寒武纪科技在AI与半导体领域的发展史

20世纪50年代至70年代的人工智能力图模拟人类智慧，但由于受过分简单的算法、匮乏得难以应对不确定环境的理论以及计算能力的限制，这一热潮逐渐冷却。进入20世纪90年代，人工智能这一项新兴技术，在经历了最近几年的技术积累、升级、发酵之后，正在以AI芯片作为载体而全面崛起。

从历史上看，每次出现一个新兴应用，都会有一类专用芯片诞生，AI 也需要专门处理器，包括智能终端处理器以及智能云服务器处理器。在这个全新的智能时代，芯片的使命将从信息时代的计算转变为支撑机器智能。

寒武纪实力领跑AI芯片

那么，如何让芯片有限的空间得以支持任意规模的神经网络模型?寒武纪先行进行了探索，这也是寒武纪重要的学术原创成果。人工智能处理器上一定有一个非常灵活、高效的指令集，可以用来解决不同类型的人工智能处理任务。在这一点上，寒武纪跑在了国内 AI 芯片创业公司的前面。

寒武纪科技源自于中国科学院计算技术研究所(中科院计算所)。中科院计算所是中国第一个专门从事计算机科学技术综合性研究的国立学术机构，被誉为“中国计算机事业的摇篮”，曾自主研发了中国首台数字电子计算机、首个通用CPU，为中国计算机产业界和学术界培养了大量高技术人才，创办了联想、曙光等一批高技术企业，是寒武纪科技的重要股东和产学研长期合作伙伴。

在中国科学院的鼎力支持之外，寒武纪科技的战略投资方和合作方可谓阵容豪华，囊括了顶尖互联网企业(阿里巴巴)、顶尖服务器厂商(联想、曙光)、顶尖人工智能公司(科大讯飞，天使轮战略投资方)，以及多个顶尖芯片厂商。寒武纪科技在北京海淀区中关村和上海浦东新区临港设有研发中心，得到了各级政府部门的大力扶持。

作为中国最炙手可热的高科技初创公司之一，寒武纪在芯片产业有什么布局?他们为什么能获得包括阿里巴巴在内的资本青睐，成为独角兽?

超强实力打磨强势芯片

作为全球第一个成功流片并拥有成熟产品的AI芯片公司，拥有终端AI处理器IP和云端高性能AI芯片两条产品线，2016年。寒武纪首次发布了全球首款面向智能手机、安防监控、无人机、可穿戴设备以及智能驾驶等各类终端设备的商用深度学习专用处理器IP——寒武纪1A处理器，寒武纪1A的横空出世打破了多项记录，受到了业界广泛关注，并入选了第三届世界互联网大会评选的十五项“世界互联网领先科技成果”。

伴随着人工智能技术的不断创新与产业落地深化，AI芯片成为了一条优秀赛道，拥有应用场景广泛的潜力市场。专注于AI芯片设计的寒武纪，是身处这条赛道中的企业之一。寒武纪自2016年成立起便致力于研发高端智能芯片，突破关键环节“卡脖子”问题。从发展历程看 , 寒武纪仅用五年就达成了3大产品线、7款智能芯片产品的成就 , 比对芯片设计产业 2-3 年的平均开发周期 , 寒武纪的高产显然领先于业界。根据智慧芽数据显示，截至最新，寒武纪及其关联公司在126个国家/地区中，共有1896件专利申请(详见图1)，其中，发明专利占97.36%(详见图2)。寒武纪的专利布局主要聚焦于神经网络、计算装置、运算指令、数据处理、处理装置等专业技术领域

公司在AI芯片领域技术积淀深厚，不断拓展业务边界。公司成立于2016年，创始人 陈天石是前中科院计算机所研究员。2010-2015年，陈天石在中科院工作期间的主要 研究方向是计算机体系结构和计算智能，并就相关研究发表论文40余篇。2016年， 公司创立之初即推出了全球首款商用智能终端IP-寒武纪1A。截止2020年底，公司的 智能IP产品已搭载于超过1亿台智能手机和智能终端设备中。2018年，公司在云端AI 芯片领域取得突破，推出了中国首款高峰值云端智能芯片-思元100芯片。之后，公 司陆续推出思元270、290和370，架构持续升级，性能持续提升，与头部厂商的技术 差距持续缩小。公司不断拓展业务边界，在边缘计算场景推出思元220芯片，并布局 智能驾驶场景。

2017-2018年，公司的营收主要来源为终端芯片IP。公司于2016-2018年间开发出了 1A、1H和1M芯片，以IP授权的形提供给华为海思。公司终端芯片IP业务的收费分为 两部分：

1. 在IP授权时收的固定费用：IP授权的固定费用的收费为许可技术通过验收后，许 可产品正式出货前，按照授权许可实施进度分阶段收取相应费用。2017-2019年， 固定费用收费分别为285万元、7395万元和2200万元，占比分别为37%、63% 和32%。

2. 在产品销售后收的提成费用：按照使用其IP的芯片实现销售时按单价比例收取 一定提成费用。提成费用为被授权方量产芯片并销售许可产品后的每个季度末， 按照许可产品的累计销售数量所在区间，分标准收取相应费用。2017-2019年， 提成费用收费分别为486万元、4271万元和4677万元，占比分别为63%、37% 和68%。

2019年，终端智能处理器IP许可销售收入同比下降41.1%，主要原因系公司于2018 年向华为海思逐步交付了终端智能处理器IP，2019年固定费用模式的IP许可销售收 入相应下降。2019年后，公司将业务发展重点由终端转向云端后，终端智能处理器 IP业务将变为存量业务，收入以其搭载手机销售额的提成收入为主。

纵观芯片行业的历史并进行推敲,可以发现有一条无法跨越的产业规律,那就是芯片设计企业必须要经历马拉松式的“产品研发——适配导入——市场推广”过程,最终实现大规模量产及出货。这个过程就如同闯关游戏,只有努力奋勇向前冲过重重关卡,没有任何途径可以直接传送到终极BOSS面前。

芯片就是这样一个慢性行业,但如果想要取得领先优势的话,还是要牟足劲的持续发力。伴随着人工智能技术的不断创新与产业落地深化,AI芯片也成为了一条优秀赛道,拥有应用场景广泛的潜力市场。专注于AI芯片设计的寒武纪,是身处这条赛道中的企业之一。

芯片设计公司是行业产业链的上游。一颗芯片的研发设计过程,往往需要两到三年的时间,来进行技术积累和自我迭代。其特性不同于布下产线,造出产品,即可着手进行市场推广的消费品行业。它必须先大幅度投入研发,进行复杂的产品,设计,制程工艺,在实现产品的技术突破后,才能进一步建立客户壁垒,实现市场突破。

这造成了芯片设计行业的一些典型特征——“投资前置,收益后置”、“投资规模大,盈利周期长”。但对于普通投资者而言,这种产业特征似乎不易理解。另一方面,寒武纪身处的行业,存在着业务高度TO B,技术门槛极高,大众感知程度极低也是造成不易理解的原因之一。

不过,从寒武纪的一系列发展历程和表现来看,寒武纪拥有扎实的技术积淀。自2016年成立至今,寒武纪在五年时间内,达成了3大产品线、7个智能芯片产品的成就,比对芯片设计产业2-3年的平均开发周期,寒武纪的高产显然领先于业界。

同时,在基本面的变化与业务进展上,寒武纪有7nm思元290芯片推出、更先进制程工艺的新产品在研、芯片出货快速增长、进军车载业务等一系列利好。

在创立初期,寒武纪选择先从IP授权业务切入市场,实现产品和技术的商业化落地和技术验证,达成了“初创便量产”的奇迹,帮助其在众多创业公司中脱颖而出。但在此之后,管理层的雄心推动寒武纪不满足于既有的终端IP授权业务,转向更具想象空间的云边端芯片战略。