【編者按】本文作者為亞洲視覺科技研發(fā)總監(jiān)陳經(jīng)，編輯 鄭可君 蘇揚(yáng)，首發(fā)于騰訊科技，集微網(wǎng)經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)發(fā)。
國(guó)產(chǎn)芯片設(shè)計(jì)公司正在經(jīng)歷冰火兩重天——一些公司風(fēng)光上市，一些公司卻不得不走進(jìn)ICU。
9月12日，國(guó)產(chǎn)GPU獨(dú)角獸壁仞科技進(jìn)入了上市輔導(dǎo)程序，IPO在即。11月11日，消息稱摩爾線程已完成股份制改造，目標(biāo)科創(chuàng)板上市。作為對(duì)比，國(guó)產(chǎn)廠商象帝先卻被傳出解散的消息。
2020年9月，中科院計(jì)算機(jī)專家唐志敏牽頭創(chuàng)立象帝先，進(jìn)入GPU創(chuàng)業(yè)賽道，被外界稱之為“中國(guó)英偉達(dá)”，同年象帝先拿下天使輪融資，并于2023年完成來自14個(gè)投資方的3輪融資，隨后于2024年成為重慶市獨(dú)角獸企業(yè)，估值150億元。
針對(duì)解散傳聞，象帝先發(fā)文回應(yīng)稱未解散、清算，只是通過人員優(yōu)化降低成本，并且會(huì)保留核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并且正在積極與投資者溝通，尋找外部融資。
一時(shí)間，象帝先為什么會(huì)突然大舉收縮，國(guó)產(chǎn)GPU創(chuàng)業(yè)賽道開始洗牌了嗎？這些也成為了國(guó)產(chǎn)GPU乃至整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)需要思考的問題。
1“中國(guó)英偉達(dá)”的戰(zhàn)略誤判
2014年9月，國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（簡(jiǎn)稱大基金）成立，一期募資超過1300億元，制造與設(shè)計(jì)都是當(dāng)時(shí)重點(diǎn)的投資方向。在此之前的6月份，《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》就已經(jīng)公布，其中有兩個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)：
2020年，“集成電路產(chǎn)業(yè)與國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)的差距逐步縮小，16、14納米制造工藝實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)”；2030年“集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)，一批企業(yè)進(jìn)入國(guó)際第一梯隊(duì)?！?/em>
在這一大背景下，國(guó)內(nèi)GPU創(chuàng)業(yè)第一波大潮拉開序幕，芯原微、景嘉微、龍芯等在這一階段都開始布局相關(guān)項(xiàng)目。
現(xiàn)在回頭來看，當(dāng)初《綱要》對(duì)晶圓代工部分定的KPI其實(shí)完成得還不錯(cuò)。
2020年，中芯國(guó)際已能夠以95%的良率實(shí)現(xiàn)14納米的量產(chǎn)，如今還突破到更先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)，不過我們也要正視問題：先進(jìn)工藝依舊在不斷往前推進(jìn)，過去的先進(jìn)工藝，將來會(huì)被劃分到成熟工藝；我們的制造能力進(jìn)步都建立在進(jìn)口設(shè)備的基礎(chǔ)之上，距離全產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)際先進(jìn)水平目標(biāo)仍有差距。
到了2018年，中、美科技競(jìng)爭(zhēng)加劇，斷供的風(fēng)險(xiǎn)急劇飆升——中興通訊被迫喊出“美國(guó)禁令將使公司立即進(jìn)入休克狀態(tài)”，臺(tái)積電被迫停止向華為提供麒麟芯片代工服務(wù)，國(guó)產(chǎn)GPU創(chuàng)業(yè)進(jìn)入第二輪投資浪潮，象帝先就是在這一輪創(chuàng)業(yè)大潮下誕生，同期的國(guó)產(chǎn)團(tuán)隊(duì)還包括壁仞科技、摩爾線程、沐曦等。
象帝先董事長(zhǎng)唐志敏是中國(guó)芯片領(lǐng)域罕見的戰(zhàn)略級(jí)科學(xué)家，我在20多年前就有過了解，曾在多家國(guó)產(chǎn)芯片項(xiàng)目當(dāng)中擔(dān)任負(fù)責(zé)人。
2000年，龍芯董事長(zhǎng)胡偉武的熱文《我們的龍芯一號(hào)》中，唐志敏就以龍芯項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的身份出現(xiàn)。在創(chuàng)立象帝先之前，唐志敏還領(lǐng)導(dǎo)了海光的CPU、DCU項(xiàng)目，不過相關(guān)項(xiàng)目商業(yè)化都不是很成功，關(guān)鍵問題還是因?yàn)檫^度依賴AMD的Zen1授權(quán)，這里不展開討論。
2020年9月成立初期，象帝先完成天使輪融資，2022年完成A輪融資。到2021年，兩年時(shí)間公司規(guī)模已超過200人，發(fā)展速度非常快，而不久前由哈佛3名00后輟學(xué)生組建的AI芯片項(xiàng)目“Etched”團(tuán)隊(duì)僅僅只有35個(gè)人，所以不少觀點(diǎn)認(rèn)為，象帝先在前期擴(kuò)張?zhí)?，但這種比較略顯絕對(duì)，后文再詳細(xì)展開。
2022年，象帝先迎來高光時(shí)刻，當(dāng)年基于Imagination的IP核授權(quán)，流片并發(fā)布了“天鈞一號(hào)”GPU——12納米工藝，2048個(gè)計(jì)算核，4TFLOPS的FP32算力、16TOPS的AI算力、16GB顯存、256GB/s帶寬。
橫向?qū)Ρ扔布笜?biāo)，象帝先的“天鈞一號(hào)”在帶寬、算力和工藝上與2022年的國(guó)產(chǎn)競(jìng)品有一定差距，其性能勉強(qiáng)追上英偉達(dá)2019年的中高端產(chǎn)品RTX 2060（如下表），后者同樣采用12nm工藝，總計(jì)1920個(gè)計(jì)算核心，6.5TFLOPS的FP32算力，51.6TOPS的AI算力，6GB顯存，帶寬336GB/s。
2023年9月，象帝先發(fā)布“天鈞二號(hào)”，這代產(chǎn)品定位低端，1024個(gè)計(jì)算核心、2.6TFLOPS的FP32算力、8GB顯存、128GB/s帶寬，主打低功耗和高性價(jià)比。
兩款產(chǎn)品作為敲門磚，幫助象帝先在2023年完成了至少來自14個(gè)資方的3輪融資，并于2024年成為重慶市獨(dú)角獸企業(yè)，估值超過150億元，被諸多媒體稱之為“中國(guó)英偉達(dá)”。
不過，“中國(guó)英偉達(dá)”的帽子，對(duì)于象帝先來說不一定匹配——它要對(duì)標(biāo)的英偉達(dá)，營(yíng)收構(gòu)成已經(jīng)風(fēng)格大變，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)占比接近90%。
而象帝先直到2024年，還停留在桌面顯卡市場(chǎng)，唯一能和AI芯片相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品，是2024世界人工智能大會(huì)上亮相的一塊神秘的PCIE版本服務(wù)器顯卡XDX X1900。
外界傳過B輪融資滿5億元的對(duì)賭協(xié)議是壓垮象帝先的“最后一根稻草”，而對(duì)賭牽涉的資本問題，與整個(gè)大環(huán)境有關(guān)，今年7月份，澎湃新聞在報(bào)道中披露，深創(chuàng)投大批量發(fā)起回購(gòu)訴訟，通過這種方式來退出被投項(xiàng)目，但象帝先的境遇不能說明國(guó)產(chǎn)芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)遭遇資本寒冬，壁仞、摩爾線程畢竟還在排隊(duì)IPO。
從我的角度來看，問題核心還是戰(zhàn)略誤判，對(duì)賭協(xié)議只是象帝先“解散”的導(dǎo)火索，即便沒有這個(gè)誘因，也可能會(huì)出現(xiàn)其它原因。
對(duì)于象帝先目前的資本困局，我嘗試過與其市場(chǎng)部前員工進(jìn)行求證，但未獲得正面答復(fù)，只是表示“我們也都盼著好消息?！?/p>
2 其實(shí)，GPU廠商是“軟件公司”
國(guó)產(chǎn)創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目還在追硬件指標(biāo)，然而GPU競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)從硬件為主、軟件為輔的比拼，轉(zhuǎn)變?yōu)橛布?軟件的綜合生態(tài)能力較量。
深度學(xué)習(xí)爆火之前，通用GPU需求數(shù)量最多的應(yīng)用方向是PC桌面顯卡，英偉達(dá)、AMD、英特爾是主要玩家，其中英特爾主要在CPU上集成GPU，2022年又重回獨(dú)顯市場(chǎng)。三家提供的產(chǎn)品多，滿足辦公、游戲、圖形等各類需求。
新入局者，想要在這樣的市場(chǎng)上分一杯羹，不僅需要扎實(shí)的產(chǎn)品性能，更需要運(yùn)行多年的成熟供應(yīng)鏈體系支撐，難度極高。
就拿象帝先的天鈞一號(hào)來說，不僅性能無法和同期國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品抗衡，與國(guó)際市場(chǎng)上的對(duì)手差距在3年左右，這意味著新晉者連打價(jià)格戰(zhàn)的實(shí)力都不具備。
更重要的是，桌面顯卡聚焦圖形處理能力，而深度學(xué)習(xí)興起之后，基于并行計(jì)算優(yōu)勢(shì)，GPU找到了新的增長(zhǎng)空間。
兩個(gè)指標(biāo)可說明GPU通用計(jì)算需求“暴增”——其一，“算力頂流們”的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)急劇膨脹；其二，“硅谷巨頭”算力儲(chǔ)備急劇膨脹。
一方面，截至到今年10月27日的第三財(cái)季，過去四年，英偉達(dá)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)增長(zhǎng)了約30倍，財(cái)季營(yíng)收從11億美元（占比25%）暴增到309億美元（占比88%）。
另一方面，研究機(jī)構(gòu)Omdia的數(shù)據(jù)顯示，截至2023年第三季度，英偉達(dá)H100出貨量達(dá)到65萬張，其中Meta和微軟分別拿下15萬張，接近全部訂單的一半。到2024年，微軟的Hopper系列GPU儲(chǔ)備量直接沖到了48.5萬張，其AI數(shù)據(jù)中心支出超過300億美元，位列所有硅谷巨頭之首。
深度學(xué)習(xí)和人工智能為GPU帶來了潛在的機(jī)會(huì)和蛋糕，但這不代表初創(chuàng)公司一定就有機(jī)會(huì)拿下，像AMD這樣的GPU老玩家，一些產(chǎn)品算力指標(biāo)都超越了英偉達(dá)，但在競(jìng)爭(zhēng)中就是打不贏，以CUDA為代表的軟件生態(tài)扮演了至關(guān)重要的作用。
有一個(gè)細(xì)節(jié)，今年的GTC大會(huì)上，黃仁勛說“英偉達(dá)是一家軟件公司”，指的就是其GPU產(chǎn)品“統(tǒng)治”AI的關(guān)鍵因素之一，CUDA生態(tài)。這一點(diǎn)我在《沒人能殺死1.5萬億的英偉達(dá)》一文中也解釋過。額外插一句，這才過去半年多時(shí)間，英偉達(dá)市值已經(jīng)沖破3萬億美元市值。
生態(tài)系統(tǒng)的統(tǒng)治力如何理解？可以類比用戶對(duì)操作系統(tǒng)的偏好——蘋果的macOS現(xiàn)在足夠優(yōu)秀了，過去10年其市場(chǎng)份額翻了一倍，但Windows仍然有先發(fā)優(yōu)勢(shì)以及用戶的接受度，牢牢占據(jù)著70%的份額，這就是生態(tài)系統(tǒng)的力量。
基于GPU的通用計(jì)算，生態(tài)系統(tǒng)的重要性可能比操作系統(tǒng)還要極端——開發(fā)者一旦適應(yīng)了英偉達(dá)的軟件生態(tài)，就很難從其中切換出來。
舉個(gè)例子，假設(shè)某個(gè)企業(yè)要采購(gòu)國(guó)產(chǎn)GPU，首先就要解決代碼兼容性問題，包括不兼容的庫和函數(shù)都要替換或者修改，雖然國(guó)產(chǎn)廠商會(huì)提供遷移工具，這仍需大量的開發(fā)工作，遷移過程還會(huì)引發(fā)應(yīng)用性能損失的問題，要減少這種損失，就得根據(jù)國(guó)產(chǎn)GPU的架構(gòu)來調(diào)整優(yōu)化算法，這又進(jìn)一步增加開發(fā)工作量。
設(shè)備的穩(wěn)定性也是影響效率的一個(gè)關(guān)鍵因素，之前Meta在論文中曾披露過——H100的萬卡集群訓(xùn)練Llama 3.1，平均3小時(shí)故障一次，盡管很多問題都可以自動(dòng)化處理，但依舊會(huì)增加人力和時(shí)間成本，最終影響效率。
而這還是H100這樣市占率超高的產(chǎn)品，一些問題還有可能在線上社區(qū)找到解決方案，一旦換成國(guó)產(chǎn)設(shè)備，如果支持生態(tài)做得不好，快速定位問題并獲取解決方案都不是一件容易得事情，用比較流行的話說，切換國(guó)產(chǎn)GPU的TCO（總擁有成本）太高。
從心理上說，應(yīng)該有很多企業(yè)愿意支持國(guó)產(chǎn)芯片，采購(gòu)成本不便宜也可以接受，但是從商業(yè)的角度來說，如果開發(fā)特別麻煩、使用出現(xiàn)問題，占用了研發(fā)團(tuán)隊(duì)過多精力，這樣的商業(yè)合作很難維持下去。
拋開市場(chǎng)需不需要這么多英偉達(dá)的問題來看GPU、AI芯片創(chuàng)業(yè)，現(xiàn)在很多新項(xiàng)目一亮相就是數(shù)十倍的“吊打”英偉達(dá)，硬件指標(biāo)看上去不用擔(dān)心了，但除了紙面數(shù)據(jù)要好外，一開始就要想好如何做生態(tài)。而一旦涉及做生態(tài)，對(duì)于“400人算不算多”這類問題，就會(huì)好回答很多——我所知道的是，英偉達(dá)這樣的企業(yè)，在大客戶那里一般都會(huì)安排數(shù)十人的駐場(chǎng)支持團(tuán)隊(duì)。所以，GPU廠商是“軟件公司”這個(gè)觀點(diǎn)現(xiàn)在來看非常貼切。
3 只做“替代”很難上牌桌
沒有生態(tài)支持的GPU通用計(jì)算項(xiàng)目，開局可以說是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。
由于美國(guó)限制高性能AI芯片向大陸出口，客觀上給國(guó)產(chǎn)廠商打開了機(jī)會(huì)之門。當(dāng)所有企業(yè)都拿不到，或者很難通過正常渠道采購(gòu)海外先進(jìn)產(chǎn)品時(shí)，能夠穩(wěn)定供貨的國(guó)產(chǎn)GPU就會(huì)成為爭(zhēng)搶對(duì)象，而且現(xiàn)在政策和機(jī)構(gòu)也在鼓勵(lì)這件事，這也會(huì)加速國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體生態(tài)的成熟與進(jìn)化，華為在手機(jī)芯片上已經(jīng)驗(yàn)證這一點(diǎn)。
與手機(jī)芯片不同，GPU作為“大芯片”，die size都在500mm2以上，比如RTX 4090是600mm2，H100是800mm2+，如果采用高帶寬內(nèi)存，還要著重考慮先進(jìn)封裝技術(shù)。
所以，除了前面說的戰(zhàn)略誤判，影響國(guó)產(chǎn)GPU成功的因素還包括IP、設(shè)計(jì)、制造、銷售等環(huán)節(jié)之中，并且環(huán)環(huán)相扣。
在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)首要面對(duì)的就是IP授權(quán)和設(shè)計(jì)工具的問題，象帝先、摩爾線程都是拿Imagination的IP授權(quán)，然后采用海外公司的設(shè)計(jì)工具，如果這兩個(gè)領(lǐng)域得不到持續(xù)地更新支持，就存在斷供風(fēng)險(xiǎn)。
設(shè)計(jì)的下一個(gè)環(huán)節(jié)就是制造。很多企業(yè)的產(chǎn)品硬件指標(biāo)，無論單項(xiàng)還是多項(xiàng)都很優(yōu)秀，但能否流片成功，并且以高良率量產(chǎn)也很關(guān)鍵。
單就流片這個(gè)環(huán)節(jié)的單次費(fèi)用就高達(dá)上億元，如果流片失敗就得額外再支付費(fèi)用，之前英偉達(dá)的Blackwell芯片遭遇“跳票事故”，一度帶崩其股價(jià)，英偉達(dá)可以扛得住這種風(fēng)險(xiǎn)，創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)未必能經(jīng)受住。
好消息是，在制造端，過去幾年在美國(guó)的極限施壓之下，國(guó)產(chǎn)制造工藝和設(shè)備已經(jīng)有了很大進(jìn)步。9月份，工信微報(bào)披露了國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的進(jìn)展，按官方提供的數(shù)據(jù)，純國(guó)產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)可以覆蓋65nm工藝的芯片，這對(duì)于中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)具有很大的意義。不過，雖然大陸自主晶圓制造技術(shù)進(jìn)步迅速，但先進(jìn)產(chǎn)能也相對(duì)有限。
所以，現(xiàn)階段大陸的fabless，也還離不開對(duì)臺(tái)積電的依賴。而且，因?yàn)閯?chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)體量與需求量的差異，代工費(fèi)用會(huì)有差別，同等工藝代工費(fèi)用可能是臺(tái)積電的1.5倍左右，這也會(huì)影響初創(chuàng)公司的毛利率。
設(shè)計(jì)、制造之后，就是如何把產(chǎn)品賣出去，實(shí)現(xiàn)正循環(huán)。一些現(xiàn)在還活躍的一些頭部創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，很多背后都有上市公司的支持，這些上市公司在各地推動(dòng)構(gòu)建智算中心，對(duì)于創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)來說，它們既是投資人，又是客戶。這種邏輯還可以類比云計(jì)算廠商——自研AI芯片更容易成功，自己就是自己的客戶，能形成很好的自循環(huán)。
很多人問中國(guó)芯片的出路在哪里，從一個(gè)外部觀察者的視角，短期的確要實(shí)現(xiàn)自主替代，長(zhǎng)期則需要參與到對(duì)產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制定當(dāng)中，這樣才能夠影響到全球產(chǎn)業(yè)。我想舉一個(gè)大疆的例子，它也被納入了實(shí)體清單，可結(jié)果呢？美國(guó)要制裁它，又不得不想辦法來買它的產(chǎn)品。
過去，行業(yè)看到“美國(guó)禁令”的大利好之后，感覺機(jī)會(huì)來了紛紛行動(dòng)、融資開跑，是可以理解的沖動(dòng)。但最終，創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)與資本在普及認(rèn)知、達(dá)成共識(shí)之后，結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展窗口來攢局，才能更好地準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，在未來中國(guó)芯片生態(tài)“大成”之時(shí)，成為勝利者中的一員。如果上述條件都不具備，更多的“中國(guó)英偉達(dá)”可能會(huì)迎來不確定性。
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