頭圖:肇觀電子實驗室一角,,N171人工智能視覺處理器芯片正在運行高幀率實時物體 分類檢測算法
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上海,一檔創(chuàng)業(yè)類節(jié)目錄制現(xiàn)場,。西裝革履的馮歆鵬走上舞臺,,他的任務簡單又復雜。
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有多簡單,?只需要介紹清楚一枚指甲蓋大小的灰色方片,;有多復雜?這枚正面印有兩行小字,、三行數(shù)字的方片,,是一款名為“N171”的視覺處理器芯片,是百余位工程師研發(fā)兩年多的成果,。
無論是我們熟悉的操作系統(tǒng),,還是應用軟件,運行的基礎都是足夠強勁的硬件,,而芯片則是硬件里的核心元器件,,如果沒了芯片,硬件便是一具喪失了靈魂的空殼,。而此刻被馮歆鵬右手高高舉起的這枚“N171”,,作為視覺處理器芯片,可用于安防監(jiān)控,、機器人,、車載、物流等領域,,為智能設備提供視覺能力,。
一個事實是,,除了熟練的話術,、精美的PPT,以及愿景與豪情之外,,能否拿出自研芯片,,能否流片、量產(chǎn),,是這個去年當之無愧的話題行業(yè)在先后經(jīng)歷了國際動蕩,、政策暖風、資本寒冬后,,正在直面的生死關口,。
第一代天使眼智能眼鏡
去年8月,由中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院(CCID)等發(fā)布的《中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書(2017-2018)》顯示,,截至2017年底,,我國集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有人才存量約為40萬人,,到2020年前后,人才需求規(guī)模將升至約72萬人,。馮歆鵬的故事不是最著名的,,也不是最典型的,但它提供了一扇觀察的窗口,,對準的是大潮中一簇普通的浪花,。
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“你得足夠老,又不能太老”
1997年,,正值國內(nèi)電子市場迅速成長期,。高中就對電路極有興趣的馮歆鵬,很自然地選擇了中國科學技術大學的熱門專業(yè)——電子系,。本科畢業(yè)后,,他出國留學,在英國南安普頓大學攻讀微電子碩士,,兩年后歸國加入中芯國際,,從事IP設計工作。中芯國際的主要業(yè)務是根據(jù)客戶本身或第三者的集成電路設計為客戶制造集成電路芯片,,它被視作“中國內(nèi)地技術最全面,、配套最完善、規(guī)模最大,、跨國經(jīng)營的集成電路制造企業(yè)”,。
那時中芯國際剛剛成立四年,公司所處的張江在2004年的房均價還在千元上下,。在馮歆鵬的記憶里,,晚上從中芯國際下班,除了眼前燈火通明的辦公樓,,背后一片漆黑,。但很快,中芯國際帶動了整個張江芯片產(chǎn)業(yè)生態(tài)走向繁盛,。
那同樣是一個機遇和野心相遇的年代,。當時的許多觀點認為,世界半導體產(chǎn)業(yè)重心在過去完成了兩次轉移(19世紀70年代從美國轉向日本,,80年代又轉向韓國與中國臺灣),,接下來無論出于市場、政策還是產(chǎn)業(yè)鏈考慮,,中國大陸都有很大可能承接第三次產(chǎn)業(yè)轉移,。而在中國半導體行業(yè)四大產(chǎn)業(yè)聚集地之一的長三角,中芯國際無疑風頭正盛,,在短短的四年間,,那時尚未放棄臺灣戶籍的張汝京就率領其一舉榮登“全球第三大晶圓代工廠”,。
2006年,馮歆鵬前往國外半導體公司工作,。
一個屬于半導體行業(yè)的殘酷事實是——平均水平是賺不到錢的,,你必須至少做到行業(yè)第二;如果做不到,,基本就面臨著被收購兼并,,或者是被迫轉型。
這種殘酷多少源于行業(yè)高聳的門檻,。怎么去形容其復雜程度,?簡單地說,一枚芯片最重要的環(huán)節(jié)是設計和制作:設計環(huán)節(jié),,僅一個項目,,就可能需要上百個工程師;制作環(huán)節(jié),,“元素周期表中的118個元素,,只有兩三種是用不到的?!?/p>
在馮歆鵬看來,,這背后考驗的不僅是人才的培養(yǎng)和聚攏,更是持續(xù)投入的資金勢能,。市場研究機構IC Insights發(fā)布的2017年全球半導體行業(yè)研發(fā)投入超過10億美元的18強企業(yè)報告顯示,,英特爾、高通,、博通名列前三,。其中常被譽為“富可敵國”的英特爾在2017年的研發(fā)投入達到130億美元,占該集團總支出的36%,,為其2017年銷售額的五分之一,。
幾十年來,通用芯片的較量始終是個封閉的角斗場,,技術門檻,、資金體量,、歷史積淀都是高聳的圍墻,,讓半導體世界數(shù)十年鐵板一塊。
2013年,,人工智能在深度學習算法上的突破讓行業(yè)萌生變數(shù),,也讓馮歆鵬看到了新的機會——AI芯片。
“過去十幾年來,,半導體不容易產(chǎn)生效益的一個重要原因在于硬件是過剩的,,大家的PC電腦已經(jīng)足夠強勁,,普通消費者難以覺察到CPU性能的明顯改變,因而更愿意為軟件付費,。但是,,隨著人工智能技術的進步,既有的硬件追不上算法的發(fā)展,,當硬件性能稍有提升,,消費者就能明顯收獲體驗上的改善,付費意愿也就上升了,?!?/p>
馮歆鵬意識到,當智能終端越來越多,,這可能會是一個通用芯片之外更大的市場,。2014年國內(nèi)“雙創(chuàng)”浪潮正盛,他萌生了回國創(chuàng)業(yè)的想法,?!耙鲂酒椖浚粋€首要的前提是經(jīng)驗,,你要夠老,,才可能有足夠的工程經(jīng)驗;但你又不能太老,,太老精力會有問題,,接受新事物也會比較吃力?!?/p>
就這樣,,馮歆鵬走到了一扇大門前。
“每個人都有一個計劃,,直到臉上挨了一拳”
不過,,從萌生想法、觀察籌備到成立公司,,真正打開大門時,,已是2016年。即便有人工智能的風口,,有十幾年的經(jīng)驗,,在2016年前后,對于芯片創(chuàng)業(yè)公司,,融資依然不是件簡單的事情,。
半導體行業(yè)是典型的資本、技術高度密集型行業(yè),,在AI芯片概念出現(xiàn)前的很長一段時間,,通用芯片的兩大市場(PC,、智能手機)都被少數(shù)幾家公司壟斷,留給初創(chuàng)公司的空間很??;雖然晶圓代工模式降低了芯片制造門檻,但大企業(yè)持續(xù)數(shù)十年的資金投入,、專利和IP壁壘無不讓初創(chuàng)公司相形見絀,、追趕乏力,風投自然不愿為此買單,。
工作人員模擬使用天使眼智能眼鏡進行鈔票識別
壓力在天使輪融資時集中爆發(fā),。2016年3月1日,馮歆鵬正式向外投遞商業(yè)計劃書,,“發(fā)了20家,,然后天天check(查看),心里就念叨著怎么還沒回復……”21天后,,一家成立于2015年的基金最先給出了投資意向書,。
那21天里的五味雜陳讓他至今難忘?!爱斈慊巳齻€小時跟投資人聊,,你覺得他應該聽懂了,他也跟進得很快,,但最后沒有投,,這是挺打擊人的。而那些選擇投資的,,也是給你一點點錢,,想看你能做點啥。但是說實話,,只有這么一點錢,,是做不出芯片的?!?/p>
雖然AI芯片作為一個新興市場,,對創(chuàng)業(yè)公司非常友好,相比服務大客戶的通用芯片,,智能終端芯片往往瞄準碎片化市場,,跟應用走得很近,但這絲毫不影響其對資金的吞噬能力,。一個明顯的現(xiàn)象是,,芯片初創(chuàng)企業(yè)的融資金額往往在A輪就大多過億,,以AI芯片公司地平線為例,,其在2月底公布的B輪融資金額就高達6億美元,。
市場調查機構 IC insight 于去年中公布的調查報告指出,2018 年全球半導體產(chǎn)業(yè)的資本支出將首次突破千億美元大關“,,中國效應”明顯,。 中國(大陸)資本支出預計占世界總資本支出的10.6%,是2015年資本支出的5倍,,同時也超過日本與歐盟資本支出之和
很大程度上,,如此高額的融資額是項目推進的必須。馮歆鵬給《南方人物周刊》算了筆賬,?!氨热缒阋遗_積電流片,光做一版16納米制程的光罩就需要近3000萬人民幣,;下一步是買IP,,因為有些IP是沒辦法自己做的,即便是英特爾也需要采購,,這項算下來大概2500萬又沒了,;接下來如果要使用ARM,又需要支付1000萬的授權費(ARM Holdings 是全球領先的半導體知識產(chǎn)權 (IP) 提供商,,全世界超過95%的智能手機和平板電腦都采用ARM架構,。半導體公司可利用ARM的 IP設計創(chuàng)造和生產(chǎn)片上系統(tǒng)設計,但需要向ARM支付原始IP的許可費用并為每塊生產(chǎn)的芯片或晶片交納版稅),,這樣算下來,,啥都沒有開始,前期費用就已經(jīng)花掉了6500萬,?!?/p>
“再算人工費用,做一個合格的芯片,,至少要150人左右,。‘造芯’的鏈條特別長,,從架構,、設計、驗證,,有了板子后,,還要跑操作系統(tǒng)、驅動程序,、應用程序,,基本上隨便一鋪開就是一百多人,還需要配一些硬件設施。按照年人均成本50萬計算,,100個人一年就需要5000萬,。后面還需要做封裝測試,等等,。這樣算下來,,只做一個項目,一年就需要花費1.5億人民幣,?!?/p>
馮歆鵬時刻感受著資金壓力,“公司要發(fā)展壯大,,現(xiàn)金流必須安全,。你會做各種推演,這個月錢再不進來,,兩個月后沒錢了要怎么辦……好在這幾年能明顯體會到看芯片項目的基金增多了,,投資人對行業(yè)的認知也越來越深刻?!?/p>
不過,,讓初創(chuàng)公司頭疼的可遠不止錢。對馮歆鵬來說,,另一個夢魘在于無法預見的“delay”(項目延期),,“就像拳王泰森說的,每個人都有一個計劃,,直到臉上挨了一拳,。”
“在大公司,,做一個量產(chǎn)芯片從春天delay到秋天很常見,,因為中間會遇到很多技術挑戰(zhàn)?!钡」静]有大公司在delay上的話語權,,如何應對各種突如其來的delay并化解可能帶來的“生死問題”,是CEO日常的壓力之源,。這背后是芯片行業(yè)的共同痛點——人才,。在馮歆鵬看來,世界著名半導體企業(yè)間的競爭實際上就是人才競爭,。
選對方向才能存活
在芯片尚未成為國民話題前,,最初讓馮歆鵬獲得媒體關注的是他們開發(fā)的一款名叫“天使眼”的智能眼鏡,這是團隊在計算機視覺研發(fā)領域的首個落地項目,,希望“引導盲人正常走路并能識別身邊的物體,、文字”,,“你可以把它理解為一個可穿戴的無人駕駛系統(tǒng)?!?/p>
這款眼鏡的想法誕生于2014年,,公司成立前?!拔覀兒茉缇皖A料到,,沒人愿意投資后等上兩三年,,等你做出一款芯片,,所以一定要有可以落地的產(chǎn)品。而且芯片發(fā)展到后來一定要扎根到細分領域,,跟行業(yè)走近些是很必要的,。”
很多芯片公司能活過第一輪大多有此預見,,但如今真正算得上“靠譜”的,,則大多是“足夠幸運,選擇了對的方向”,,“大部分選安防的活命了,,選VR的全死了?!贬槍Φ鸵暳θ后w的視覺輔具是當時馮歆鵬集合市場體量和團隊優(yōu)勢等因素做出的選擇,,相比安防、無人車這些知名企業(yè)扎堆的領域,,他希望先從小切口入手,。“WHO官網(wǎng)2018年10月公布的數(shù)據(jù)顯示,,在遠視力方面,,全球有2.17億人患有中度至重度視力損害,3600萬人失明,。如果我們能做出一款產(chǎn)品真正滿足他們的剛需,,會很有市場?!?/p>
在還沒成立公司前,,只有馮歆鵬和前同事、后來的合伙人周驥一起摸索,。他們一個蒙上眼睛,,戴上綁有攝像頭的眼鏡模仿盲人行走,一個用電腦測算模型,,兩個月后攢出了第1版“天使眼”,。
截至2018年底,,“天使眼”已在內(nèi)部迭代了8版。相比市面上已有的輔具要么外型笨拙,、要么價格昂貴,、要么存在明顯副作用(比如通過在舌頭下放置電極,用微電流訓練大腦畫面),,“天使眼”提供了一種較為合理的解決方案,,但它依然無法完全跨越所有輔具都面臨的某些現(xiàn)實阻礙。
“比如責任劃分,,這款設備究竟應該扮演主導還是輔助角色,,這背后的問題在于輔具是否能達到百分之百可靠;盲人在盲校學習走直線往往需要一年時間,,他們對于設備的適應和學習也需要很長時間……”雖然現(xiàn)在“天使眼”數(shù)千套的出貨量遠遠低于馮歆鵬的預期,,但下一代產(chǎn)品在植入自有芯片后會大幅降價(目前高端機的售價為8860元),他相信會為公司帶來更多的訂單,。
在馮歆鵬看來,,無論是“天使眼”,還是他們一直在開發(fā)完善的視覺處理器芯片,,都指向一個目標——“可靠的視覺系統(tǒng)”,。“天使眼是幫助盲人和低視力人群,,在室內(nèi)室外行動時更好地感知世界,;視覺芯片是為機器人在室內(nèi)外移動提供視覺系統(tǒng)的指導。前者的使用反饋會影響我們的芯片設計,?!?/p>
N171是NextVPU N1系列人工智能視覺處理器芯片的旗艦芯片,在多項參數(shù)上刷新世界紀錄,,將芯片的視覺處理能力提升到新的高度,。N171內(nèi)置先進的計算引擎,擁有強大的幾何解算和深度神經(jīng)網(wǎng)絡處理能力,,可廣泛用于安防監(jiān)控,、機器人、無人機,、AGV,、智能家居、車載等諸多領域,。
競爭的生態(tài)也隨著國內(nèi)市場的崛起而展開,。去年10月,馮歆鵬完成了由安防巨頭中電??祷痤I投的A輪融資,,“截至目前,,公司已獲得兩輪累計數(shù)億元人民幣融資?!彼X得創(chuàng)業(yè)就是一個見招拆招的過程,,“問題總比想到的多,人好不容易招來了,,組織上如何把大家擰成一股繩,;往前做,技術上總有挑戰(zhàn),,競爭也是動態(tài)發(fā)生的,;你要做更宏大的事情,就需要融更多的錢,。很多事情沒法規(guī)劃,,因為變量太多了,。你就像一個船長,,你知道濃霧背后是一座金山,但是你不知道究竟哪條航線能安全抵達,,所以你能做的就是盡量拼命看得更遠,,更敏捷地調整。當你回望過去的那些異常艱辛的挑戰(zhàn)時,,你才會意識到什么叫‘殺不死你的,,會讓你更強大’?!?/p>