數(shù)字經(jīng)濟(jì)大潮下，天數(shù)智芯以系統(tǒng)+芯片進(jìn)入AI賽道

      在不久前的南京召開的“全球半導(dǎo)體市場(chǎng)與應(yīng)用趨勢(shì)論壇”上，系統(tǒng)級(jí)技術(shù)初創(chuàng)公司——天數(shù)智芯的創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)李云鵬先生發(fā)表了講演，題為“數(shù)字經(jīng)濟(jì)浪潮下的芯片設(shè)計(jì)創(chuàng)業(yè)”，并在會(huì)后向媒體介紹了對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)與AI機(jī)會(huì)的觀察。

      天數(shù)智芯的策略是：以系統(tǒng)級(jí)思維，軟硬件協(xié)同，做通用芯片，重視軟件，在重點(diǎn)行業(yè)商業(yè)落地，然后把成功模式復(fù)制到更廣泛領(lǐng)域中。

      1  創(chuàng)業(yè)公司成功的三要素

      半導(dǎo)體設(shè)計(jì)業(yè)的龍頭企業(yè)在市場(chǎng)上已經(jīng)有二三十年甚至是四五十年的歷程，說明在半導(dǎo)體業(yè)，創(chuàng)業(yè)是一場(chǎng)馬拉松。很多跑過馬拉松的人知道，真正完成一場(chǎng)馬拉松需要有三個(gè)前提條件。第一，要選擇合適的賽道，例如在北京和廈門跑是不一樣的。第二，要有充沛的體能。第三，要制定合適的策略。

      對(duì)于芯片設(shè)計(jì)公司，需要看到賽道、市場(chǎng)是否有足夠大的需求，同時(shí)自身是否具備一定的技術(shù)實(shí)力，另外最關(guān)鍵的是在巨頭林立、成熟的半導(dǎo)體行業(yè)中，你是否具備聰明的商業(yè)策略，能夠真正走入市場(chǎng)，獲得商機(jī)。

      1.1  對(duì)AI賽道的分析

      過去十幾年有四個(gè)詞語(yǔ)耳熟能詳——互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)，促成了從原來的“產(chǎn)業(yè)數(shù)字化”，變成現(xiàn)在的“數(shù)字產(chǎn)業(yè)化”，因此現(xiàn)在“電子信息產(chǎn)業(yè)”改叫“數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)“了。

      數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代有一個(gè)很重要的條件——大數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的來源是基本的生產(chǎn)資料；其次，數(shù)據(jù)價(jià)值提取是相應(yīng)的價(jià)值創(chuàng)造點(diǎn)，其中一個(gè)很關(guān)鍵的因素是計(jì)算力。過去七八年，特別是最近兩三年AI很火，因?yàn)檫^去七八年，整個(gè)世界的算力提升了30萬倍，直接促進(jìn)了當(dāng)代AI的發(fā)展。因此，算力推動(dòng)力是很重要的條件，這就是算力賽道。

圖：天數(shù)智芯的定位（來源：天數(shù)智芯官網(wǎng)）

      算力賽道有智能云和智能端，因此算力有云端和邊端之分。云端的需求是穩(wěn)定、持續(xù)的需求，這需要對(duì)算法甚至對(duì)整個(gè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展有一定的前瞻性的支撐；同時(shí)產(chǎn)品更加需要性價(jià)比、功耗比的優(yōu)異。邊端有手機(jī)端、智能設(shè)備端，價(jià)格絕對(duì)值相對(duì)比較低，算力要足夠高。

      1.2  體能——算力的比拼

      主要看體能。作為芯片算力設(shè)計(jì)公司，可以在很多方面有相應(yīng)的技術(shù)選擇，例如可以選擇一種核心技術(shù)，也可以針對(duì)具體的算法做專用的加速器，或者針對(duì)算法的基礎(chǔ)形態(tài)做通用性支撐，也可以使用通用性架構(gòu)或者針對(duì)某一類型架構(gòu)做領(lǐng)域?qū)Ｓ眯吞幚砥?，同時(shí)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)還要考慮到軟件問題。

      天數(shù)智芯的特點(diǎn)是軟硬件結(jié)合。從軟件角度，有三個(gè)很重要的特點(diǎn)。第一，能否承載已有的開發(fā)者生態(tài)。在算力客戶角度，開發(fā)者是應(yīng)用開發(fā)商。第二，根據(jù)場(chǎng)景特殊情況，能夠做快速落地，直接產(chǎn)生場(chǎng)景化的應(yīng)用和系統(tǒng)方案。第三，算力本身是單一的因素，在一個(gè)完整的計(jì)算系統(tǒng)中，瓶頸往往不在處理器端而是在I/O端，如何讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)把算力均值地提升？這是軟件的價(jià)值。

      前瞻性通用性支撐需要天數(shù)智芯關(guān)注是否真正做到了自主可控，做到無縫替換，這是天數(shù)智芯從硬件角度上突出的問題。

可見，天數(shù)智芯的軟硬件結(jié)合如何在市場(chǎng)上真正的落地，有相應(yīng)的軟件和硬件，有相應(yīng)的價(jià)值。

      1.3  策略——做自主可控的通用芯片

      基于應(yīng)用的解決方案，并不是算法直接的固化，是通用AI計(jì)算。天數(shù)智芯云端GPGPU有前瞻性算力支撐。AI本身算法是否是20年后流行的算法？軟件的更新迭代較硬件的更新迭代是快之又快。為此，天數(shù)智芯選擇了自研通用并行計(jì)算IP架構(gòu)，其自研的產(chǎn)品中的低端計(jì)算芯片，在2019年下半年會(huì)推出，高端計(jì)算芯片將于2020年問世，中端計(jì)算芯片將于2021年上半年推出。

圖：2019南京“世界半導(dǎo)體大會(huì)”上，天數(shù)智芯的展位

      2  系統(tǒng)和芯片兼顧

      芯片、AI芯片廠商的命脈掌握在哪家公司手上？主要掌握在系統(tǒng)廠商和應(yīng)用服務(wù)提供商手上。

      因此，李云鵬先生并不把天數(shù)智芯定位為一家單純的半導(dǎo)體公司，而更愿意把自己定位為一家具備系統(tǒng)能力的系統(tǒng)技術(shù)公司。 

      天數(shù)智芯的整體邏輯思路是：天數(shù)智芯不是一家系統(tǒng)集成商，因?yàn)橄到y(tǒng)集成商是營(yíng)收最高、利潤(rùn)最薄的?！跋到y(tǒng)技術(shù)”經(jīng)天數(shù)智芯細(xì)化后，實(shí)際上就是軟硬件的結(jié)合。天數(shù)智芯通過軟件的能力，迅速在場(chǎng)景上給出具體應(yīng)用的解決方案，然后在芯片上有一個(gè)入口，能夠?yàn)榭蛻籼峁o縫遷移的可能。這是一種自主可控遷移的過程。

      有兩個(gè)有典型的AI系統(tǒng)公司的案例令人深思。第一個(gè)是IBM，IBM是全球最早開始做AI芯片的廠商，做了類腦芯片，也做了沃森（Watson）醫(yī)生，但沃森（Watson）醫(yī)生并沒有使用其類腦芯片，因?yàn)檫@兩個(gè)項(xiàng)目是割裂開來研發(fā)的，當(dāng)軟件已經(jīng)能夠落地、產(chǎn)生價(jià)值的時(shí)候，芯片卻用不上了，這是件很郁悶的事情。

      另外一家廠商是谷歌，也像IBM一樣具備系統(tǒng)能力。谷歌首先推出了TensorFlow，非常流行，各種各樣的應(yīng)用在這上面去搞。忽然有一天，谷歌宣稱要推出TPU芯片，先不談TPU技術(shù)性能，但是第一天TPU就已經(jīng)被用起來了，而且不用主動(dòng)去推銷，該公司的TPU Cloud Service非常受歡迎。 

      因此，半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展到今天，具體有哪四個(gè)特點(diǎn)？第一，對(duì)手是強(qiáng)大的，半導(dǎo)體行業(yè)到處都是巨頭。第二，本土創(chuàng)業(yè)公司是弱小的，在資源、資金、渠道方面很弱勢(shì)。第三，對(duì)于天數(shù)智芯，特色要搞軟件結(jié)合。第四，對(duì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)來說，中國(guó)半導(dǎo)體在過去的一二十年中實(shí)際上也走過一些彎路，積累了很多經(jīng)驗(yàn)，所以割裂來做一個(gè)東西是不行的。數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)方面，不能割裂地看待半導(dǎo)體，不能割裂看待半導(dǎo)體設(shè)計(jì)，不能割裂的看待平臺(tái)技術(shù)軟件的支撐。

      3  天數(shù)智芯的定位考慮

圖：“世界半導(dǎo)體大會(huì)”上，天數(shù)智芯的展位

      3.1  相比眾多AI企業(yè)，天數(shù)智芯的差異化

      算力賽道是很明晰的一條必然的賽道，所以國(guó)內(nèi)外的AI芯片創(chuàng)業(yè)公司，都根據(jù)自身的特點(diǎn)定位。例如國(guó)內(nèi)AI芯片的頭部企業(yè)，他們從科研一路下來，有相應(yīng)的技術(shù)積累，也有前端學(xué)術(shù)性的成果轉(zhuǎn)換，因此會(huì)有自身的特點(diǎn)。而且AI創(chuàng)業(yè)公司在芯片設(shè)計(jì)后端的集成能力非常強(qiáng)，在第一天直接集成一些已有IP，針對(duì)AI的特征集成一款SoC出來……，這些都是他們各自根據(jù)“體能”做出的選擇。

      那么在真正市場(chǎng)化的過程中，由于半導(dǎo)體芯片的TTM(Time To Market，上市時(shí)間)較長(zhǎng)，如何縮短上市時(shí)間？天數(shù)智芯借助于軟件。這應(yīng)該不是技術(shù)的范疇，而是商業(yè)模式的范疇。軟件能夠?yàn)榭蛻艨焖儆行У刂苯赢a(chǎn)生價(jià)值。 

      3.2 在AI生態(tài)里的角色

      隨著最近20年創(chuàng)業(yè)公司的發(fā)展或者互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，一個(gè)很重要的概念的產(chǎn)生是什么呢？就是原先2B（面向商業(yè)）的企業(yè)關(guān)注的是客戶，一般做企業(yè)基本是以產(chǎn)品為核心，或者以客戶為中心。但是互聯(lián)網(wǎng)興起之后，有兩個(gè)新的概念出來，用戶和客戶。

      從生態(tài)角度上看，在AI時(shí)代，首先要看AI的用戶生態(tài)，這里特指從事AI或大數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)據(jù)科學(xué)家們或數(shù)據(jù)分析師們，他們是用戶。從用戶生態(tài)角度來看，天數(shù)智芯承接這些用戶的生態(tài)。為此，天數(shù)智芯采取開放標(biāo)準(zhǔn)的態(tài)度，因?yàn)橛脩羰褂玫亩际情_源產(chǎn)品，諸如Tensorflow及各種AI數(shù)據(jù)分析的計(jì)算平臺(tái)。

      從客戶的角度上看，AI的頭部企業(yè)，比如商湯、曠視、依圖等，在安防、新零售、金融等領(lǐng)域已經(jīng)有很切實(shí)的場(chǎng)景落地。相比之下，天數(shù)智芯關(guān)注的客戶是裝備制造業(yè)或高端制造業(yè)，特指軌道交通、新能源（如風(fēng)電）。這些行業(yè)的特點(diǎn)與安防有類似之處：數(shù)據(jù)源充足，數(shù)據(jù)的挖掘價(jià)值和提取的訴求很高。裝備設(shè)備主要關(guān)注安全和運(yùn)營(yíng)效率的提升。實(shí)際上，在軌道交通領(lǐng)域，天數(shù)智芯在AI場(chǎng)景落地方面已是頭部企業(yè)。因?yàn)樵摴疽呀?jīng)在軌道交通行業(yè)的主要企業(yè)中有完整的系統(tǒng)場(chǎng)景進(jìn)行落地，包括平臺(tái)軟件具體的應(yīng)用場(chǎng)景，及在行業(yè)領(lǐng)域的加法價(jià)值方面已經(jīng)落地了。

圖：天數(shù)智芯的四大類產(chǎn)品（來源：天數(shù)智芯官網(wǎng)）

      3.3  軌道交通領(lǐng)域的模式可以復(fù)制

      天數(shù)智芯是軌道交通領(lǐng)域的AI場(chǎng)景化的一家頭部企業(yè)。頭部的意義代表著能讓平臺(tái)化產(chǎn)品，第一代和第二代產(chǎn)品有效地得到標(biāo)桿性的應(yīng)用。

      實(shí)際上，天數(shù)智芯的模式是BBB模式。第一個(gè)B指技術(shù)提供者，第二個(gè)B是指行業(yè)集成商或者行業(yè)的產(chǎn)品解決方案提供商，第三個(gè)B是最終的客戶，諸如鐵路，或者中石油的煉油廠等，或者是各個(gè)工廠等。

      天數(shù)智芯做公司可以概括為六個(gè)字。第一是“聚焦”，在市場(chǎng)上聚焦軌道交通行業(yè)、裝備制造行業(yè)、基礎(chǔ)軟件和芯片產(chǎn)品，聚焦高效率的管理運(yùn)營(yíng)；第二是“借力”，借力市場(chǎng)帶來的反饋，硬件借力軟件帶來的快速的反饋，然后借力合作伙伴；同時(shí)，行業(yè)的合作伙伴能夠提供很多的領(lǐng)域知識(shí)，補(bǔ)充天數(shù)智芯的不足，然后達(dá)到迭代的效果，這就是第三點(diǎn)——“迭代”，反復(fù)迭代自己的產(chǎn)品。

      下一步，隨著天數(shù)智芯的產(chǎn)品迭代成熟，模式也必將會(huì)從BBB變成BCD。B指技術(shù)性產(chǎn)品；C是Cloud，天數(shù)智芯為云計(jì)算提供主云和邊緣云，包括各大云計(jì)算廠商，或者是IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）服務(wù)商或者服務(wù)器制造商；D是為終端的企業(yè)級(jí)客戶提供各種各樣的服務(wù)。

      3.4  為何做GPGPU？

      有兩個(gè)原因。首先，AI芯片有很多技術(shù)的選擇和流派，天數(shù)智芯選擇了一個(gè)更像通用性支撐的技術(shù)路徑。

      其次，如前所述，應(yīng)用軟件或者軟件應(yīng)用場(chǎng)景的變化，或者軟件能力的迭代周期相對(duì)來說比較短；而半導(dǎo)體的生命周期很長(zhǎng)，迭代周期相對(duì)來說比較長(zhǎng)，特別是云端，迭代周期如果沒有兩三年是不可能的。在這種情況下，如果沒有一個(gè)前瞻性的通用支撐能力，芯片產(chǎn)品很有可能做出來之后，在短短的幾年內(nèi)就失去了生命力，就很難成功。

      3.5  在裝備制造領(lǐng)域，如何優(yōu)化客戶的解決方案

      裝備制造業(yè)屬于第二產(chǎn)業(yè)。電子信息產(chǎn)業(yè)屬于第三產(chǎn)業(yè)。

      第二產(chǎn)業(yè)的特征，第一，制造業(yè)有個(gè)微笑曲線，包括設(shè)計(jì)、制造和服務(wù)，為什么呈微笑形狀呢？?jī)啥说膬r(jià)值高，中間的價(jià)值低（如下圖）。第二，中國(guó)制造企業(yè)，包括中國(guó)的名片高鐵。

      實(shí)際上，在裝備制造業(yè)，全生命周期都可以運(yùn)用到AI技術(shù)，涵蓋從服務(wù)端到制造端，再到設(shè)計(jì)端。

      首先，例如中國(guó)的高鐵，其模式叫“自主創(chuàng)新+引進(jìn)、吸收、消化、再創(chuàng)新”，如果不具備自主創(chuàng)新，前面的是吸收不了或消化不良的，那么是什么過程呢？是個(gè)逆向過程。我們有充分的數(shù)據(jù)源支撐。在這種情況下，AI對(duì)制造行業(yè)是個(gè)逆向的特征。天數(shù)智芯應(yīng)該怎么切入？首先在前期，在軌道交通行業(yè)1到5年內(nèi)關(guān)注“安全”，例如設(shè)備安全，像軌道交通特別明顯。在石油天然氣行業(yè)依舊如此，在港機(jī)行業(yè)、船舶制造等都關(guān)注安全性的問題，我們有了數(shù)據(jù)，能不能夠以AI的方式做智能監(jiān)控？例如第一，它發(fā)生了什么？這個(gè)發(fā)生是好是壞？狀態(tài)是如何？第二，它的趨勢(shì)會(huì)不會(huì)有變化？第三，預(yù)測(cè)會(huì)出現(xiàn)什么樣的問題。這是安全領(lǐng)域，帶來了服務(wù)價(jià)值的提升。

      第二個(gè)階段叫PHM（故障預(yù)測(cè)與健康管理），軌道交通行業(yè)的5到10年，設(shè)備一旦賣出去沒有運(yùn)營(yíng)維護(hù)，那么這個(gè)設(shè)備什么時(shí)候需要維護(hù)？如何定制化？就像每個(gè)人看病是有它自己的一套看病的方法，設(shè)備也一樣，設(shè)備本身也是大規(guī)模批量生產(chǎn)出來的，如何對(duì)每個(gè)個(gè)性化的設(shè)備進(jìn)行全生命周期管理。因此，PHM會(huì)帶來整個(gè)供應(yīng)鏈條的縮減，帶來效益。

      第三階段，在智能制造的過程中，如何通過自動(dòng)化、電子信息化或者是機(jī)器人化、智能化的方式，為制造本身或者設(shè)計(jì)本身提供價(jià)值，。

      3.6  未來三五年的規(guī)劃 

      在市場(chǎng)落地端，天數(shù)智芯做的是通用型的產(chǎn)品。天數(shù)智芯的前期戰(zhàn)略，是在一個(gè)行業(yè)內(nèi)由小而精、小而專，做大做強(qiáng)，才具備向其他行業(yè)拓展的可能。

      所以在這個(gè)戰(zhàn)略下，近三年內(nèi)，天數(shù)智芯在已有的行業(yè)，諸如軌道交通、新能源和石油天然氣行業(yè)，能夠做到精而專，而且能夠支撐自己有一定現(xiàn)金流的收益。

      接下來，在隨后的三五年中具備向其他行業(yè)拓展的能力。因?yàn)樵偻渌袠I(yè)推，一定是通過渠道的方式去做，和更多的渠道合作伙伴去合作，這是商業(yè)端。在技術(shù)端，這三年內(nèi)，把天數(shù)智芯的第一代核心的芯片產(chǎn)品迭代一次。迭代也很關(guān)鍵，因?yàn)檫@第一款產(chǎn)品將涉足國(guó)產(chǎn)的大芯片領(lǐng)域，是一個(gè)從0到1的過程，那么迭代一次代表的是從1到85分的過程。

      實(shí)際上，從0到1是很難的，從1往后，最難的是85到100。

      3.7  軟件戰(zhàn)略

圖  天數(shù)智芯的軟件（圖片來源：天數(shù)智芯官網(wǎng)）

      天數(shù)智芯的軟件分成兩類。

      *第一部分是產(chǎn)品技術(shù)，做的產(chǎn)品是具備可復(fù)制性的，逾50人在參與此事。

      現(xiàn)在企業(yè)需要的是SHARP。S指Scalable（可擴(kuò)展），HA指High Availability（高可用性），R指Reliability（可靠性），P指Performance（性能）。

      天數(shù)智芯軟件在SHARP方面的主要工作是P（性能）。因?yàn)镾HAR是開源生態(tài)具備的，因每一款開源的計(jì)算架構(gòu)本身具備可擴(kuò)展性（S）、高可用性（HA）、可靠（R），而且有很多公司在做他們相應(yīng)的開源軟件的服務(wù)。但是開源軟件是不是在云計(jì)算體系中，或者在大數(shù)據(jù)的環(huán)境下，真正具備高性能（P）。這是天數(shù)智芯以產(chǎn)品的方式來推出一款產(chǎn)品。

      *第二部分是跟合作伙伴合作，做賦能的工作。即跟客戶一起去打造具體的產(chǎn)品應(yīng)用。天數(shù)智芯主要的工作是賦能。天數(shù)智芯像一個(gè)小而精的團(tuán)隊(duì)，教會(huì)客戶使用已有的生態(tài)系統(tǒng)，利用客戶的領(lǐng)域知識(shí)打造相應(yīng)落地的具體模型和應(yīng)用。