AI芯片行业第一股寒武纪上市后迎来暴涨
曾经异常火爆的AI芯片行业迎来标志性时刻。7月20日，AI芯片第一股寒武纪正式在科创板上市，开盘后涨幅一度超350%，截止收盘仍涨近230%，股价报212.40元，市值则从千亿回落至850亿元。
寒武纪自诞生以来就自带诸多光环，与华为的合作更是让其名声大噪，也使其迅速进入商业化征途。但随着华为推出自研AI芯片，减少采购，寒武纪业务结构巨变，依靠中科院背景带来的关联交易和政府大单在2019年拯救了寒武纪。但目前寒武纪尚未实现盈利，最近三年已累计亏损超16亿元。
目前，寒武纪已在终端、云端、边缘端三大场景构建了产品和系统平台，但随着华为从客户变对手，摆在其面前的依然是商业化难题，业务持续性和激烈的市场竞争成为隐忧。“寒武纪”曾是人类历史上的生命大爆发时代，如今在AI和芯片双重概念加持下，寒武纪何时迎来它的 “寒武纪”？
三年亏损超16亿 研发是营收1.4倍
中科院背景、少年天才、中国首块通用CPU芯片龙芯团队核心成员，学霸兄弟陈云霁、陈天石共同创办的寒武纪自2016年诞生起就自带诸多光环，一年左右即成为全球AI芯片领域首家独角兽初创公司。更加惊讶的是，成立不到五年的寒武纪，商业化变现迅速。
数据显示，2017年至2019 年，寒武纪营收分别约为784万元、1.17亿元、4.44亿元，年均复合增长率高达652%，其中2018年更是同比增长超过1392%，表现相当亮眼。
但寒武纪盈利情况并不乐观，呈现亏损加剧趋势。最近三年寒武纪分别亏损3.81亿元、0.41亿元、11.79亿元，合计亏损超16亿元。寒武纪称，除了受股权激励计提的股份支付金额较大影响外，主因在于公司研发支出较大，产品仍在市场拓展阶段，寒武纪预计今年上半年亏损2.1亿元-2.3亿元亦是此因。
招股书显示，最近三年寒武纪的研发费用分别约为0.30亿元、2.40亿元、5.43亿元，均超过每年的营收规模，合计达到8.13亿元，是同期总营收的1.43倍。截至2019年底公司研发人员680人，占比接近80%，仍以研发为主导。
不过，高强度研发成果也挺丰硕。目前，寒武纪已面向终端、云端、边缘端三大场景研发了三类通用型智能芯片产品，形成智能处理器IP、云端智能芯片及加速卡、边缘智能芯片及加速卡三大业务，并搭建了智能计算集群系统平台。
在终端，寒武纪已推出寒武纪1A、寒武纪1H和寒武纪1M三代产品，其中寒武纪1A 是全球首款商用终端智能处理器 IP产品。这三代终端智能处理器可以覆盖视觉、语音、自然语言处理以及传统机器学习等高度多样化的AI处理任务。
与ARM最新一代的AI芯片Ethos-N77产品相比，寒武纪1M也达到7nm工艺，二者在性能功耗比方面也相同。在运算能力方面，寒武纪1M单核理论峰值（INT8）在1GHz频率下可达8TOPS（TOPS为处理器运算能力单位，1TOPS代表处理器每秒钟可进行一万亿次操作），高于ARM前述产品（4TOPS）。在任务支持方面，寒武纪1M可同时支持推理和训练功能，而ARM在推理功能之外是否支持训练未进行披露。
在云端，寒武纪基于自研指令集已推出思元100、思元270，思元290正在内测。对比来看，寒武纪与英伟达、华为海思最新推出的云端芯片产品在性能功耗比和任务支持上接近，但在制造工艺上采用7nm的思元290还在研发，而英伟达、华为海思的7nm先进工艺芯片已进入商用阶段。在运算能力方面，英伟达凭借其最新发布的A100领先，INT8达到624 TOPS，均高于寒武纪与华为海思，且市场份额方面也具有显著优势。
在边缘端，寒武纪于 2019 年11月推出了16nm工艺的思元220及加速卡，与英伟达和华为海思均可进行AI推理任务，运算能力上低于英伟达，且制造工艺也相对落后。在性能功耗比上，寒武纪和华为海思均高于英伟达，但在市场认知度上，英伟达亦在全球占据领先地位，寒武纪和华为海思产品则还处于市场开拓期.
此外，寒武纪还推出了智能计算集群系统及软件Cambricon Neuware，简单来讲就是将AI应用于大数据中心，通过软件实现跨云边端硬件平台的AI应用开发，打破不同场景之间的软件开发壁垒。不过，寒武纪目前尚未对软件进行单独销售，主要配合三端产品进行捆绑推广和销售。但在该领域，英伟达依靠CUDA软件生态多年来在智能计算领域的积累和广泛应用，同样具备显著优势。
可以说，寒武纪能够在AI芯片主要应用领域终端、云端和边缘端和软件生态上进行全面布局，离不开资本的支持。据天眼查，寒武纪在上市前融资10次，披露融资额近47亿元，阿里巴巴、联想创投、科大讯飞、TCL创投、涌铧投资、元禾原点，以及国资背景的国投创业、国新控股等纷纷入局。在此次寒武纪4.57亿元的战略配售中，联想再次参与，获配8000万元，美的控股、OPPO也分别获配 2亿元、1亿元。
此次寒武纪计划募资28亿元，将用于新一代云端训练芯片、推理芯片、边缘AI芯片及系统项目以及补充流动资金。寒武纪还称，除这三款芯片产品外，预计未来3年内仍有5-6款芯片产品需进行研发投入，同时仍需对底层软硬件基础公共技术平台进行持续升级，初步估计未来3年内除募集资金外仍需30-36亿元资金投入该等研发项目。
值得注意的是，此次寒武纪实际仅募得25.82亿元，不及预期，与此前上市的中芯国际翻倍的募资形成鲜明差异，一定程度上反映出市场对其未来发展的担忧。
失去华为 面临商业化难题
这种担忧并非空穴来风，且已在寒武纪以往的发展中体现出来——客户不稳定，业务持续性和独立性存疑，面临商业化落地难题。
寒武纪在2017年和2018年营收暴增，主要得益于华为的加持。2017年华为发布的麒麟970处理器中的NPU（神经网络单元）采用的即是寒武纪1A的IP授权，寒武纪1H处理器IP也集成在华为2018年发布的麒麟980芯片中。
这两款芯片都应用于华为Mate或华为P30等旗舰手机，寒武纪通过IP授权和销售分成大赚，华为也成为其在这两年的第一大客户，分别贡献了771万元、1.14亿元的收入，占比高达98%左右。但好景不长，华为最终亮出“杀手锏”，2018年10月公布了“达芬奇计划”，宣布进军AI应用场景，并首次发布了两款AI芯片，且在2019年推出的麒麟系列芯片均采用了自研的NPU内核，减少了对寒武纪的采购。
但好景不长，华为最终亮出“杀手锏”，2018年10月公布了“达芬奇计划”，宣布进军AI应用场景，并首次发布了两款AI芯片，且在2019年推出的麒麟系列芯片均采用了自研的NPU内核，减少了对寒武纪的采购。
这迎来致命一击。2019年寒武纪来自华为的营收同比大降44%至0.64亿元，占比下降至14%左右。这也导致终端智能处理器IP授权业务从此前近乎的唯一的业绩来源在2019年成为占比最低的业务，降至15%左右，且短期难以恢复。
寒武纪也称，由于公司与华为未继续合作，短期内难以开发同等业务体量的大客户，2020 年终端智能处理器IP授权业务收入将继续下滑。业内不少观点认为，未来华为有可能完全采用自研芯片，与寒武纪的合作或会彻底终结。
失之东隅，收之桑榆。失去华为后，寒武纪的营收在2019年并未锐减，反而继续增长，主要系云端智能芯片及加速卡业务、智能计算集群系统业务收入实现商业化，分别取得0.79亿元、2.96亿元营收，合计占比约84%，弥补了华为的损失。
不过，寒武纪云端智能芯片及加速卡业务主要依靠关联交易，关联方中科曙光为该业务贡献了81%的收入。寒武纪的第二大股东北京中科算源资产管理有限公司系中科曙光的控股股东，同为中科院出身，双方构成关联关系，而浪潮、金山云等非关联方贡献不足20%。
智能计算集群系统业务在2019年一跃成为第一大业务，同样与中科院脱不了干系。该业务主要来自珠海市横琴新区管理委员会商务局（下称横琴新区）和西安沣东仪享科技服务有限公司（下称沣东仪享），寒武纪拿下横琴新区这一政府大单也受益于中科院背景。
公开报道显示，去年4月25日，中国科学院计算技术研究所与横琴新区签约共建横琴先进智能计算中心，且明确由寒武纪提供算力支持。得益于此，横琴新区在2019年为寒武纪贡献了2.07亿元营收，占比近47%，成为第一大客户，且公司称该项目二期在手订单还有近1.86亿元。
据中国政府采购网，该项目二期预算金额4.5亿元，寒武纪作为唯一供应商中标近4.44亿元。公开信息显示，横琴先进智能计算中心项目计划总投资20亿元，2022年还会进行第三期扩建。这意味着寒武纪仍可以在未来几年在该项目上躺着数钱，但其表示，除该订单以外，公司暂无其他订单，业务来源稍显单一。
寒武纪2019年的第二大客户沣东仪享去年贡献18%的收入，同样是政府客户，其系陕西省西咸新区沣东新城管委会旗下公司。这笔订单似乎也顺理成章，就在去年6月，寒武纪与西咸新区达成协议，寒武纪将西部总部落户西咸新区。不过，该项目或为一次性收入，寒武纪也未提到与之有关的在手订单。
今年上半年，由于终端智能处理器IP授权业务新客户拓展不顺及疫情影响，寒武纪预计上半年营收同比下降约12%至16%，约为8200万元至8600万元；其中IP业务预计收入仅有500万元至550万元，同比下降约83%；云端智能芯片及加速卡预计收入约6300万元至6500万元，亦有微降，边缘智能芯片及加速卡今年才进行销售，营收仅有440万元至 530万元。
显然，寒武纪的终端产品亟需寻找替代客户，但这个过程并不容易，而依靠中科院背景做大的云端产品和智能计算集群系统业务则让市场对其独立开展业务的能力和未来的持续性表示担忧，今年才进入商用阶段边缘端产品亦需加大市场开拓力度。
这些无不反应了寒武纪的商业化落地难题。实际上，整体AI芯片行业在经过前期非理性爆发，泡沫破灭之后，也开始寻求商业化破局，推动技术变现，估值还是需要实打实的业绩作为支撑。
截止去年底，寒武纪销售团队仅26人，占比仅3%。寒武纪坦言，公司成立时间较短，销售网络尚未全面铺开，销售团队仍有待完善，业务覆盖规模及客户覆盖领域尚需进一步拓展。
前景可期竞争激烈 何时迎来“寒武纪”
不过，从行业前景来看，随着AI应用场景更加多元化和大数据的持续爆发，具备高性能算力的AI芯片需求将越来越旺盛，AI芯片已成为中外科技企业竞争的焦点之一，“无芯片不AI”成为这一热潮的写照。寒武纪上市首日的表现一定程度上也反映了市场对这个行业的看好。
据市场调研公司Tractica报告，全球AI芯片的市场规模将由2018年的51亿美元增长到2025年的726亿美元，年均复合增长率将达到46%。前瞻产业研究院预测，中国AI芯片市场规模将在2020年达到75亿元，并将保持40%-50%的增长速度，到2024年市场规模将达到785亿元。
但市场竞争也非常激烈，且已是巨头林立。早在2016年，谷歌便发布了名为TPU的智能芯片，并迅速在其各类业务中实现商用，曾打败棋王李世石和柯洁的阿尔法狗即采用了TPU系列芯片。目前，TPU已经升级到第三代，并在2018年实现了对外开放。
在寒武纪的终端IP领域，英国的ARM、以色列的CEVA以及美国的Cadence等都是老牌厂商，其中ARM在移动终端拥有绝对垄断地位，且也早已宣布进军AI生态领域；云端和边缘端则有英伟达、英特尔、华为海思、地平线等国内外芯片巨头或初创公司，其中英伟达凭借长久以来的经验积累和产品推广已形成了较为完善的生态，用户对其产品接受度较高，因而占据多数市场份额。
此外，苹果、微软、脸书、亚马逊以及国内的阿里、百度等巨头也纷纷开始自研AI芯片。与这些公司动辄数十亿元，乃至百亿元，甚至百亿美金的研发投入，寒武纪在研发竞赛中差距也不小。
寒武纪也坦言，公司与华为海思等在终端、云端、边缘端AI芯片产品领域均存在直接竞争，未来面临着更加激烈的市场竞争。面对快速更迭的算法和日益广阔的多元化应用场景，寒武纪如何打造更深的技术护城河和云边端一体化生态，在未来也是一大挑战。
但也不可否认，作为国内专攻芯片设计的代表公司之一，寒武纪对于推动国产芯片自主发展和完善产业链有着重要意义，在新基建浪潮中也有望发挥国产替代作用，而上市也仅仅是个新起点，征途还在远方。
约在5.42万亿年前，地球生命出现大爆炸，历史进入 “寒武纪”，寒武纪的名字即来源与此。随着AI蓬勃发展和芯片越发备受重视，寒武纪何时会迎来它的“寒武纪”，恐怕还需等待。
