人工智能芯片向ASIC轉(zhuǎn)移將在全球開(kāi)辟一塊新戰(zhàn)場(chǎng)。這是數(shù)字貨幣礦業(yè)公司的機(jī)會(huì)，也是中國(guó)芯片的機(jī)會(huì)。

圖/視覺(jué)中國(guó)

很少有人認(rèn)識(shí)到，數(shù)字貨幣挖礦這塊價(jià)值近200億元的新興市場(chǎng)本質(zhì)上是一場(chǎng)芯片之戰(zhàn)。

早高峰時(shí)間，一群?jiǎn)T工從外面快步走進(jìn)辦公大廈。他們走向閘機(jī)，伸直脖子讓自己的臉出現(xiàn)在銀灰色柱子中的小屏幕里。提示燈亮起，閘機(jī)門(mén)快速打開(kāi)，整個(gè)過(guò)程只用了不到1秒。

這里是比特大陸位于北京北五環(huán)外的公司總部。出人意料的是，這家全球最大的數(shù)字貨幣礦機(jī)公司選擇將人臉識(shí)別裝置陳列在公司樓下作為歡迎儀式——而不是在高大鐵架中密密麻麻排列的黑灰色礦機(jī)。

“我們現(xiàn)在的定位是12個(gè)字，領(lǐng)先的高性能計(jì)算芯片公司。”比特大陸產(chǎn)品戰(zhàn)略總監(jiān)湯煒偉對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者說(shuō)。加入比特大陸前他曾在英特爾公司負(fù)責(zé)中國(guó)區(qū)高性能計(jì)算和人工智能業(yè)務(wù)。

數(shù)字貨幣挖礦產(chǎn)業(yè)在全球形成了價(jià)值近200億元的市場(chǎng)。但很少有人知道，這個(gè)神秘的新興產(chǎn)業(yè)本質(zhì)上屬于芯片市場(chǎng)。挖礦的實(shí)質(zhì)就是比拼礦機(jī)公司研發(fā)的芯片算力。

礦機(jī)芯片由于軟件應(yīng)用單一，在短時(shí)間內(nèi)快速走過(guò)了迭代進(jìn)化歷程——從CPU到GPU、FPGA，再到ASIC(專(zhuān)用集成電路)芯片。

作為全球排名第一和第二的礦機(jī)公司巨頭，比特大陸和嘉楠耘智應(yīng)用成熟的ASIC芯片技術(shù)，在礦機(jī)芯片領(lǐng)域壟斷了近90%的全球市場(chǎng)。這是全球芯片行業(yè)中，鮮有的被中國(guó)公司壟斷的細(xì)分市場(chǎng)。

中國(guó)芯片在設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)三大產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)均落后于世界先進(jìn)水平，部分領(lǐng)域甚至跟發(fā)達(dá)國(guó)家有10年-20年的差距。這讓中國(guó)的芯片領(lǐng)域過(guò)分依賴(lài)進(jìn)口貿(mào)易。全球調(diào)研機(jī)構(gòu)IC Insights在2016年公布了全球半導(dǎo)體20強(qiáng)，前20位中沒(méi)有中國(guó)公司上榜。

但這一情形在2017年有所改變。IC Insights2017年公布的全球前十大芯片設(shè)計(jì)公司(按銷(xiāo)售收入)，國(guó)內(nèi)有兩家企業(yè)進(jìn)入前十名：華為海思和紫光集團(tuán)分別以47.15億美元和20.50億美元的收入分居第7位和第10位。

由于專(zhuān)利積累、軟件生態(tài)配套不足等原因，中國(guó)在已經(jīng)落后的傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域想要追趕領(lǐng)先者頗為困難。而在沒(méi)有太多歷史包袱、有新技術(shù)突破的芯片領(lǐng)域，中國(guó)跟其他國(guó)家站在同一起跑線上，有機(jī)會(huì)占據(jù)領(lǐng)先位置。

現(xiàn)階段，中國(guó)彎道超車(chē)的最大希望存在于人工智能(AI)芯片領(lǐng)域。

谷歌和英偉達(dá)公司是人工智能處理領(lǐng)域的兩大巨頭，但英偉達(dá)主要專(zhuān)注于GPU。人工智能領(lǐng)域的ASIC專(zhuān)用芯片仍是一片藍(lán)海，尚未出現(xiàn)足以壟斷市場(chǎng)的巨頭公司。

在AI領(lǐng)域?qū)Ｓ眯酒斯雀瑁邪l(fā)者大多為充滿(mǎn)活力的新興公司，其中活躍著不少中國(guó)公司，如寒武紀(jì)、地平線等。一家中國(guó)知名芯片公司技術(shù)總監(jiān)向《財(cái)經(jīng)》記者指出：“AI芯片上可以說(shuō)是美國(guó)第一，中國(guó)第二。”

目前人工智能芯片正在重演礦機(jī)芯片的演化路徑——從CPU/GPU/FPGA到ASIC專(zhuān)用芯片。而數(shù)字貨幣礦業(yè)公司也有機(jī)會(huì)將挖礦領(lǐng)域成熟的ASIC芯片技術(shù)拓展到人工智能領(lǐng)域。芯謀研究發(fā)布的2017年中國(guó)十大集成電路設(shè)計(jì)公司榜單上，比特大陸以143億元的年銷(xiāo)售額躍升第二。

人工智能芯片向ASIC轉(zhuǎn)移將在全球開(kāi)辟一塊新戰(zhàn)場(chǎng)，這是數(shù)字貨幣礦業(yè)公司的機(jī)會(huì)，也是中國(guó)芯片的機(jī)會(huì)。

芯片之痛：落后就要挨打

中國(guó)在高端通用芯片上與發(fā)達(dá)國(guó)家差距巨大，對(duì)外依存度非常高。

中國(guó)在和美國(guó)的貿(mào)易談判當(dāng)中遭遇了沉痛一擊。美國(guó)商務(wù)部部長(zhǎng)Wilbur Ross 4月16日宣布，未來(lái)七年將禁止美國(guó)公司向中興通訊銷(xiāo)售零部件、商品、軟件和技術(shù)(主要為芯片)。禁售理由是中興公司違反了美國(guó)限制向伊朗出售美國(guó)技術(shù)的制裁條款。禁令一出，中興公司立刻陷入困境。

中興事件刺痛了整個(gè)中國(guó)，全社會(huì)意識(shí)到中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)相對(duì)全球發(fā)達(dá)國(guó)家的落后差距和代價(jià)。“芯片涉及環(huán)節(jié)多，不同領(lǐng)域差別大，有些領(lǐng)域中國(guó)在10年-20年內(nèi)很難去跟美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)。”一家中國(guó)知名芯片設(shè)計(jì)公司技術(shù)總監(jiān)告訴《財(cái)經(jīng)》記者。

芯片產(chǎn)業(yè)分成設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)三大產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。“這三個(gè)環(huán)節(jié)說(shuō)起來(lái)中國(guó)都落后，相比之下封測(cè)這一塊我們可能落后最少，生產(chǎn)和設(shè)計(jì)都落后比較多。”該芯片設(shè)計(jì)公司技術(shù)總監(jiān)指出，而這兩個(gè)環(huán)節(jié)恰恰是芯片技術(shù)門(mén)檻最高的。

設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)方面，中國(guó)在高端通用芯片存在著重大短板，與發(fā)達(dá)國(guó)家差距巨大。這類(lèi)芯片主要依賴(lài)進(jìn)口，對(duì)外依存度非常高。

全球高端通用芯片市場(chǎng)目前幾乎被國(guó)際巨頭所壟斷。CPU芯片上英特爾公司壟斷80%左右的全球市場(chǎng)份額，AMD公司約占20%。英偉達(dá)公司壟斷了全球GPU約70%的市場(chǎng)份額，Xilinx和Altera兩大公司則壟斷了FPGA芯片近90%的全球市場(chǎng)份額。

中國(guó)的核心芯片自給率極低。光大證券研究所數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的CPU、MPU、通用電子系統(tǒng)中的FPGA/EPLD和DSP、通信裝備中的嵌入式MPU和DSP、存儲(chǔ)設(shè)備中的DRAM和NandFlash、顯示及視頻系統(tǒng)中的DisplayDriver，國(guó)產(chǎn)芯片占有率都幾乎為零。

芯片制造方面，中國(guó)跟全球的差距則更為嚴(yán)峻。在芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)三大環(huán)節(jié)中，制造是我國(guó)實(shí)力最弱的一個(gè)環(huán)節(jié)。《財(cái)經(jīng)》曾報(bào)道，英特爾、三星和臺(tái)積電均宣布已經(jīng)實(shí)現(xiàn)10nm芯片量產(chǎn)，并準(zhǔn)備投資建設(shè)7nm和5nm生產(chǎn)線。但中國(guó)大陸芯片技術(shù)最好的廠商中芯國(guó)際，目前仍在攻堅(jiān)14nm，明年才有可能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

中國(guó)占據(jù)了全球半導(dǎo)體銷(xiāo)售額的近三分之一，但產(chǎn)能只占全球約十分之一。據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織WSTS數(shù)據(jù)，2016年全球半導(dǎo)體銷(xiāo)售額為3389億美元，中國(guó)半導(dǎo)體銷(xiāo)售額1075億美元，占全球市場(chǎng)的31.7%。2016年全球集成電路制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模為1120億美元，中國(guó)的市場(chǎng)份額僅為11.6%——這一數(shù)據(jù)還包含了國(guó)外公司在中國(guó)的工廠。

芯片設(shè)計(jì)和制造兩大核心環(huán)節(jié)的落后，讓中國(guó)不得不嚴(yán)重依賴(lài)芯片進(jìn)口貿(mào)易。中國(guó)芯片進(jìn)口甚至高達(dá)石油進(jìn)口的1.57倍，在工業(yè)品進(jìn)口中遙遙領(lǐng)先。中國(guó)海關(guān)總署數(shù)據(jù)顯示，截至2017年10月底，中國(guó)集成電路進(jìn)口金額高達(dá)2071.97億美元，同期中國(guó)原油進(jìn)口額為1315.01億美元。

中國(guó)政府已經(jīng)意識(shí)到芯片進(jìn)口依賴(lài)的危機(jī)，并試圖通過(guò)國(guó)家力量加速?lài)?guó)產(chǎn)芯片的發(fā)展。“中國(guó)制造2025”中，將中國(guó)集成電路自給率的指標(biāo)定為2020年達(dá)到40%，2025年達(dá)到70%。

同時(shí)成立國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，2018年一期募集資金1387億元人民幣已經(jīng)投資完畢，目前正在募集二期基金，總金額高達(dá)約1800億元至2000億元人民幣。

但大量資金的注入無(wú)法讓中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)一蹴而就，技術(shù)的積累和突破需要更多的時(shí)間。全球市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IC Insights指出，中國(guó)芯片領(lǐng)域目前新建晶圓產(chǎn)線中所用的技術(shù)工藝，大多都比國(guó)外主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手差兩代以上。

“我們跟國(guó)外差距大不僅是因?yàn)樵O(shè)計(jì)能力差別，也有歷史原因——比如專(zhuān)利積累、軟件生態(tài)配套不足。”上述中國(guó)知名芯片設(shè)計(jì)公司技術(shù)總監(jiān)對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者指出，“反而在沒(méi)有太多歷史包袱、有新技術(shù)突破的領(lǐng)域，中國(guó)相對(duì)有機(jī)會(huì)。”

境外奇襲：被中國(guó)壟斷的芯片戰(zhàn)場(chǎng)

很少有人認(rèn)識(shí)到，數(shù)字貨幣挖礦這塊價(jià)值近200億元的新興市場(chǎng)本質(zhì)上是一場(chǎng)芯片之戰(zhàn)。

比特幣挖礦存在不過(guò)短短五六年時(shí)間，這一產(chǎn)業(yè)已迅速成長(zhǎng)為價(jià)值近200億元人民幣的市場(chǎng)，并以每年100%-200%的增長(zhǎng)率擴(kuò)大。但很少有人認(rèn)識(shí)到，這塊新興市場(chǎng)本質(zhì)上是一場(chǎng)芯片之戰(zhàn)。

張楠賡和吳忌寒，與全球第一批ASIC礦機(jī)誕生有著密切聯(lián)系。他們憑借ASIC挖礦機(jī)改變了全球比特幣挖礦的走向，也改變了自己的命運(yùn)。

這兩個(gè)創(chuàng)始人在進(jìn)入比特幣世界時(shí)不過(guò)是剛出茅廬的學(xué)生。彼時(shí)，嘉楠耘智創(chuàng)始人張楠賡是在北航集成電路專(zhuān)業(yè)讀研的學(xué)生，比特大陸創(chuàng)始人吳忌寒則剛從北大畢業(yè)兩年，擔(dān)任投行風(fēng)險(xiǎn)分析師。短短數(shù)年間，他們成為了全球區(qū)塊鏈礦機(jī)世界的霸主，掌握著全世界超過(guò)80%算力的礦機(jī)。

比特幣挖礦的實(shí)質(zhì)是比拼礦機(jī)芯片算力：誰(shuí)開(kāi)發(fā)的礦機(jī)芯片算力更強(qiáng)，則使用單臺(tái)礦機(jī)將挖到更多的數(shù)字貨幣，從而搶占更大的全球市場(chǎng)。

這是目前為止鮮有的被中國(guó)公司壟斷的全球芯片市場(chǎng)。

比特大陸和嘉楠耘智，總部分別位于中國(guó)北京和杭州。這兩家中國(guó)公司牢牢占據(jù)了全球礦機(jī)近90%的市場(chǎng)份額。有意思的是，中國(guó)礦機(jī)崛起的導(dǎo)火線卻由大洋彼岸的挑釁引燃。

2012年6月，美國(guó)一個(gè)比特幣挖礦機(jī)研發(fā)“蝴蝶實(shí)驗(yàn)室”聲稱(chēng)，他們準(zhǔn)備研發(fā)一種功能遠(yuǎn)勝過(guò)現(xiàn)有水平的ASIC礦機(jī)。當(dāng)時(shí)比特幣挖礦普遍使用GPU芯片，而ASIC芯片的算力較傳統(tǒng)挖礦芯片將實(shí)現(xiàn)數(shù)十倍甚至百倍的提升。

如果“蝴蝶實(shí)驗(yàn)室”研制成功ASIC礦機(jī)，將掌握超過(guò)全網(wǎng)51%的算力——這意味著其將具備篡改比特幣世界的可能性。

為了對(duì)抗可能出現(xiàn)的算力壟斷，昵稱(chēng)“南瓜張”的張楠賡決定自己研發(fā)ASIC礦機(jī)，并將其銷(xiāo)往全球各地。2013年1月，美國(guó)比特幣核心開(kāi)發(fā)人員Jeff Gazik用網(wǎng)絡(luò)直播了一場(chǎng)拆箱過(guò)程：他拆開(kāi)從中國(guó)寄來(lái)的一個(gè)巨大快遞包，全球第一臺(tái)ASIC礦機(jī)。這臺(tái)ASIC礦機(jī)由張楠賡研發(fā)，他將其命名為“阿瓦隆”，亞瑟王傳說(shuō)中“天佑之島”的名字。

2012年7月，畢業(yè)于中國(guó)科技大學(xué)昵稱(chēng)“烤貓”的蔣信予也宣布了制造ASIC礦機(jī)的計(jì)劃，并在比特幣論壇bitcointalk上發(fā)起眾籌，按照0.1比特幣一股的價(jià)格發(fā)行了16萬(wàn)股，吳忌寒購(gòu)買(mǎi)了上萬(wàn)股股票。2013年，“烤貓”研發(fā)的ASIC礦機(jī)成功面世，開(kāi)創(chuàng)比特幣世界第一個(gè)由ASIC礦機(jī)組成的礦場(chǎng)。

“烤貓”公司2013年6月公布的“財(cái)報(bào)”顯示，2013年一季度其比特幣挖礦收入就高達(dá)57338.24 個(gè)BTC。”烤貓”公司的虛擬股票也急速上漲，最高每股的價(jià)格從0.1個(gè)比特幣上漲到5個(gè)比特幣。吳忌寒因?yàn)檫@筆投資獲得了上千萬(wàn)的回報(bào)。

此時(shí)的吳忌寒距離開(kāi)創(chuàng)自己的礦機(jī)公司只差一步。精通金融和比特幣的他對(duì)芯片技術(shù)并不熟悉，需要一位深諳芯片研發(fā)技術(shù)的合伙人。幸運(yùn)的是，一次北京街頭的偶遇讓他找到了38歲的芯片專(zhuān)家詹克團(tuán)。詹克團(tuán)當(dāng)時(shí)正專(zhuān)注在機(jī)頂盒創(chuàng)業(yè)上。遇到吳忌寒的第二天，他用幾個(gè)小時(shí)研究了比特幣和區(qū)塊鏈的資料，隨后決定加入。

吳忌寒和詹克團(tuán)在2013年共同成立了礦機(jī)公司“比特大陸”。詹克團(tuán)用短短半年時(shí)間就研發(fā)出了使用ASIC芯片的礦機(jī)，在2013年11月將這款名為“Antminer S1”的礦機(jī)推向市場(chǎng)。

隨著各家公司的ASIC芯片礦機(jī)不斷投入市場(chǎng)，比特幣世界迎來(lái)了算力瘋狂攀升的“軍備競(jìng)賽”。

從2013年利用ASIC芯片進(jìn)行算力輸出以來(lái)，比特幣全網(wǎng)平均算力保持高速上升的趨勢(shì)。據(jù)全球咨詢(xún)公司Frost & Sullivan數(shù)據(jù)顯示，全球比特幣算力從2012年1月的10.8Thash增長(zhǎng)至2017年底的1500萬(wàn)Thash。不到六年時(shí)間全網(wǎng)算力整整翻了138萬(wàn)倍，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)1335.7%。

激烈的算力競(jìng)爭(zhēng)中，時(shí)間就是生命。很多礦機(jī)生產(chǎn)商正在研發(fā)的礦機(jī)甚至還未出廠，就面臨著被市場(chǎng)淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。比特大陸第一代礦機(jī)“Antminer S1”極短的研發(fā)時(shí)間正是其崛起的關(guān)鍵。

S1礦機(jī)在2013年11月推出市場(chǎng)，正好趕上比特幣價(jià)格的高點(diǎn)。

如果稍晚一兩個(gè)月，比特大陸則可能錯(cuò)過(guò)幣價(jià)攀升的機(jī)會(huì)，直接跌入谷底。CoinMarketCap數(shù)據(jù)顯示，比特幣價(jià)格在2013年11月底上漲達(dá)到頂峰，高達(dá)1150美元左右。隨后在一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)急速下跌，12月最低點(diǎn)跌至560美元，幾近腰斬。2014年到2015年比特幣進(jìn)入震蕩下行的通道，價(jià)格經(jīng)常在200美元-300美元低位徘徊。

比特大陸在2014年相繼推出了螞蟻S3和S4等型號(hào)的礦機(jī)。S3礦機(jī)銷(xiāo)量不錯(cuò)，但受到市場(chǎng)低迷影響，S4礦機(jī)的銷(xiāo)售情況慘淡，公司損失不小。所幸由于成本控制較好，比特大陸在低谷期仍然能支持新一代礦機(jī)研發(fā)。

而開(kāi)ASIC礦機(jī)量產(chǎn)先河的“烤貓”公司，在這一輪比特幣價(jià)格激烈變動(dòng)、全網(wǎng)算力高速膨脹的關(guān)鍵階段掉隊(duì)。

2013年10月，“烤貓”研發(fā)第二代芯片遭遇難題，未能及時(shí)成功研發(fā)。

在大量競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的沖擊下，“烤貓”礦機(jī)占據(jù)的算力從頂峰時(shí)期超過(guò)20%跌落至僅為4%，其虛擬股票也隨之跌破發(fā)行價(jià)。一年多之后，“烤貓”在考察礦廠途中神秘消失，從此再?zèng)]有人知道他的去向。

“熊市是幫比特大陸跑到第一的機(jī)會(huì)。”一名接近比特大陸的人士告訴《財(cái)經(jīng)》記者。2015年1月，比特大陸推出新一代螞蟻礦機(jī)S5。在對(duì)手們大多因熊市縮減研發(fā)的情況下，螞蟻礦機(jī)S5在市場(chǎng)上成功。這一年，比特大陸從一個(gè)三居室的民房搬到新的辦公室中，員工人數(shù)達(dá)到了50多人，在北京和深圳均設(shè)立了辦公地點(diǎn)。

只有撐過(guò)比特幣冬天的公司，才有在下一個(gè)春天快速生長(zhǎng)的可能。比特大陸和嘉楠耘智都先后看到了從礦機(jī)芯片向AI芯片拓展的機(jī)會(huì)，分別從2015年和2016年進(jìn)入AI芯片的研發(fā)領(lǐng)域。

“礦機(jī)業(yè)務(wù)是公司的一條支柱，但是收入隨著幣價(jià)上漲下跌有波動(dòng)，因此需要新業(yè)務(wù)支撐。我們看到了AI的浪潮，也有高性能計(jì)算芯片的基礎(chǔ)。”比特大陸產(chǎn)品戰(zhàn)略總監(jiān)湯煒偉告訴《財(cái)經(jīng)》記者。

彎道超車(chē)：人工智能的新機(jī)會(huì)

AI芯片從CPU/GPU向ASIC專(zhuān)用芯片的變革，給中國(guó)數(shù)字貨幣礦機(jī)公司創(chuàng)造了后來(lái)居上的機(jī)會(huì)。

詹克團(tuán)將比特大陸第一代研發(fā)的AI芯片命名為“智子”(Sophon)。這一靈感來(lái)自于風(fēng)靡全球的科幻小說(shuō)《三體》，“智子”是地球人無(wú)法突破的“強(qiáng)人工智能體”。

比特大陸的AI芯片研發(fā)路徑與“智子”有著隱秘的相似之處。比特大陸將比特幣礦機(jī)使用的ASIC芯片技術(shù)，跨界應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)基于ASIC技術(shù)的AI深度學(xué)習(xí)芯片——就像三體人將質(zhì)子在低維展開(kāi)，然后在高維折疊。

人工智能目前已進(jìn)入AI賦能行業(yè)的階段，需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。AI芯片正處在從CPU/GPU/FPGA向ASIC專(zhuān)用芯片轉(zhuǎn)化的階段。相比于前三者，ASIC專(zhuān)用芯片的計(jì)算能力更強(qiáng)，能耗更低。

全球咨詢(xún)公司Frost & Sullivan指出，預(yù)計(jì)CPU將逐漸失去在人工智能培訓(xùn)和推理應(yīng)用的市場(chǎng)份額，而ASIC芯片則將贏得這兩個(gè)市場(chǎng)的份額。

ASIC芯片2017年至2020 年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為66%，市場(chǎng)總額將從10億美元增長(zhǎng)至46億美元，高居各類(lèi)人工智能芯片的首位。

不同于已經(jīng)高度壟斷的傳統(tǒng)芯片市場(chǎng)，在ASIC芯片這塊新興市場(chǎng)上，尚未出現(xiàn)無(wú)法挑戰(zhàn)的巨頭公司。目前只有谷歌在ASIC芯片技術(shù)上有著領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。TPU是谷歌專(zhuān)門(mén)為機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的專(zhuān)用集成電路，屬于ASIC芯片的一類(lèi)。

谷歌在官方博客中指出TPU芯片的速度和能耗均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)GPU和CPU芯片：“TPU處理速度比當(dāng)前GPU 和CPU要快15倍到30倍；較之傳統(tǒng)芯片TPU也更加節(jié)能，功耗效率(TOPS/Watt)上提升了30倍到80倍。”

中國(guó)數(shù)字貨幣礦機(jī)公司在ASIC芯片的多年積累，讓它們?cè)贏I芯片的這場(chǎng)技術(shù)變革中擁有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。區(qū)塊鏈計(jì)算和人工智能深度學(xué)習(xí)有類(lèi)似之處，都是依賴(lài)于底層的芯片進(jìn)行大規(guī)模的重復(fù)、并行計(jì)算。此前數(shù)字貨幣礦業(yè)公司在區(qū)塊鏈ASIC芯片設(shè)計(jì)中積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片設(shè)計(jì)所需的技術(shù)有部分高度契合。

“ASIC芯片的一部分經(jīng)驗(yàn)是可以復(fù)用的。但是挖礦算法復(fù)雜度不高，主要是算力強(qiáng)。AI算法更需要普適性，是一個(gè)巧力。”人工智能公司Rokid北京實(shí)驗(yàn)室Alab負(fù)責(zé)人高鵬博士（600804）告訴《財(cái)經(jīng)》記者。

比特大陸認(rèn)為，自己數(shù)字貨幣芯片領(lǐng)域積累的研發(fā)能力和經(jīng)驗(yàn)?zāi)軓?fù)制到AI芯片領(lǐng)域。它從2013年到2018年實(shí)現(xiàn)了近10款芯片產(chǎn)品的量產(chǎn)，量產(chǎn)數(shù)達(dá)十億顆，技術(shù)迭代從28nm到16nm，有著最新7nm設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)在全球建立了百億次計(jì)算、10億級(jí)千瓦的數(shù)據(jù)中心。目前分布在中國(guó)、***地區(qū)、新加坡、歐洲、北美等多個(gè)地區(qū)2000多名全球員工中，60%都是研發(fā)人員。

比特大陸在2016年開(kāi)始立項(xiàng)研發(fā)第一代AI芯片Sophon BM1680。湯煒偉對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者表示，比特大陸AI團(tuán)隊(duì)規(guī)模數(shù)百人，覆蓋從芯片到算法，再到中間做軟件驅(qū)動(dòng)、固件以及各種深度學(xué)習(xí)的工具研發(fā)。

AI芯片和礦機(jī)芯片在不少設(shè)計(jì)工藝、團(tuán)隊(duì)能力上可以共用，例如高性能低功耗的技術(shù)，電源管理技術(shù)。但AI的算法更多樣化，算法、軟件、工具鏈都需要重新打造。

Sophon BM1680在2017年4月成功流片，二季度拿到樣品，耗時(shí)近一年半。“第一代芯片設(shè)計(jì)一定程度的冗余，芯片性能導(dǎo)致物理設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。于是快速去更正，現(xiàn)在有能力快速定位，更新優(yōu)化設(shè)計(jì)。”湯煒偉說(shuō)。

2017年11月，比特大陸正式對(duì)外發(fā)售第一代AI芯片Sophon BM1680。嘉楠耘智的第一代AI芯片也正在研發(fā)過(guò)程中。嘉楠耘智招股書(shū)中顯示，嘉楠耘智從2016年開(kāi)始開(kāi)發(fā)人工智能應(yīng)用的 ASIC 芯片KPU，計(jì)劃于2018 年四季度量產(chǎn)。

對(duì)于這些數(shù)字貨幣礦業(yè)公司，AI芯片領(lǐng)域的挑戰(zhàn)才剛剛開(kāi)始。身為新興入局者，它們一進(jìn)入戰(zhàn)場(chǎng)，就必須直面芯片領(lǐng)域的幾大難題痼疾。

逆襲難題：金錢(qián)、速度與技術(shù)

這些公司具備了快速迭代的實(shí)力和充裕的現(xiàn)金流，但其能否復(fù)制到AI芯片領(lǐng)域成為核心競(jìng)爭(zhēng)力尚待證明。

研發(fā)周期長(zhǎng)、投入資金過(guò)大，是長(zhǎng)期困擾芯片公司的兩個(gè)核心難題。數(shù)字貨幣礦業(yè)與芯片行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)邏輯并不相同，這讓數(shù)字貨幣礦業(yè)公司在資金、速度上演化出與芯片行業(yè)傳統(tǒng)不同的解決方法。

“如果企業(yè)芯片研發(fā)方向有錯(cuò)誤，大筆的錢(qián)就沒(méi)了。”人工智能公司Rokid北京Alab實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人高鵬博士告訴《財(cái)經(jīng)》記者。

芯片研發(fā)費(fèi)用占比最大之一為流片費(fèi)用。嘉楠耘智數(shù)據(jù)顯示，以MASK流片為例，55nm的約為400萬(wàn)元人民幣，40nm的約為700萬(wàn)元人民幣，28nm的約為1500萬(wàn)元人民幣左右，16nm的MASK更高達(dá)4000萬(wàn)元人民幣左右。

不同的芯片需要不同的MASK，并且在研發(fā)階段的芯片還無(wú)法確保一次流片成功。一套 MASK存在需要反復(fù)修改、反復(fù)投入的可能性，研發(fā)費(fèi)用也成倍上漲。

而數(shù)字貨幣礦業(yè)公司的一大優(yōu)勢(shì)在于礦機(jī)業(yè)務(wù)帶來(lái)充足的現(xiàn)金流，可以讓它們?cè)谛酒邪l(fā)投入上更為游刃有余。比特大陸聯(lián)合創(chuàng)始人詹克團(tuán)對(duì)媒體透露，比特大陸年?duì)I收高達(dá)25億美元(約合160億元人民幣)以上。嘉楠耘智招股書(shū)顯示，2017年公司營(yíng)收為13.08億元人民幣。

“我們的資金儲(chǔ)備，可以在芯片上高投入和長(zhǎng)期投入。AI是改變?nèi)祟?lèi)生產(chǎn)力的技術(shù)工具，一定不是發(fā)展3年-5年就停止的過(guò)程。”湯煒偉表示。

礦機(jī)芯片一般9個(gè)-10個(gè)月就經(jīng)歷一次技術(shù)迭代，這比傳統(tǒng)芯片快得多。芯片行業(yè)存在“摩爾定律”，指18個(gè)到24個(gè)月為一個(gè)周期，每一周期實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力翻一番，或者在單位芯片面積里晶體管數(shù)量翻一倍。芯片公司的研發(fā)迭代速度大多遵循這一定律。

比特大陸AI芯片研發(fā)只有傳統(tǒng)芯片的一半，代與代的間隔只有短短9個(gè)月。這種快速迭代能力，得益于過(guò)去礦機(jī)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)。比特幣全網(wǎng)算力在過(guò)去六年里年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)1335.7%。相當(dāng)于單臺(tái)算力恒定的礦機(jī)在一年過(guò)后，只能挖到相當(dāng)于最初7.5%左右的數(shù)字貨幣產(chǎn)量。這也讓礦機(jī)行業(yè)形成9個(gè)-10個(gè)月更新?lián)Q代一次的高速迭代效率。

以嘉楠耘智ASIC 芯片礦機(jī)迭代過(guò)程為例，迭代周期均控制在半年到一年的時(shí)間。其28nmASIC 芯片礦機(jī)迭代在2015年-2016年銷(xiāo)售后即面臨淘汰，生產(chǎn)周期結(jié)束。

其后續(xù)產(chǎn)品中16nm第一代在2016年四季度量產(chǎn)，16nm第二代在2017年四季度量產(chǎn)，16nm第三代預(yù)計(jì)在2018年二季度量產(chǎn)。基于7nm的最新技術(shù)ASIC芯片礦機(jī)預(yù)計(jì)在2018年4月流片，三季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

盡管這兩家數(shù)字貨幣礦業(yè)公司擁有礦機(jī)市場(chǎng)的快速迭代經(jīng)驗(yàn)，但其能否完全復(fù)制到AI芯片領(lǐng)域，成為核心競(jìng)爭(zhēng)力尚待證明。

“挖礦芯片迭代速度比較快，但是不同芯片領(lǐng)域不一樣。每個(gè)細(xì)分領(lǐng)域都有自己細(xì)分的規(guī)律。”國(guó)內(nèi)一家知名芯片設(shè)計(jì)公司技術(shù)總監(jiān)向《財(cái)經(jīng)》記者指出，“從技術(shù)角度看挖礦芯片功能單一，所以才能做到快速迭代。”

嘉楠耘智的AI芯片KPU，目標(biāo)應(yīng)用在智能家居、智能城市、智能監(jiān)測(cè)及智能玩具中的語(yǔ)音及圖像識(shí)別功能及多種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。據(jù)嘉楠耘智招股書(shū)顯示，目前AI芯片接獲各類(lèi)客戶(hù)的預(yù)售訂單的金額合共約為3820萬(wàn)元人民幣。

比特大陸選擇切入點(diǎn)為人工智能ASIC芯片提供從底層芯片到上層技術(shù)、算法和云端運(yùn)算的一體化方案。首選的切入行業(yè)為安防，已經(jīng)與國(guó)內(nèi)多個(gè)省市區(qū)的公安系統(tǒng)和集成商達(dá)成合作。互聯(lián)網(wǎng) AI和城市大數(shù)據(jù)是其下階段的開(kāi)拓重點(diǎn)，將大量民生社會(huì)數(shù)據(jù)數(shù)字化，通過(guò)AI挖掘最終將民生信息用于城市決策。

“目前評(píng)論研發(fā)能力為時(shí)過(guò)早。人工智能產(chǎn)業(yè)鏈分為三塊——算力、算法、數(shù)據(jù)。算力以前被國(guó)外巨頭所壟斷，現(xiàn)階段AI正是我們彎道超車(chē)的機(jī)會(huì)。”比特大陸產(chǎn)品戰(zhàn)略總監(jiān)湯煒偉告訴《財(cái)經(jīng)》記者。

技術(shù)革新將開(kāi)啟新的賽道，為后來(lái)者創(chuàng)造超越前人的機(jī)會(huì)。