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导读: AI芯片的开发成本相当高,尤其是ASIC架构设计的芯片,流片数量动则千万,包含人力成本,投入可高达2500万美元以上,但目前很多芯片企业的融资金在1000万美元以下。

目前市场上对于AI芯片没有明确定义,一般认为,AI芯片即为面向人工智能应用的芯片。常见的芯片底层架构有四种:CPU、GPU、FPGA和ASIC。但是CPU是个万能逻辑芯片,不适用于执行AI任务,不论用在训练或是推论的任务,性能表现都太差,因此学界转而使用GPU,也就是英伟达的芯片,英伟达的GPU曾经在计算机视觉领域的盛事——ImageNet竞赛中获胜。

可是GPU也不是AI专用芯片,即便透过并联技术可以加大处理效率,但GPU天生高耗能的特性不利于大量部属或部署在终端设备上。后来陈天石博士团队的“DianNao”系列论文,揭示采用向量矩阵矩阵运算设计,可大幅提升运作效率,也才有后来的Google TPU和寒武纪 MLU,以及现在国内外大量看到的AI芯片。

即便科学家和bet36体育在线网师逐渐突破技术瓶颈,但新创的AI芯片企业经营不易,传统上芯片设计的商业模式有IP设计、芯片设计代工和芯片设计三种。本文将先科普芯片设计的商业模式,再介绍芯片开发成本,最后以融资情况让读者了解芯片企业的经营困境。

AI芯片企业的三种商业模式

一块芯片开发成本或需2500万美元,AI芯片企业融资够吗?

IP设计:IP设计相对于芯片设计是在更顶层的产业链位置,以IP核授权收费为主。传统的IP核授权企业是以安谋(arm)为代表,新创的AI芯片企业虽然也会设计出新型IP核,但因授权模式不易以规模效应创造可观收入,新创企业一般不以此作为主要盈利模式。另外还有提供自动化设计(EDA tool)和芯片设计验证工具的cadence和Synopsys,也在积极部署人工智能专用芯片领域。

芯片设计代工:芯片设计代工和制造业的代工一样,提供代工设计服务的企业,并不能在产品上贴上自己的标签,也不能对外宣称该产品为自己设计的芯片。芯原科技已经从事相关服务多年,也和恩智浦(NXP)有合作关系。

芯片设计:大部分的人工智能新创企业是以芯片设计为主,但在这个领域中存在传统强敌,像是英伟达、英特尔、赛灵思(Xilinx)和恩智浦,因此目前少数AI芯片设计企业会进入传统芯片企业的产品领域,像是寒武纪与英伟达竞争服务器芯片市场,地平线与英伟达及恩智浦竞争自动驾驶芯片市场,其余是在物联网场景上布局,像是提供语音识别芯片的云知声,提供人脸识别芯片的中星微,或者是提供边缘计算芯片的耐能科技。

在这其中,选择芯片设计,并将芯片送交晶圆代工厂流片的AI芯片企业,开发成本相当高,虽然可以设定不同的开发目标,来降低成本,像是采用FPGA芯片,减少流片成本。但是选择进行ASIC架构芯片开发的企业,融资金额就成为关键,影响企业的研发能力。

开发成本:AI芯片开发成本居高不下,融资金额为开发关键

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对于芯片设计企业来说,从开发到成品的IP核授权、开发软件和制造/封测等费用是无可避免的开发成本。一般而言,ASIC芯片的开发费用相当高,根据IBS的估算数据,按照不同制程,65nm芯片开发费用有2850万美元,5nm芯片开发费用则为54220万美元,差距甚大。在人工智能应用领域,依据芯片的部署位置和任务需求,会采用不同的制程,在云端会采用7nm制程,像是寒武纪的MLU100芯片;在边缘端和部分移动端设备会采用16nm或10nm制成的芯片。终端设备中比较常采用的是65nm和28nm制成的芯片,端看芯片的集成程度,若做为系统芯片使用,宜采用28nm制成的设计。但以上分类并非严格界定,芯片设计的工艺是取决于客户的需求,像是智慧型手机的系统芯片设计已经采用7nm制程。

根据亿欧智库的调查,目前国内AI芯片的开发费用低于IBS的估算金额。系统芯片的开发费用仅为IBS估算金额的20-50%,协处理器又仅为系统芯片的30-40%。以终端常用的28nm制成的芯片为例,AI系统芯片的开发费用约为2500万美元,AI协处理器开发费用约为800万美元。

融资情况:中国AI芯片融资总金额超30亿美元,但仅有3家企业融资总金额超过2亿美元

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根据亿欧智库不完全,目前中国的一级投资市场上,以AI芯片设计为主要业务的企业中,有20家参与融资活动。按照投融资阶段分类,有4家企业在A轮之前的阶段(天使轮和Pre-A轮),11家企业在A轮阶段(A和A+轮),3家在B轮阶段,仅有2家在C轮阶段之后。其中,同属B轮的寒武纪和地平线都是独角兽企业,估值分别为25亿美元和30亿美元。此外,Pre-IPO阶段的比特大陆估值在2018年7月时曾高达120亿美元,但现在虚拟货币价格不佳,致使矿机公司获利下降,正从矿机转型为AI芯片企业。

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上述在天使轮到Pre-IPO融资阶段的芯片企业中,仅有3家融资总额超过2亿美元以上,分别是比特大陆、寒武纪和地平线;有2家企业融资总额在5000万美元到2亿美元之间,分别是触景无限和ThinkForce(熠知电子)。其余15家企业的融资总金额都在5000万美元以下,甚至有9家企业的融资总金额不超过1000万美元。这些企业融资总金额合计超过30亿美元。

结语

根据前述ASIC芯片开发的成本估算,融资总金额不足5000万美元的芯片企业需谨慎使用资金,避免在下一期融资到账前发生财务危机。即便部分AI芯片设计的费用相对而言比较低,但高达800-2500万美元以上的芯片开发费用,加上长达1-3年的开发周期,AI芯片企业在融资的早期阶段需要投资人的大量资金浥注,才能够撑过没有产品销售的阶段,并且成功踏出第一步。

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