“AI芯片”這一概念，產(chǎn)業(yè)早已不再陌生。

受益于人工智能與芯片半導(dǎo)體的雙重利好，近年來，AI芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度驚人。根據(jù)集微咨詢數(shù)據(jù)，僅2021年1～4月，中國AI芯片產(chǎn)業(yè)融資規(guī)模就高達(dá)89.65億元，始終保持著高速增長的勢頭。

然而，這近90億元的融資金額，卻只涉及23個(gè)融資項(xiàng)目，單個(gè)項(xiàng)目平均融資金額超過3億元，遠(yuǎn)高于AI芯片概念興起時(shí)的平均金額。

毫無疑問，AI芯片產(chǎn)業(yè)，正在走入分水嶺。

AI芯片的第二戰(zhàn)場

AI算法的興起催生了強(qiáng)大的算力需求，英偉達(dá)乘此東風(fēng)一飛沖天，專用AI芯片也應(yīng)運(yùn)而生。

在“AI芯片”這一概念的誕生之初，國內(nèi)外一大批創(chuàng)業(yè)公司如雨后春筍般崛起，其早期團(tuán)隊(duì)大多以學(xué)術(shù)背景為主，致力于解決“從0到1”“從無到有”的問題。

此后，隨著科技巨頭、產(chǎn)業(yè)專家、終端客戶等企業(yè)紛紛入局，AI芯片全面開花，打響了一場長達(dá)數(shù)年的百家爭鳴之戰(zhàn)，一時(shí)好不熱鬧。

這是AI芯片的第一戰(zhàn)場。由于既沒有成型的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，也沒有成熟的用戶需求，衡量一個(gè)企業(yè)優(yōu)秀與否的標(biāo)志，只能依靠企業(yè)的論文數(shù)量、報(bào)告的芯片參數(shù)、以及團(tuán)隊(duì)的學(xué)術(shù)背景進(jìn)行評判。

此后，隨著市場對于“AI芯片”概念的進(jìn)一步接受，相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品、應(yīng)用也逐漸走向成熟。無論是投資人還是終端用戶，都開始逐漸將目光從學(xué)術(shù)轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)，AI芯片的比拼戰(zhàn)場，也在悄然發(fā)生轉(zhuǎn)變。

在這片第二戰(zhàn)場中，一批擁有先進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)、豐富產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的「新芯力量」脫穎而出，成為這第二階段的明星玩家。

比如嘉楠科技——這家有著8年芯片研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，在2019年11月成功登陸納斯達(dá)克，成為第一家在美上市的中國自主知識產(chǎn)權(quán)AI芯片公司。

在這個(gè)第二戰(zhàn)場中，參數(shù)、融資、PPT成為了次要因素，產(chǎn)業(yè)越來越重視AI芯片的落地、應(yīng)用、以及生態(tài)。

事實(shí)上，嘉楠科技CEO張楠賡告訴36氪，近年來，AI芯片應(yīng)用市場的需求正在快速增加，市場不斷走向成熟。目前嘉楠科技的AI芯片銷售增長迅速，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超過2000萬元的業(yè)務(wù)營收。

嘉楠科技董事長兼CEO張楠賡

14次流片，成功率100%

作為現(xiàn)代工業(yè)的管上明珠，芯片半導(dǎo)體是標(biāo)準(zhǔn)的“重資本、重人才、重技術(shù)”高壁壘行業(yè)。

以國際芯片霸主英特爾為例，這家有著超過40年歷史的老牌芯片公司，至今每年在技術(shù)研發(fā)上的投入依舊高得驚人——根據(jù)財(cái)報(bào)顯示，英特爾2020年研發(fā)總投入達(dá)到了135.56億美元，超過860億人民幣。

而且，高額的研發(fā)投入只是一方面，與互聯(lián)網(wǎng)、算法研發(fā)等適合“小步快跑，快速試錯(cuò)迭代”的軟件技術(shù)不同，芯片行業(yè)的另一壁壘是其研發(fā)周期長、風(fēng)險(xiǎn)高、投入大，試錯(cuò)成本極高。

尤其是對于“AI芯片”這類尚未有明確成型定義的前沿技術(shù)而言，更是如此。

算法研發(fā)與產(chǎn)品化投入，一款先進(jìn)制程的AI芯片一次流片成本將達(dá)到千萬元級別，低于10nm的頂尖制程研發(fā)成本則高達(dá)數(shù)億元。一次流片失敗將致使大量人力物力付諸東流。

因此，不僅僅是人力物力的資源投入，對于AI芯片的研發(fā)與工程團(tuán)隊(duì)而言，成熟的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)與豐富產(chǎn)業(yè)Know-how積累必不可少。

然而，人才缺口卻始終是國內(nèi)芯片領(lǐng)域所面臨的一大挑戰(zhàn)。

根據(jù)《中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才發(fā)展報(bào)告（2020-2021年版）》數(shù)據(jù)，當(dāng)前，我國集成電路產(chǎn)業(yè)正處于布局和發(fā)展期，行業(yè)薪酬不斷提升，2020年全國直接從業(yè)人員約54.1萬人，但預(yù)計(jì)到了2023年，全行業(yè)人才需求將達(dá)到76.65萬人左右，人才缺口依舊顯著。

這也是為什么，近年來半導(dǎo)體工程師薪酬瘋狂上漲，不少缺乏工程化能力的企業(yè)愿意付出兩倍、甚至三倍的水平“挖角”成熟人才。

根據(jù)前程無憂數(shù)據(jù)顯示，2020年，在同期55個(gè)行業(yè)畢業(yè)生薪酬沒有明顯增長的情況下，集成電路/半導(dǎo)體領(lǐng)域的畢業(yè)生平均薪酬漲幅都在20~25%以上。

由于缺少行業(yè)知名度，不少成立較晚的AI芯片企業(yè)在人才積累方面，始終面臨著不小的挑戰(zhàn)。

不過對于2013年成立的嘉楠科技而言，這一問題似乎并不嚴(yán)重。

2013年，人工智能尚未走出實(shí)驗(yàn)室，“國產(chǎn)替代”熱潮也還在襁褓之中。大眾對于“芯片”的認(rèn)知還停留在陌生的領(lǐng)域，遠(yuǎn)遠(yuǎn)預(yù)料不到幾年之后它將火遍大江南北。

作為一項(xiàng)對工程管理能力要求極高的技術(shù)，芯片研發(fā)與工程團(tuán)隊(duì)的積累、磨合、以及對產(chǎn)業(yè)鏈的認(rèn)知都尤為重要。在這樣的背景下，率先切入?yún)^(qū)塊鏈芯片的嘉楠科技擁有了明確的先發(fā)優(yōu)勢。

張楠賡告訴36氪，目前，嘉楠科技已經(jīng)培養(yǎng)了一支成建制的工程師團(tuán)隊(duì)，能自主實(shí)現(xiàn)芯片前端、后端和驗(yàn)證的設(shè)計(jì)需求，而不是像一些同體量的公司選擇將后端業(yè)務(wù)外包給團(tuán)隊(duì)。

同時(shí)，嘉楠科技在后端的物理設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上也建立了較高的門檻，并且擁有與多家晶圓廠合作打造的針對不同工藝的流片和量產(chǎn)能力。

早在2016年，嘉楠科技就已經(jīng)是國內(nèi)前十實(shí)現(xiàn)10nm工藝的芯片公司。2017年，嘉楠科技成為了臺積電首批7nm戰(zhàn)略合作伙伴。2018年，嘉楠科技又發(fā)布了全球第一款7nm制程的ASIC芯片。

張楠賡說，“嘉楠在過去的14次流片中，一直保持著100%的成功率。”

目前，嘉楠科技的業(yè)務(wù)板塊包括：區(qū)塊鏈芯片和整機(jī)開發(fā)、終端AI芯片研發(fā)。

這是兩款看似應(yīng)用場景截然不同的芯片，但張楠賡告訴36氪，在底層技術(shù)上，它們有著重要的共通之處。

舉個(gè)例子，隨著AI算法模型的應(yīng)用逐漸走向成熟，端側(cè)AI芯片正在朝著高性能、低功耗的方向發(fā)展。

高性能是為了不斷提高用戶體驗(yàn)，完成更有挑戰(zhàn)的用戶需求；低功耗則是因?yàn)槎藗?cè)應(yīng)用普遍屬于功耗敏感型場景，對于芯片的體積、發(fā)熱量、耗電量都有著明確的限制。

然而，“高”性能與“低”功耗本就是兩項(xiàng)互相矛盾的屬性，十分難以兼顧。

但幸運(yùn)的是，這兩大屬性恰恰是嘉楠科技的老本行——區(qū)塊鏈芯片——所需要克服的最大挑戰(zhàn)之一。區(qū)塊鏈芯片既對于計(jì)算效率有著最極端的需求，同時(shí)又要不斷降低由此帶來的功耗。

因此，在區(qū)塊鏈芯片市場摸爬滾打多年的嘉楠科技，在高性能、低功耗ASIC芯片設(shè)計(jì)、近閾值電路設(shè)計(jì)、以及先進(jìn)制程芯片的設(shè)計(jì)上，都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)與大量專利技術(shù)，能夠極好地為其AI芯片設(shè)計(jì)提供養(yǎng)料。

不過，由于同時(shí)橫跨兩大業(yè)務(wù)，不同部門的分工與合作也是嘉楠科技所面臨的業(yè)務(wù)難點(diǎn)。

針對這一點(diǎn)，嘉楠科技建立了從FinFET SPICE仿真設(shè)計(jì)到post-Si硅后驗(yàn)證的完整流程，前期市場調(diào)研、芯片規(guī)格定義、前端總體架構(gòu)、編譯器、算法和軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)協(xié)同進(jìn)行。

張楠賡告訴36氪，特別是自研IP的部分，由于嘉楠科技建立了比傳統(tǒng)芯片公司更全面的自研IP體系，需要協(xié)同算法、模塊設(shè)計(jì)、SoC系統(tǒng)集成和封裝設(shè)計(jì)等多個(gè)團(tuán)隊(duì)的協(xié)同，非?？简?yàn)不同環(huán)節(jié)之間的磨合。

8年的產(chǎn)業(yè)積累，讓嘉楠科技在眾多技術(shù)攻關(guān)領(lǐng)域得到了充分錘煉，積累了豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)與大量的專利技術(shù)。

截至目前，嘉楠科技累計(jì)擁有349項(xiàng)專利知識產(chǎn)權(quán)、70項(xiàng)IC布圖設(shè)計(jì)權(quán)和105項(xiàng)軟件著作權(quán)。

嘉楠科技研發(fā)投入與專利

同時(shí)，不同于市面上一些采購成熟IP再集成的芯片廠商，嘉楠科技擁有豐富的自研IP矩陣：硬件包括自主定制開發(fā)的CPU、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速引擎KPU、PHY高速傳輸接口等；軟件方面包括適用于全系勘智AI芯片的編譯器、針對IP核性能優(yōu)化的算法軟件等。

目前，嘉楠科技有超過360名員工，其中研發(fā)人員占比在70%左右，公司每年投入的研發(fā)資金總體呈上升趨勢，從2016到2019年間，研發(fā)投入年增幅分別為150%、226%和43%。

在2021年前三季度，嘉楠科技的研發(fā)投入已經(jīng)超過2億元。

瞄準(zhǔn)端側(cè)AI芯片，營收突破2000萬

與市面上大多數(shù)AI芯片企業(yè)不同，嘉楠科技是國內(nèi)最早采用RISC-V指令集設(shè)計(jì)端側(cè)AI芯片的代表企業(yè)之一。就在今年，嘉楠科技推出了其第二代自主研發(fā)的IP核架構(gòu)KPU2.0和勘智K510芯片，瞄準(zhǔn)端側(cè)AI芯片市場。

目前，嘉楠科技的AI芯片在AI STEAM教育、高校教研、智能家居和智能傳感器等場景均有成功落地項(xiàng)目。

比如，在疫情期間，嘉楠科技與美國傳感器廠商VergeSense合作，研發(fā)基于AI芯片的智能傳感器，用于辦公區(qū)域特定人流量及社交距離檢測，依據(jù)人流密集程度進(jìn)行告警。

在AI STEAM教育領(lǐng)域，嘉楠科技與機(jī)器人巨頭廠商優(yōu)必選達(dá)成合作，研發(fā)了基于K210的智能編程積木Ukit2.0。

而在智能家居領(lǐng)域，嘉楠與廣州昂寶電子合作，在智能人臉貓眼門鎖、智能人臉聯(lián)網(wǎng)門鎖、4G路由器、迎賓機(jī)器人等多款產(chǎn)品中搭載了勘智AI芯片。

正如上文所言，目前嘉楠科技已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超過2000萬元的AI芯片營收。然而，這些落地成果卻并非一日之功。

在AI芯片概念興起的早期——第一戰(zhàn)場階段——市場對于AI芯片并不了解，終端客戶缺少開發(fā)能力，有能力的開發(fā)者們又不知道自己明確的需求。

張楠賡告訴36氪，公司第一代AI芯片勘智K210的推廣落地過程中遇到了比較大的挑戰(zhàn)。

一開始，嘉楠科技對于勘智K210的市場推廣方案更加類似傳統(tǒng)芯片——“把芯片做出來，把文檔準(zhǔn)備好，去社區(qū)等渠道推廣……”

然而在最開始的一兩個(gè)月，這種市場推廣的效果卻不盡如人意。

首先，芯片屬于產(chǎn)業(yè)鏈上游，其產(chǎn)品導(dǎo)入周期普遍較長，最長的甚至能到兩三年。

其次，AI芯片不僅是個(gè)“新玩意”，而且使用門檻很高，需要用戶對AI算法、數(shù)據(jù)、訓(xùn)練等都有積累，而這恰恰是很多終端設(shè)備廠商所不具備的——“甚至大家都不知道你的芯片可以干什么”。

隨后，嘉楠科技開始逐漸調(diào)整市場策略，先是在推廣芯片的技術(shù)上，自己造出概念型的POC產(chǎn)品（Proof of Concept），讓客戶能夠直觀地看到勘智AI芯片的實(shí)際效果，進(jìn)而對性能產(chǎn)生合理預(yù)期。

在2018年的春節(jié)后，嘉楠科技對市場戰(zhàn)略進(jìn)行了進(jìn)一步的摸索調(diào)整，逐漸形成了一套涵蓋算法、芯片、模組、甚至產(chǎn)品解決方案的完整產(chǎn)品矩陣，如智能門鎖模組、無感門禁系統(tǒng)、智能電表模組等，有著不同開發(fā)能力的終端設(shè)備企業(yè)可以按需取用，促進(jìn)了AI芯片的商用落地步伐。

與此同時(shí)，嘉楠科技仍在保持著每兩年迭代一款A(yù)I芯片的速度進(jìn)行研發(fā)，其新一代K510芯片就吸取了大量前代芯片的用戶反饋，在產(chǎn)品的規(guī)格定義上更偏向于中高端的視覺推理市場，重新設(shè)計(jì)了IP核架構(gòu)，并嘗試了諸如TOF等新技術(shù)，以滿足對于智能家居機(jī)器人、無人航拍等新興用戶端市場的潛在需求。

舉個(gè)例子，今年7月，在AI智能教育硬件市場，嘉楠科技與機(jī)器狗創(chuàng)業(yè)公司陸吾智能達(dá)成了合作，其最新一代桌面級產(chǎn)品XGO-mini就搭載了勘智K210芯片。

在海外眾籌網(wǎng)站Kickstarter上，陸吾智能XGO-mini上線12小時(shí)內(nèi)就籌到了7萬多美金，頗受市場關(guān)注。由于陸吾智能生產(chǎn)的XGO-mini機(jī)器狗有12個(gè)自由度，可以做出各種動(dòng)作，還能進(jìn)行語音指令、人臉追蹤等應(yīng)用，不僅對勘智AI芯片的性能提出了更高的要求，也進(jìn)一步打開了勘智AI芯片的市場空間和影響力。

結(jié)語

在大火了近5年之后，AI芯片已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室的象牙塔，逐漸來到了大規(guī)模商用落地的前夜。

張楠賡告訴36氪，今年大家可以看到，有能力開發(fā)AI芯片的客戶多了很多，許多客戶還有自己的AI算法。市場在成熟，應(yīng)用場景也在不斷增加。

但與此同時(shí)，在目前的AI消費(fèi)級市場中，用戶的實(shí)際產(chǎn)品體驗(yàn)和預(yù)期還存在不小差距，這些都迫使嘉楠科技的工程師不斷研究思考，要通過怎樣的設(shè)計(jì)，才能實(shí)現(xiàn)更低的延遲、更低的功耗以及更高的計(jì)算性能，為用戶帶來更好的產(chǎn)品體驗(yàn)。

張楠賡說：“在當(dāng)下，我們看到處理器的發(fā)展不再局限于摩爾定律，深度學(xué)習(xí)、區(qū)塊鏈等新興的計(jì)算需求迫使人們重新思考芯片設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)更低的功耗成本和更高的計(jì)算效能，來解決目前人們生活中對于數(shù)據(jù)隱私、數(shù)據(jù)智能所提出的問題?！?/p>

“這正是嘉楠一直在做的事情?！?/p>