2015左右，全球開啟了AI芯片的創(chuàng)業(yè)熱潮。AI的這一次浪潮不僅吸引了眾多頂級(jí)芯片人才選擇創(chuàng)業(yè)，也讓多家科技巨頭進(jìn)入了芯片行業(yè)。不過，AI技術(shù)仍在快速發(fā)展，AI芯片的評(píng)價(jià)體系也還在完善，AI芯片領(lǐng)域也還沒有公認(rèn)的領(lǐng)導(dǎo)者。

此時(shí)一個(gè)很關(guān)鍵的問題是，如何衡量一款A(yù)I芯片的好壞？借著寒武紀(jì)科技回復(fù)上海證券交易所的問詢函（以下簡稱問詢函）報(bào)告，去找到如何從多個(gè)角度多層次全面衡量一款A(yù)I芯片競爭力的答案。當(dāng)然，這個(gè)答案當(dāng)中也包含著寒武紀(jì)科技的許多關(guān)鍵信息以及它是如何與英偉達(dá)和華為海思較勁。

先發(fā)優(yōu)勢(shì)

在問詢函回復(fù)報(bào)告中，寒武紀(jì)表示與華為海思相比，公司的競爭優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：

公司專注于人工智能芯片 進(jìn)入該領(lǐng)域的時(shí)間更早 ，具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)。芯片架構(gòu)針對(duì)人工智能應(yīng)用及各類算法進(jìn)行了優(yōu)化，積累了一批核心技術(shù)與關(guān)鍵 專利 ，技術(shù)創(chuàng)新能力得到業(yè)界廣泛認(rèn)可。

在新技術(shù)的研究中，先發(fā)的優(yōu)勢(shì)在于，當(dāng)業(yè)界對(duì)新技術(shù)的關(guān)注度還不是很高的時(shí)候就開始研究，雖然面臨的挑戰(zhàn)更大，但可以更早把“坑”踩了，更早積累更多的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)產(chǎn)業(yè)對(duì)新技術(shù)的關(guān)注度大增的時(shí)候，可以將新技術(shù)更快地產(chǎn)業(yè)化。

但技術(shù)的實(shí)現(xiàn)有很多種方式，先發(fā)優(yōu)勢(shì)并不一定就是最終的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，技術(shù)的選擇也非常關(guān)鍵。

架構(gòu)選擇

在與英偉達(dá)等老牌芯片巨頭的競爭中，寒武紀(jì)在問詢函回復(fù)函中表示其優(yōu)勢(shì)在于：

在研發(fā)人工智能芯片時(shí)，英偉達(dá)更多基于公司原有的技術(shù)儲(chǔ)備和設(shè)計(jì)理念去適配人工智能的應(yīng)用和算法，但 GPU、CPU本身并非專門為人工智能相關(guān)運(yùn)算進(jìn)行開發(fā)的芯片產(chǎn)品。而公司的芯片架構(gòu)針對(duì)人工智能應(yīng)用及各類算法進(jìn)行了優(yōu)化，有效提升了產(chǎn)品的性能功耗比和性能價(jià)格比。

目前，AI芯片的定義還沒有一個(gè)嚴(yán)格和公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。比較寬泛的看法是，面向人工智能應(yīng)用的芯片都可以稱為AI 芯片。因此，CPU、GPU、DSP、FPGA、ASIC都屬于AI芯片的范疇。

這里需要單獨(dú)介紹的是專為AI而設(shè)計(jì)的芯片。這類芯片經(jīng)常會(huì)統(tǒng)稱為AI專用芯片，要進(jìn)一步細(xì)分的話還可以分為通用型和專用型。兩者的差別在于，通用型是通過對(duì)各類智能應(yīng)用和算法的計(jì)算和訪存特點(diǎn)進(jìn)行抽取和抽象，定義出一套適用于智能算法且相對(duì)靈活的指令級(jí)和處理器架構(gòu)，廣泛支持多樣化AI算法和應(yīng)用。當(dāng)然，通用型AI芯片是專為AI算法設(shè)計(jì)，其通用性也不能與CPU和GPU進(jìn)行比較。

專用型AI芯片（ASIC）則是針對(duì)特定的、具體地、相對(duì)單一的AI應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的芯片。

關(guān)于CPU、GPU、FPGA、DSP、ASIC的特點(diǎn)以及進(jìn)行AI計(jì)算時(shí)的優(yōu)劣勢(shì)，可以參考問詢函中的表格。

市場(chǎng)定位

AI芯片的架構(gòu)各有特色，不同架構(gòu)的芯片既可以應(yīng)用于對(duì)性能要求很高的云端訓(xùn)練和推理市場(chǎng)，也可以應(yīng)用于對(duì)功耗和成本更敏感的邊緣和終端市場(chǎng)，因此在對(duì)比AI芯片的時(shí)候，首先要明確是否是同級(jí)別競品以及市場(chǎng)定位是否相似。

寒武紀(jì)在選取同類競爭對(duì)手時(shí)候的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)：

1、面向終端、云端、邊緣端等智能計(jì)算市場(chǎng)有一種或多種芯片產(chǎn)品發(fā)布上市的芯片公司；

2、相關(guān)芯片產(chǎn)品有顯著銷售規(guī)模且公開披露該類產(chǎn)品的業(yè)務(wù)、財(cái)務(wù)資料相對(duì)較多。

基于上述原則，在智能計(jì)算市場(chǎng)中，行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)的具體情況如下所示：

 

寒武紀(jì)科技得出的結(jié)論是，綜合來看，公司在業(yè)務(wù)與技術(shù)部分介紹時(shí)綜合考慮了主要產(chǎn)品或主營業(yè)務(wù)相似度、行業(yè)知名度及行業(yè)地位、產(chǎn)品銷售情況、信息披露透明度等因素，選取英偉達(dá)、英特爾、AMD、Arm、華為海思等五家企業(yè)作為同行業(yè)可比公司。

不過雷鋒網(wǎng)認(rèn)為，AMD雖然同時(shí)擁有高性能CPU和GPU產(chǎn)品，但并未針對(duì)AI算法做特別優(yōu)化，AMD也未在對(duì)外的宣傳中提及其AI性能，所以在做AI芯片產(chǎn)品的對(duì)比時(shí)，AMD經(jīng)常不會(huì)放在對(duì)比列表中。

選定具備可比性的同類競品之后，接下來需要對(duì)比的就是產(chǎn)品的技術(shù)，包括直接影響芯片最終性能的硬件技術(shù)和軟件技術(shù)。

芯片關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

在問詢函回復(fù)中，寒武紀(jì)用英偉達(dá)和華為海思的產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)的比較，在芯片的物理技術(shù)層面從底層的處理器微架構(gòu)、指令集、SoC芯片設(shè)計(jì)、芯片功能驗(yàn)證到先進(jìn)工藝物理設(shè)計(jì)、芯片封裝設(shè)計(jì)與量產(chǎn)測(cè)試、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)選取衡量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了詳細(xì)對(duì)比。

軟件層面從編程框架適配與優(yōu)化、編程語言、編譯器、高性能數(shù)學(xué)庫、虛擬化軟件、核心驅(qū)動(dòng)、云邊端一體化開發(fā)環(huán)境7個(gè)方面選取衡量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一一對(duì)比。

7個(gè)硬件關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比：

 

7個(gè)基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件技術(shù)對(duì)比：

 

軟硬件的關(guān)鍵技術(shù)的特性以及軟硬件融合的程度直接決定了AI芯片的單核、多核性能以及對(duì)不同數(shù)據(jù)精度和算法支持的表現(xiàn)。也是影響業(yè)界評(píng)判一款芯片PPA（Power、Performance、Area）的關(guān)鍵。根據(jù)AI芯片發(fā)展的應(yīng)用范疇，在性能功耗比、制造工藝、軟件成熟度以及未來發(fā)展趨勢(shì)上，AI芯片也分主流技術(shù)水平以及未來技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

 

注1：性能功耗比按理論峰值性能和芯片整體功耗進(jìn)行估計(jì)。

注2： INT2/4/8/16 分別代表進(jìn)行 2 位、 4 位、 8 位、 16 位定點(diǎn)運(yùn)算， FP16/32 分別代表進(jìn)行16 位、 32 位浮點(diǎn)運(yùn)算， BF 16 代表進(jìn)行 16 位腦浮點(diǎn)運(yùn)算。

注3：表中所述終端芯片都指具備專門化、本地化人工智能處理能力的 SoC 芯片。

注4：上表中沒有針對(duì)專用型智能芯片（ASIC）進(jìn)行比較，因該類芯片功能相對(duì)單一，通常無須使用 Fin Fet 等先進(jìn)制造工藝，與通用型智能芯片的行業(yè)特點(diǎn)顯著不同，且不是公司主營業(yè)務(wù)所關(guān)注的重點(diǎn)。

注5：訓(xùn)練和推理的性能功耗比均以理論峰值性能計(jì)算。

資金實(shí)力與人才實(shí)力

無論是傳統(tǒng)芯片還是AI芯片，能夠持續(xù)投入研發(fā)進(jìn)行產(chǎn)品迭代才是保持芯片競爭力的關(guān)鍵。特別是，芯片行業(yè)是一個(gè)長周期，高投入的行業(yè)。因此，資金實(shí)力與人才也是影響AI芯片競爭力的關(guān)鍵。

相比英偉達(dá)和華為海思，寒武紀(jì)有著顯著的資金實(shí)力差距，這也是寒武紀(jì)要在科創(chuàng)板上市的重要原因。根據(jù)英偉達(dá)2020財(cái)年財(cái)務(wù)報(bào)告，截至2020財(cái)年末，英偉達(dá)的現(xiàn)金及現(xiàn)金等價(jià)物為108.96億美元，2020財(cái)年英偉達(dá)的研發(fā)費(fèi)用為28.29億美元。華為海思未上市，據(jù)公開報(bào)道2019年研發(fā)投入約為24.39億美元。

除了資金實(shí)力與巨頭相差懸殊，人才方面也是寒武紀(jì)努力在加強(qiáng)的，所以寒武紀(jì)的人員支出在持續(xù)增加。寒武紀(jì)員工人數(shù)從2017年末的80人增長到2019年末的868人。2017年2019年，公司支付給職工以及為職工支付的現(xiàn)金分別為1,512.7萬元、9,300.64萬元和29,818.82 萬元，增長速度較快。

截至2019年末，寒武紀(jì)研發(fā)人員人數(shù)達(dá)到680人，碩士及以上學(xué)歷人員546人。

單位：人，萬元

市場(chǎng)地位與銷售網(wǎng)絡(luò)

產(chǎn)品、技術(shù)、人才之后，AI芯片的市場(chǎng)前景，AI芯片公司的市場(chǎng)地位與銷售網(wǎng)絡(luò)，很大程度影響著其芯片產(chǎn)品能否落地以及獲得市場(chǎng)的認(rèn)可。市場(chǎng)方面，根據(jù)IDC 報(bào)告顯示，云端推理和訓(xùn)練所產(chǎn)生的云端智能芯片市場(chǎng)需求，預(yù)計(jì)將從 2017 年的 26 億美元增長到 2022 年的 136 億美元，年均復(fù)合增長率 39.22% 。

 

數(shù)據(jù)來源：IDC

在一個(gè)具備前景的市場(chǎng)里，已有的市場(chǎng)地位和銷售網(wǎng)絡(luò)的影響力非常關(guān)鍵，不過這是初創(chuàng)公司需要從零開始構(gòu)建的，難度巨大。

英偉達(dá)2020財(cái)年?duì)I業(yè)收入為109.18億美元，華為海思2018 年?duì)I業(yè)收入為75.73億美元（根據(jù)DIGITIMES 報(bào)道），均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過寒武紀(jì)的銷售規(guī)模。就人工智能芯片產(chǎn)品來看，英偉達(dá)2020財(cái)年數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)銷售收入超過30億美元，在全球市場(chǎng)份額中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位。

華為海思云端和邊緣智能芯片產(chǎn)品推出時(shí)間不長，2019年該等業(yè)務(wù)總體銷售規(guī)模推測(cè)可能與寒武紀(jì)銷售規(guī)模相差不大，但在國內(nèi)的終端智能SoC芯片領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢(shì) 。

銷售網(wǎng)絡(luò)方面，英偉達(dá)、華為海思均有成熟完善的銷售網(wǎng)絡(luò)，客戶對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)知程度、市場(chǎng)知名度等方面均優(yōu)于公司。

因此無論是在寒武紀(jì)的招股說明書（申報(bào)稿）還是上市問詢函回復(fù)中，寒武紀(jì)失去大客戶華為海思的訂單以及是否對(duì)中科曙光有較強(qiáng)的依賴，還有2019年從珠海市橫琴新區(qū)管理委員會(huì)商務(wù)局、西安灃東儀享科技服務(wù)有限公司獲得的收入大幅提升都是關(guān)注的焦點(diǎn)。

寒武紀(jì)回復(fù)稱，其與華為海思的4個(gè)技術(shù)許可合同有3個(gè)已經(jīng)履行完畢，還有一個(gè)正在履行。另外，對(duì)中科曙光的訂單不存在依賴，從珠海市橫琴新區(qū)管理委員會(huì)商務(wù)局、西安灃東儀享科技服務(wù)有限公司獲得的訂單也合理。

產(chǎn)品定價(jià)策略

最后，還有非常關(guān)鍵的定價(jià)。寒武紀(jì)稱，其加速卡產(chǎn)品的定價(jià)差異主要由公司向客戶交付的硬件產(chǎn)品所配套的系統(tǒng)軟件復(fù)雜度、公司向客戶提供的技術(shù)服務(wù)工作量、估計(jì)的同時(shí)期競品的定價(jià)區(qū)間以及市場(chǎng)銷售折扣等因素綜合決定。

另外，寒武紀(jì)云端智能芯片及加速卡產(chǎn)品定價(jià)、銷售政策由公司自主決定，產(chǎn)品定價(jià)在目錄價(jià)格的基礎(chǔ)上與配套軟件的復(fù)雜程度、向客戶提供的技術(shù)服務(wù)工作量、估計(jì)的同時(shí)期競品的定價(jià)區(qū)間相關(guān)，同時(shí)根據(jù)客戶性質(zhì)、訂單數(shù)量等給予一定的銷售折扣。

寒武紀(jì)也列出了與英偉達(dá)Telsa P4和T4加速卡的差別。

單位：萬元/塊

注1：由于無法從公開渠道獲取英偉達(dá)相同或類似產(chǎn)品的官方銷售價(jià)格，英偉達(dá)相關(guān)產(chǎn)品的售價(jià)區(qū)間為基于市場(chǎng)信息的推測(cè)或估計(jì)。

寒武紀(jì)認(rèn)為，其加速卡銷售價(jià)格與同行業(yè)可比公司英偉達(dá)相關(guān)產(chǎn)品的估計(jì)售價(jià)接近，不存在重大差異 。

資料來源：各公司官網(wǎng)、年報(bào)及其他公開披露資料

雷鋒網(wǎng)小結(jié)

寒武紀(jì)科技科創(chuàng)板上市申請(qǐng)書（申報(bào)稿）以及上市問詢函回復(fù)讓寒武紀(jì)科技揭開了神秘面紗，寒武紀(jì)科技也不得不回復(fù)上交所的犀利而關(guān)鍵的提問，這是平時(shí)寒武紀(jì)不太可能、也是盡量會(huì)避免回答的問題。

兩份總計(jì)五百多頁的資料中除了包含寒武紀(jì)自身的關(guān)鍵信息，也有大量的基礎(chǔ)信息以及行業(yè)信息。比如本文中從問詢函回復(fù)中梳理出來的AI芯片公司及產(chǎn)品競爭的關(guān)鍵，包含技術(shù)、產(chǎn)品、市場(chǎng)、渠道、定價(jià)。透過寒武紀(jì)的回復(fù)，我們不僅能了解寒武紀(jì)的技術(shù)實(shí)力，也能以此類推去判斷一款A(yù)I芯片到底如何。

關(guān)注雷鋒網(wǎng)公眾號(hào)，回復(fù)問詢函獲取寒武紀(jì)科技回復(fù)上海證券交易所的問詢函報(bào)告全文

注：文中表格均來自回復(fù)函報(bào)告

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