死磕AI晶元四年，寒武紀「搶跑」科創板
【獵雲網（微信：ilieyun）北京】4月3日報道（文/呂夢）
作為全球智能晶元的先行者，寒武紀科技在中國AI晶元產業迅速發展的幾年裡扮演了重要角色。3月26日，剛滿四歲的寒武紀在科創板上市的申請已獲上交所正式受理。
「獵雲網」對其招股書進行要點梳理看到，主營業務方面，寒武紀的高研發投入還將持續；成立四年，面向雲、邊、端三大場景三類晶元產品的布局和產業化探索，證明了其技術的領先性和業務穩定拓展能力；AI晶元市場空間巨大，從長期發展和投資稀缺性來看，寒武紀都具備較高的投資價值。
產品率先覆蓋雲邊端，三年營收50倍增長
據招股書顯示，寒武紀目前共經歷了6次增資和3次股權轉讓，IPO前，估值高達221億元人民幣，是國內發展最快的AI晶元獨角獸。
根據招股書顯示，寒武紀2017～2019年實現營業收入分別約為784.33萬元、1.17億元、4.44億元，2018年度和2019年度較前年增幅分別為1392.04%及279.35%，三年營收增長超過50倍。
發行人主要財務數據及財務指標
其中，2017年和2018年，公司主營業務收入主要來源於終端智能處理器IP授權業務，分別佔比98.95%、99.69%。彼時，公司尚在成立初期，相比馬上投入流片，承擔較大試製風險，以IP授權的形式逐漸拉攏客戶構建生態圈更加明智。
「先做終端IP產品線，是因為那時沒錢去研發非常複雜的晶元，」早些時候，寒武紀CEO陳天石就在接受媒體採訪時提到，選擇以IP授權模式進入市場是既是為了生存，同時也為了證明團隊的能力，「走下去，就會積累一些資本和名望。」
正是通過人工智慧IP模塊NPU在華為麒麟970和麒麟980晶元的應用，寒武紀在早期強鄰環伺的市場里率先殺出了一條生路。
報告期內，公司銷售收入及佔比分產品情況
隨著研發資源不斷豐富及市場渠道持續拓寬，2019年，寒武紀開拓了雲端智能晶元及加速卡業務和智能計算集群系統業務，其佔主營業務收入比例分別為17.77%、66.72%。
兩項業務的快速落地，在加固其核心競爭力和抗風險能力的同時，還大幅增加了主營業務收入，為公司貢獻了3.75億元的收入額。
值得注意的是，作為技術密集型企業，寒武紀的毛利率一直比較高。2017年度、2018年度，公司綜合毛利率分別為99.96%、99.90%。2019年度，兩項新業務的開展使得毛利率降為68.19%，但依然遠高於科創板已上市企業最近一期52.29%的均值。
報告期內，公司毛利率情況如表所示
晶元產業發展的關鍵是「資金」和「人才」。招股書顯示，一方面由於「公司研發支出較大，產品仍在市場拓展階段」；此外，「報告期內因股權激勵計提的股份支付金額較大」。
因此，寒武紀2017年度、2018年度和2019年度尚處於虧損階段，凈利潤分別為-3.8億、-4104.65萬元和-11.79億元。
創新往往需要通過試錯來完成，技術的領先性離不開長期持續且大量的研發投入。截至2019年12月31日，公司技術研發人員已達到680人，占員工人數比例為79.25%，70%以上研發人員擁有碩士及以上學位。
研發費用也在逐年增長，2017年、2018年和2019年分別為2986.19萬元、2.40億元和5.43億元，研發費用率分別為380.73%、205.18%和122.32%，遠超科創板已上市企業研發佔比接近14%的均值。
高研發投入也收穫了豐厚的回報，寒武紀專利申請數量不斷提升。據招股書披露，截至2020年2月29日，公司已獲授權和正在申請中的專利超過1500項。
從長期來看，晶元產業是典型的「大投入，大收益；中投入，沒收益；小投入，大虧損」，一旦邁過一個門檻，真正投入應用就會實現良性循環，形成穩定可觀的回報。
綜合寒武紀人才引進、研發投入和專利申請數量可見，其虧損額度尚在公司可控範圍內，同時也符合行業自身的發展規律。
此前，陳天石在回答媒體「寒武紀為什麼要衝擊科創板」的問題時表示：「對高技術公司的好消息是，可以不需要為提升短期盈利而去壓制研發。如果高技術公司一味追求盈利，可能就要裁減研發投入——過於重視短期，長期可能就被耽擱了。科創板讓大家可以伸展自如。」充分體現了寒武紀重視研發、持續夯實技術壁壘的立身之本。
根據招股書內容，本次發行不超過4,010.00萬股，占發行後總股本的比例不低於10%，擬募集資金約28億元，主要用於新一代雲端訓練晶元、雲端推理晶元、邊緣端人工智慧晶元及系統項目和補充流動資金。
本次募集資金扣除發行費用後，將投資於以上項目
現階段，寒武紀經營性現金流情況良好。截至2019年底，在共計46.68億的資產中，寒武紀貨幣資金餘額3.83億元，其他流動資產（結構性存款及理財）39.20億元。
資產負債率為6.68%，且全部為日常經營過程中產生的非付息債務，無銀行借款等其他付息債務，負債水平較低，短期償債能力較強。
合併資產負債表（部分）
此外，其應收賬款控制合理。2017年～2019年，寒武紀應收賬款款面凈值分別為441.09萬元、3264.44萬元和6460.87萬元，占當期末資產總額的比例分別為0.75%、1.07%和1.38%，主營業務增長穩健。
透過招股書可以看到，自2016年3月成立以來，先後面向端、雲、邊三大場景分別推出了三種類型的晶元產品：
終端智能處理器IP：寒武紀1A、寒武紀1H、寒武紀IM系列處理器；
雲端智能晶元及加速卡：思元100及加速卡、思元270及加速卡、還有目前正在研發中的思元290及加速卡；
邊緣智能晶元及加速卡：思元220及加速卡。
這幾類產品目前已經輻射到智慧互聯網、智能製造、智能交通、智能教育、智慧金融、智能家居、智慧醫療等「智能 」產業，技術的產業化平穩落地。
其中，採用其終端智能處理器IP的終端設備已出貨過億台，集成於華為、紫光展銳、智芯微等公司的晶元中。
雲端智能晶元及加速卡已實現量產出貨，應用到國內主流伺服器廠商如浪潮、聯想、新華三、阿里巴巴、百度、滴滴、好未來等廠商的產品中。
此外，2019年11月邊緣智能晶元思元220及相應等M.2加速卡的推出，完善了公司從終端、邊緣端到雲端完整的智能晶元產品線矩陣。
「芯」機會不是被奪走了，是已經來了
中國一直以來都在努力尋找一條擺脫半導體對外依賴的道路，AI晶元是重要的機會窗口。
由於傳統晶元架構難以滿足AI應用的需求，IC廠商和越來越多掌握應用場景的公司，比如谷歌、蘋果、亞馬遜、Facebook等開始投入研發或推出AI專用晶元。
據IDC數據顯示，2017年，整體AI晶元市場規模達到40億美元，到2022年，整體AI晶元市場規模將達到352億美元。
2015年，國務院印發的《中國製造2025》提出，2020年中國晶元自給率要達到20％，2025年要達到50％；2017年7月發布的《新一代人工智慧發展規劃》更要求人工智慧核心產業到2030年達到一萬億，帶動相關產業規模超過10萬億。
一時間，AI晶元公司成為當下併購和投資市場的「香餑餑」。
2017年8月，寒武紀科技在成立一年後完成了A輪融資，由國投創業領投，阿里巴巴創投、聯想創投、國科投資、中科圖靈、元禾原點（天使輪領投方）、涌鏵投資（天使輪投資方）聯合投資，躋身全球AI晶元領域「獨角獸」公司。
作為寒武紀的早期投資方之一，聯想創投集團合伙人宋春雨此前在接受「獵雲網」採訪時談到，事實上，AI晶元領域國際巨頭未必在技術上佔據領先地位，像英特爾這類傳統PC晶元的「老大哥」，在自己尚未造出AI晶元前，也要在全球不斷砸錢併購布局AI晶元。
而在AI專用晶元領域，寒武紀是當之無愧的全球先行者，其核心創始團隊早在科研階段，就開始進行相關的技術積累。
雖然有一定先發優勢，但陳天石前段時間接受媒體時也坦言：「Intel今年52歲，AMD今年51歲，NVIDIA今年27歲。寒武紀只有4歲，和行業前輩比起來還只是個孩子。羅馬並非一天建成，前輩標杆也都是篳路藍縷走過來的，我們有遠大的志向，但長跑才剛剛開始。」
與華為的合作是寒武紀將技術產業化的第一步。
2017年9月，華為發布全球首款人工智慧手機晶元「麒麟970」，通過集成寒武紀1A處理器，華為旗艦手機Mate10具備了強大的本地智能處理能力。
這款2016年發布的全球首款商用深度學習專用處理器IP，不僅具有完全自主知識產權，而且在計算機視覺、語音識別、自然語言處理等關鍵人工智慧任務上具備領先的通用性和效能比——能夠做到傳統四核通用CPU25倍以上的性能和50倍以上的能效。
2018年，寒武紀第一代雲端AI晶元思元100（MLU100）問世，在低功耗條件下，它可以比英偉達V100提供更好的性能。科大訊飛通過將思元100應用於語音智能處理，其能耗效率領先友商的雲端GPU方案5倍以上。
一年後，寒武紀推出第二代雲端AI晶元思元270及板卡產品，相比前一代有4倍性能提升，峰值性能和功耗基本能夠與英偉達Tesla T4持平。
2019年11月，邊緣AI系列產品思元220（MLU220）晶元及M.2加速卡產品的發布標誌著寒武紀在雲、邊、端實現了全方位、立體式的覆蓋。
在滿足AI晶元「好用」和「通用」兩個特性上，寒武紀做了很多嘗試。
例如在具體產品落地上，寒武紀通過靈活和豐富的軟體棧支持主流編程框架，並在大規模商用中得到反饋和修正，降低了公司和開發者研發不同種類智能晶元的成本，從而加速了人工智慧晶元的落地。
經歷四年持續高速地研發、試錯和更新，今天的寒武紀已經具備了提供「雲邊端一體」、軟硬體協同、訓練推理融合、具備統一生態的晶元產品和基礎系統軟體的實力。
思元220-M.2
用陳天石的話說，雲邊端一體的作用「就是讓開發者省力、省心」。
「我們不會做應用層，只做好基礎系統軟體讓大家可以在上面開發。一旦你做應用，就會觸及客戶核心利益。當你越接近最終用戶，你面臨的競爭就越激烈，客戶就越敏感——我們乾脆把這部分讓出去，不跟客戶搶飯吃。」陳天石曾在採訪中提到，相比互聯網公司做晶元面向垂直封閉的生態，寒武紀依然堅持「安卓路線」。
對晶元來說，生態的重要性一點也不亞於技術的先進性。
在建立「生態鏈」的過程中，隨著產品持續高速地試錯、更新、升級，寒武紀的客戶生態圈從華為、紫光展銳拓展到聯想、阿里、百度、滴滴，並面向5G、智能製造、智能交通等邊緣計算場景，提供高性能低功耗的智能化解決方案。
做晶元要腦子「一根筋」
晶元生產是複雜的系統工程，除了對團隊有較高的要求，更需要有對科研和產業經驗兼備的掌舵者帶領團隊，撥開迷霧。
寒武紀創始人兼CEO陳天石出自「中科大少年班」，師從陳國良院士與姚新教授，2010年獲得博士學位後便在中國科學院計算技術研究所從事研究工作，曾擔任中科院計算所研究員及博士生導師，研究方向為計算機體系結構和計算智能。
此外，寒武紀的核心創始團隊都具備多年人工智慧晶元領域研發和設計經驗，其中不乏人工智慧晶元領域的頂級大咖。
2020年初，寒武紀副總裁劉少禮博士兼任寒武紀首席科學家，負責前瞻技術的探索與儲備。
劉少禮自公司成立之初就擔任副總裁，並長期擔任公司董事，是寒武紀1A、寒武紀1H和寒武紀1M等多款處理器產品的主架構師，也是思元系列雲端智能晶元產品的主要研發領導者之一。此外，他還作為第一作者提出了寒武紀Cambricon指令集，該指令集已成為全球首款公開發布的智能晶元指令集。
宋春雨早些時候接受「獵雲網」採訪時就談到，寒武紀是目前國際上少數幾家全面系統掌握了智能晶元、及其基礎系統軟體研發的企業之一。
他認為，由於AI晶元需要適配不斷出現的AI新演算法，AI晶元的研發除了傳統晶元產業中的硬體工程師，還離不開演算法工程師等方面的人才儲備——這也是判斷初創公司是否具備獨特競爭優勢、持續創新能力的重要考量。
像聯想創投這類具有產業背景和市場化基金的資方在寒武紀的股東名單里並不少見，還有像阿里巴巴創新投、科大訊飛等，囊括了世界頂尖伺服器廠商、一流互聯網企業、行業領先人工智慧公司。它們將結合全球資源優勢，與寒武紀達成戰略合作與協同。
反觀十年前，晶元初創公司幾乎不可能在中國獲得風險投資，而今天，包括寒武紀在內的數十家「挑戰者」藉助資本的力量進入晶元產業，甚至試圖與英特爾、英偉達等老牌半導體巨頭展開正面交鋒。
這註定是一條道阻且長的冒險，正如陳天石此前透過媒體所表達的，「我沒有那種激情式的口號，我認為戰略就是老老實實幹活、搬磚，」在陳天石和他的團隊看來，做晶元要腦子「一根筋」，耐得住寂寞，頂得住誘惑，捂得緊口袋，還要扛得住批評。
