸能娬f(shuō)。

隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代來(lái)臨，下游應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)AI的需求將進(jìn)一步釋放，為AI芯片企業(yè)帶來(lái)更多成長(zhǎng)機(jī)遇。同時(shí)，更加細(xì)分的應(yīng)用市場(chǎng)，也對(duì)AI企業(yè)能否緊跟市場(chǎng)形勢(shì)，借助場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展提出要求。

燧原科技CEO趙立東表示，與國(guó)外大廠相比，國(guó)內(nèi)AI芯片企業(yè)與本土客戶和應(yīng)用開(kāi)發(fā)商接觸更多，緊跟國(guó)內(nèi)AI應(yīng)用變化趨勢(shì)，反應(yīng)更及時(shí)。同時(shí)，要吸納高端人才，開(kāi)發(fā)高端芯片。

集邦咨詢分析師姚嘉洋向記者表示，中國(guó)眾多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)或是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)從業(yè)者越來(lái)越傾向于通過(guò)AI助力自身服務(wù)。本土AI芯片公司能更快根據(jù)當(dāng)?shù)乜蛻舻男枨笞龀龇磻?yīng)，這是一種“地利”優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在需要關(guān)注的是，如何深化與國(guó)內(nèi)客戶的合作關(guān)系，來(lái)打造市場(chǎng)所期待的營(yíng)收表現(xiàn)。