寒武紀:全球領先的雲、邊、端全面佈局的AI芯片設計商

人工智能、獨角獸等曾經的主流熱點在市場中沉寂多時,持續的調整也化解了前期積累的風險,每當市場遺忘的時候,或許又是我們重新開始關注的時間點。今天我們就從基本面瞭解一隻AI芯片的獨角獸---寒武紀(688256)。


寒武紀(688256):

寒武紀:全球領先的雲、邊、端全面佈局的AI芯片設計商


寒武紀是AI芯片領域的獨角獸,成立於2016年3月15日,專注於人工智能芯片產品的研發與技術創新,產品廣泛應用於消費電子、數據中心、雲計算等諸多場景。


採用公司終端智能處理器IP的終端設備已出貨過億臺;雲端智能芯片及加速卡也已應用到國內主流服務器廠商的產品中,並已實現量產出貨;邊緣智能芯片及加速卡的發佈標誌著公司已形成全面覆蓋雲端、邊緣端和終端場景的系列化智能芯片產品佈局。


寒武紀雖成立時間尚不足五年,但技術研發已經歷了十餘載的沉澱。從2008年開始,公司創始人就聯手做人工智能和芯片設計的交叉研究,創始團隊先後在多個頂級學術會議上發表了相關研究成果,並研發出 DianNao、DaDianNao等學術架構,並於2015年研發出世界首款深度學習專用那個處理器原型芯片。

寒武紀:全球領先的雲、邊、端全面佈局的AI芯片設計商


寒武紀趕上了國內資本市場大發展時代。雖然公司暫未盈利,但從本質上已與傳統芯片設計公司不同,是引領"芯二代"的先鋒,將是資本市場的焦點。


產品:雲、邊、端全面佈局


公司產品主要分為四大類:終端智能處理器IP、雲端智能芯片及加速卡、邊緣智能芯片及加速卡以及智能計算集群系統。


2019年智能計算集群系統業務為公司主要收入來源,佔主營收入的66.72%;雲端智能芯片及加速卡2019 年業務收入佔總收入的17.77%;而邊緣智能芯片及加速卡也在積極佈局中,未來隨著公司產品逐步完善量產,客戶逐步導入,未來業績增量可觀。終端智能處理器IP業務中,由於華為海思開始自研芯片而不與公司合作,使得這塊業務佔比大幅下降

寒武紀:全球領先的雲、邊、端全面佈局的AI芯片設計商


具體業務分析:


1、終端智能處理器IP


終端智能處理器,是

終端設備中支撐人工智能處理運算的核心器件,例如近年來各品牌旗艦級手機上與圖像視頻、語音、自然語言相關的智能應用均依靠終端智能處理器提供計算能力支撐。為了提升性能降低功耗、節省成本,終端智能處理器通常不是以獨立芯片的形式存在,而是作為一個模塊集成於終端設備的 SoC 芯片當中。目前公司推出了寒武紀 1A、1H 和 1M 三代終端智能處理器,可以廣泛應用於各類智能終端。


IP業務採用"固定費用+提成費用"的模式。終端智能處理器IP業務收入分兩部分:IP授權所收到的固定收入,以及客戶所賣出的含有IP的芯片的收入中,按一定金額或單價比例的提成。因此,該項業務的收入與客戶的銷售規模直接掛鉤。


此業務的第一大客戶為華為,公司的1A和1H芯片被應用在麒麟系列芯片上,為公司2017和2018年分別帶來0.08億元和1.17億元的收入。2019年華為海思選擇開始自研終端智能芯片,公司終端智能處理器IP許可銷售收入下降到0.69億元。


雖失去了華為這一重要收入來源,但公司憑藉在華為超過1億臺終端的應用奠定了市場基礎。依託品牌影響力和豐富資源有望再次獲得新的大客戶。公司的依託新品第3代IP寒武紀1M,目前正在洽談的有多家潛在客戶,未來公司此項產品業績有望實現回暖,前景較為良好。

寒武紀:全球領先的雲、邊、端全面佈局的AI芯片設計商


2、雲端智能芯片及加速卡


雲端智能芯片主要是為雲端人工智能處理提供強大的計算能力支撐;雲端智能加速卡是基於雲端智能芯片,增加外圍電路模塊形成的卡板產品,通過主機的附加接口接入系統。


寒武紀研發的雲端智能芯片及加速卡,從計算效率、性能功耗比等方面來看均已達到行業先進水平。目前公司推出芯片思元100和思元270及相關加速卡產品,2019年實現規模化出貨。另有思元290正處於內部樣品測試階段,預計2021年形成規模化收入。


2019年,公司雲端智能芯片及加速卡銷售收入7888.24萬元,佔主營收入比重為17.77%。其中第一大客戶是中科曙光(603019),銷售金額為6384.43萬元,銷售佔比80.94%;正在洽談的第二代芯片思元270項目極有可能簽定約5000萬元的訂單;倍受關注的寒武紀第三代雲端智能芯片思元290已回片,預計在2021年將成為商業客戶除英偉達之外的可用選擇,有利於公司拓展客戶、提升市場地位。

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3、邊緣智能芯片及加速卡


公司積極佈局邊緣端。邊緣計算可將存儲資源與計算部署在終端和雲端之間,使得數據不用傳回雲端,可直接在邊緣端實時處理。這樣不僅可以有效彌補終端設備計算能力不足的缺點,也可以防止數據在傳輸中洩露,保護隱私;同時提高數據處理效率,降低延時及通信成本。


邊緣智能芯片及加速卡可廣泛應用於無人機、智能醫療、智能零售等場景。2019年,公司推出了邊緣智能芯片思元220及相應的M.2加速卡,實現了終端、雲端、邊緣端完整的智能芯片產品佈局,成為國際上少數能為雲端、邊緣端、終端提供全品類系列化智能芯片和處理器產品的企業之一


邊緣端智能芯片及加速卡業務未來前景廣闊。2019 年公司邊緣端智能芯片及加速卡產品已與部分客戶簽署銷售合同,訂單金額約643.95萬元,預計2020年內可實現規模化出貨。另外公司還有正在洽談且簽約確定性相對較高的訂單,預計銷售金額1000萬元左右。作為較早進入該領域的中國代表性廠商,寒武紀在邊緣智能計算市場未來應用前景廣闊。

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4、智能計算集群系統


智能計算集群系統是與人工智能應用相匹配的新型雲計算基礎設施,通過科學的配置和管理集群的軟件和硬件,將計算能力以雲計算的形式輸出,從而在人工智能領域實現較高的運行效率。


公司通過將自研的雲端智能芯片加速卡產品與其他廠商提供的服務器、存儲設備和網絡設備等硬件設施集成,並且以自研的 Cambricon Neuware基礎系統軟件平臺為基礎,結合客戶需求為其提供定製化的軟硬件整體解決方案。公司智能計算集群系統性能高、靈活性強、具有優秀的可擴展性,徹底打破了雲邊端之間的開發壁壘,並且能適應大規模的智能處理任務。有實時監控系統運行狀態、故障快速恢復、迅速定位系統異常等優勢。


智能計算集群系統業務表現亮眼,公司該業務實現銷售收入29618.15萬元,佔主營收入的比重為66.72%。2019 年公司主要客戶為西安灃東儀享科技服務有限公司、上海腦科學與類腦研究中心和珠海市橫琴新區管理委員會商務局。另外,寒武紀還有很多正在洽談且簽約可能性極高的客戶,包括科研機構、企業等,未來發展態勢良好。


財務業績:


近年來產業化規模逐年擴大,營業總收入實現高速增長,從2017年的0.08億迅速增長至 2019年的4.44億元,CAGR達652%,同比增速均超100%。歸母淨利潤方面,公司成立以來持續為負且呈波動下降趨勢,主要原因是公司為初創團隊,產品仍在拓展階段,營業收入規模和同類企業相比較小,而公司資金又大量用於研發投入,且股權激勵計提的股份支付金額較大。隨著業務規模擴大、營收進一步增加,公司盈利能力有望逐年提升。

寒武紀:全球領先的雲、邊、端全面佈局的AI芯片設計商


公司終端智能處理器IP業務毛利率很高,一直維持在99%左右,雲端智能芯片及加速卡業務毛利率為78.23%。而智能計算集群系統的毛利率為58.23%。2017-2019年,公司綜合毛利率分別為99.96%、99.90%、68.19%,下降的主要原因是 2019 年業務結構發生改變,高毛利率的產品佔比下降。


2017年,公司營業收入較低,研發費用為0.3億元,佔營收的381%。2018、2019年研發費用上升較快,分別為2.4億元、5.43億元,研發投入營收佔比連續3年超過100%,處於行業的較高水平,高額的研發投入有利於公司核心技術和產品競爭力的提升。


核心優勢:


1、中科院系背景

中科院通過中科算源間接持有公司18.24%的股份,是寒武紀第二大股東,也是公司技術研發的長期合作伙伴。當前國內領先企業聯想和龍芯都具有中科院背景,公司有望依託中科院進行產品研發升級,未來可期。另外,公司下設7家控股子公司並有3家參股公司,有利於產能的提升和市場及客戶的拓展。


2、人才團隊優勢

創始人兼CEO陳天石博士在人工智能和處理器芯片等相關領域從事基礎科研工作十餘年,主導研發了世界首款深度學習專用處理器原型芯片;重要創立成員陳雲霽,曾為國產龍芯研發團隊中最年輕的成員,主持研發了國際首個深度學習處理器芯片"寒武紀";首席技術官梁軍曾作為主架構師完成了多款高端複雜SoC芯片的架構設計,累計量產芯片超億顆,是從業近20年的芯片架構專家


核心團隊成員皆是高學歷且都具備多年人工智能芯片領域研發和設計經驗,同時在供應鏈、產品銷售等方面也已建立成熟團隊,核心骨幹均有多年從業經驗,核心研發人員實力強勁。目前公司研發人員680名,佔總員工的79.25%,碩士及以上的人員佔比超過60%。


研發成果:


寒武紀1A處理器是全球首款商用終端智能處理器IP產品。思元100(MLU100)芯片是中國首款高峰值雲端智能芯片,當前已研發出更先進的思元220、思元270以及 Cambricon-1M。此外,公司面向人工智能訓練市場還研發了思元290芯片,目前處於回片後的內部測試階段。思元290採用公司自研的MLUv02指令集,可高效支持分佈式、定點化的人工智能訓練任務。


寒武紀是目前國際上少數幾家全面系統掌握了通用型智能芯片及其基礎系統軟件研發和產品化核心技術的企業之一。公司擁有可對外授權的處理器 IP以及豐富的技術儲備,在智能芯片領域和基礎系統軟件技術領域各掌握了七大技術。此外,公司在傳統CMOS和先進 Fin-Fet等全球主流先進工藝節點上都具有優秀的設計能力,技術水平已通過諸多國內外知名企業驗證,在行業內具有其獨特的競爭優勢和廣泛的應用場景

寒武紀:全球領先的雲、邊、端全面佈局的AI芯片設計商


主要核心技術儲備有:第四代智能處理器 IP Cambricon 1V(研發階段)、新一代高性能片上網絡技術(研發階段)、超大尺寸 2.5D 封裝設計技術(早期研發階段)、高性能多智能芯片加速底板(研發階段)、高性能推理優化技術(研發階段)、智能計算高層領域專用語言(早期研發階段)和 5nm 先進工藝物理設計技術(早期研發階段)。


行業趨勢:


全球人工智能芯片市場規模將在未來幾年內快速增長,從2018年的51億美元增長至2025年的726億美元,年均複合增長率將達到 46.14%;我國的AI芯片市場也將迎來快速發展,據前瞻產業研究院數據,我國AI芯片市場規模將在2024年達到785億,並且近幾年同比增長率將保持在40%以上,高於全球市場的增速。

寒武紀:全球領先的雲、邊、端全面佈局的AI芯片設計商


應用方面,物聯網的發展帶動智能芯片需求的增長,消費電子是人工智能芯片應用的重要領域,智能駕駛帶來新的增量。雲計算、大數據、5G、IoT 等新興技術驅動雲端智能芯片需求持續增長。


國家政策帶來機遇。根據2019年9月科技部關於印發《國家新一代人工智能創新發展試驗區建設工作指引》,到2023年,將佈局建設20個左右試驗區。


綜合來看,寒武紀的市場認可度與生態建設尚處建設初期,但公司的主要產品的性能在與國內外主要競爭對手ARM、英偉達、英特爾以及華為海思的對比中不分上下,部分指標甚至領先對手。未來依託高效的雲、邊、終端的全面佈局,在自身先進軟件系統的加持下,公司的AI生態建設將實現逐步完善和拓展,市場影響力也將隨之逐步擴大。


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