寒武紀(jì)科技在AI與半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展史
20世紀(jì)50年代至70年代的人工智能力圖模擬人類(lèi)智慧,但由于受過(guò)分簡(jiǎn)單的算法、匱乏得難以應(yīng)對(duì)不確定環(huán)境的理論以及計(jì)算能力的限制,這一熱潮逐漸冷卻。進(jìn)入20世紀(jì)90年代,人工智能這一項(xiàng)新興技術(shù),在經(jīng)歷了最近幾年的技術(shù)積累、升級(jí)、發(fā)酵之后,正在以AI芯片作為載體而全面崛起。
從歷史上看,每次出現(xiàn)一個(gè)新興應(yīng)用,都會(huì)有一類(lèi)專(zhuān)用芯片誕生,AI 也需要專(zhuān)門(mén)處理器,包括智能終端處理器以及智能云服務(wù)器處理器。在這個(gè)全新的智能時(shí)代,芯片的使命將從信息時(shí)代的計(jì)算轉(zhuǎn)變?yōu)橹螜C(jī)器智能。
寒武紀(jì)實(shí)力領(lǐng)跑AI芯片
那么,如何讓芯片有限的空間得以支持任意規(guī)模的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型?寒武紀(jì)先行進(jìn)行了探索,這也是寒武紀(jì)重要的學(xué)術(shù)原創(chuàng)成果。人工智能處理器上一定有一個(gè)非常靈活、高效的指令集,可以用來(lái)解決不同類(lèi)型的人工智能處理任務(wù)。在這一點(diǎn)上,寒武紀(jì)跑在了國(guó)內(nèi) AI 芯片創(chuàng)業(yè)公司的前面。
寒武紀(jì)科技源自于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所(中科院計(jì)算所)。中科院計(jì)算所是中國(guó)第一個(gè)專(zhuān)門(mén)從事計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)綜合性研究的國(guó)立學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu),被譽(yù)為“中國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)的搖籃”,曾自主研發(fā)了中國(guó)首臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)、首個(gè)通用CPU,為中國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界培養(yǎng)了大量高技術(shù)人才,創(chuàng)辦了聯(lián)想、曙光等一批高技術(shù)企業(yè),是寒武紀(jì)科技的重要股東和產(chǎn)學(xué)研長(zhǎng)期合作伙伴。
在中國(guó)科學(xué)院的鼎力支持之外,寒武紀(jì)科技的戰(zhàn)略投資方和合作方可謂陣容豪華,囊括了頂尖互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)(阿里巴巴)、頂尖服務(wù)器廠(chǎng)商(聯(lián)想、曙光)、頂尖人工智能公司(科大訊飛,天使輪戰(zhàn)略投資方),以及多個(gè)頂尖芯片廠(chǎng)商。寒武紀(jì)科技在北京海淀區(qū)中關(guān)村和上海浦東新區(qū)臨港設(shè)有研發(fā)中心,得到了各級(jí)政府部門(mén)的大力扶持。
作為中國(guó)最炙手可熱的高科技初創(chuàng)公司之一,寒武紀(jì)在芯片產(chǎn)業(yè)有什么布局?他們?yōu)槭裁茨塬@得包括阿里巴巴在內(nèi)的資本青睞,成為獨(dú)角獸?
超強(qiáng)實(shí)力打磨強(qiáng)勢(shì)芯片
作為全球第一個(gè)成功流片并擁有成熟產(chǎn)品的AI芯片公司,擁有終端AI處理器IP和云端高性能AI芯片兩條產(chǎn)品線(xiàn),2016年。寒武紀(jì)首次發(fā)布了全球首款面向智能手機(jī)、安防監(jiān)控、無(wú)人機(jī)、可穿戴設(shè)備以及智能駕駛等各類(lèi)終端設(shè)備的商用深度學(xué)習(xí)專(zhuān)用處理器IP——寒武紀(jì)1A處理器,寒武紀(jì)1A的橫空出世打破了多項(xiàng)記錄,受到了業(yè)界廣泛關(guān)注,并入選了第三屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)評(píng)選的十五項(xiàng)“世界互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先科技成果”。
伴隨著人工智能技術(shù)的不斷創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)落地深化,AI芯片成為了一條優(yōu)秀賽道,擁有應(yīng)用場(chǎng)景廣泛的潛力市場(chǎng)。專(zhuān)注于AI芯片設(shè)計(jì)的寒武紀(jì),是身處這條賽道中的企業(yè)之一。寒武紀(jì)自2016年成立起便致力于研發(fā)高端智能芯片,突破關(guān)鍵環(huán)節(jié)“卡脖子”問(wèn)題。從發(fā)展歷程看 , 寒武紀(jì)僅用五年就達(dá)成了3大產(chǎn)品線(xiàn)、7款智能芯片產(chǎn)品的成就 , 比對(duì)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè) 2-3 年的平均開(kāi)發(fā)周期 , 寒武紀(jì)的高產(chǎn)顯然領(lǐng)先于業(yè)界。根據(jù)智慧芽數(shù)據(jù)顯示,截至最新,寒武紀(jì)及其關(guān)聯(lián)公司在126個(gè)國(guó)家/地區(qū)中,共有1896件專(zhuān)利申請(qǐng)(詳見(jiàn)圖1),其中,發(fā)明專(zhuān)利占97.36%(詳見(jiàn)圖2)。寒武紀(jì)的專(zhuān)利布局主要聚焦于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算裝置、運(yùn)算指令、數(shù)據(jù)處理、處理裝置等專(zhuān)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域
公司在AI芯片領(lǐng)域技術(shù)積淀深厚,不斷拓展業(yè)務(wù)邊界。公司成立于2016年,創(chuàng)始人 陳天石是前中科院計(jì)算機(jī)所研究員。2010-2015年,陳天石在中科院工作期間的主要 研究方向是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和計(jì)算智能,并就相關(guān)研究發(fā)表論文40余篇。2016年, 公司創(chuàng)立之初即推出了全球首款商用智能終端IP-寒武紀(jì)1A。截止2020年底,公司的 智能IP產(chǎn)品已搭載于超過(guò)1億臺(tái)智能手機(jī)和智能終端設(shè)備中。2018年,公司在云端AI 芯片領(lǐng)域取得突破,推出了中國(guó)首款高峰值云端智能芯片-思元100芯片。之后,公 司陸續(xù)推出思元270、290和370,架構(gòu)持續(xù)升級(jí),性能持續(xù)提升,與頭部廠(chǎng)商的技術(shù) 差距持續(xù)縮小。公司不斷拓展業(yè)務(wù)邊界,在邊緣計(jì)算場(chǎng)景推出思元220芯片,并布局 智能駕駛場(chǎng)景。
2017-2018年,公司的營(yíng)收主要來(lái)源為終端芯片IP。公司于2016-2018年間開(kāi)發(fā)出了 1A、1H和1M芯片,以IP授權(quán)的形提供給華為海思。公司終端芯片IP業(yè)務(wù)的收費(fèi)分為 兩部分:
1. 在IP授權(quán)時(shí)收的固定費(fèi)用:IP授權(quán)的固定費(fèi)用的收費(fèi)為許可技術(shù)通過(guò)驗(yàn)收后,許 可產(chǎn)品正式出貨前,按照授權(quán)許可實(shí)施進(jìn)度分階段收取相應(yīng)費(fèi)用。2017-2019年, 固定費(fèi)用收費(fèi)分別為285萬(wàn)元、7395萬(wàn)元和2200萬(wàn)元,占比分別為37%、63% 和32%。
2. 在產(chǎn)品銷(xiāo)售后收的提成費(fèi)用:按照使用其IP的芯片實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售時(shí)按單價(jià)比例收取 一定提成費(fèi)用。提成費(fèi)用為被授權(quán)方量產(chǎn)芯片并銷(xiāo)售許可產(chǎn)品后的每個(gè)季度末, 按照許可產(chǎn)品的累計(jì)銷(xiāo)售數(shù)量所在區(qū)間,分標(biāo)準(zhǔn)收取相應(yīng)費(fèi)用。2017-2019年, 提成費(fèi)用收費(fèi)分別為486萬(wàn)元、4271萬(wàn)元和4677萬(wàn)元,占比分別為63%、37% 和68%。
2019年,終端智能處理器IP許可銷(xiāo)售收入同比下降41.1%,主要原因系公司于2018 年向華為海思逐步交付了終端智能處理器IP,2019年固定費(fèi)用模式的IP許可銷(xiāo)售收 入相應(yīng)下降。2019年后,公司將業(yè)務(wù)發(fā)展重點(diǎn)由終端轉(zhuǎn)向云端后,終端智能處理器 IP業(yè)務(wù)將變?yōu)榇媪繕I(yè)務(wù),收入以其搭載手機(jī)銷(xiāo)售額的提成收入為主。
縱觀芯片行業(yè)的歷史并進(jìn)行推敲,可以發(fā)現(xiàn)有一條無(wú)法跨越的產(chǎn)業(yè)規(guī)律,那就是芯片設(shè)計(jì)企業(yè)必須要經(jīng)歷馬拉松式的“產(chǎn)品研發(fā)——適配導(dǎo)入——市場(chǎng)推廣”過(guò)程,最終實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)及出貨。這個(gè)過(guò)程就如同闖關(guān)游戲,只有努力奮勇向前沖過(guò)重重關(guān)卡,沒(méi)有任何途徑可以直接傳送到終極BOSS面前。
芯片就是這樣一個(gè)慢性行業(yè),但如果想要取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的話(huà),還是要牟足勁的持續(xù)發(fā)力。伴隨著人工智能技術(shù)的不斷創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)落地深化,AI芯片也成為了一條優(yōu)秀賽道,擁有應(yīng)用場(chǎng)景廣泛的潛力市場(chǎng)。專(zhuān)注于AI芯片設(shè)計(jì)的寒武紀(jì),是身處這條賽道中的企業(yè)之一。
芯片設(shè)計(jì)公司是行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的上游。一顆芯片的研發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程,往往需要兩到三年的時(shí)間,來(lái)進(jìn)行技術(shù)積累和自我迭代。其特性不同于布下產(chǎn)線(xiàn),造出產(chǎn)品,即可著手進(jìn)行市場(chǎng)推廣的消費(fèi)品行業(yè)。它必須先大幅度投入研發(fā),進(jìn)行復(fù)雜的產(chǎn)品,設(shè)計(jì),制程工藝,在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的技術(shù)突破后,才能進(jìn)一步建立客戶(hù)壁壘,實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)突破。
這造成了芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的一些典型特征——“投資前置,收益后置”、“投資規(guī)模大,盈利周期長(zhǎng)”。但對(duì)于普通投資者而言,這種產(chǎn)業(yè)特征似乎不易理解。另一方面,寒武紀(jì)身處的行業(yè),存在著業(yè)務(wù)高度TO B,技術(shù)門(mén)檻極高,大眾感知程度極低也是造成不易理解的原因之一。
不過(guò),從寒武紀(jì)的一系列發(fā)展歷程和表現(xiàn)來(lái)看,寒武紀(jì)擁有扎實(shí)的技術(shù)積淀。自2016年成立至今,寒武紀(jì)在五年時(shí)間內(nèi),達(dá)成了3大產(chǎn)品線(xiàn)、7個(gè)智能芯片產(chǎn)品的成就,比對(duì)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)2-3年的平均開(kāi)發(fā)周期,寒武紀(jì)的高產(chǎn)顯然領(lǐng)先于業(yè)界。
同時(shí),在基本面的變化與業(yè)務(wù)進(jìn)展上,寒武紀(jì)有7nm思元290芯片推出、更先進(jìn)制程工藝的新產(chǎn)品在研、芯片出貨快速增長(zhǎng)、進(jìn)軍車(chē)載業(yè)務(wù)等一系列利好。
在創(chuàng)立初期,寒武紀(jì)選擇先從IP授權(quán)業(yè)務(wù)切入市場(chǎng),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和技術(shù)的商業(yè)化落地和技術(shù)驗(yàn)證,達(dá)成了“初創(chuàng)便量產(chǎn)”的奇跡,幫助其在眾多創(chuàng)業(yè)公司中脫穎而出。但在此之后,管理層的雄心推動(dòng)寒武紀(jì)不滿(mǎn)足于既有的終端IP授權(quán)業(yè)務(wù),轉(zhuǎn)向更具想象空間的云邊端芯片戰(zhàn)略。