AIoT芯片-2019-08

AIoT芯片火了。

7月25日，阿里平头哥宣布推出首款RISC-V AIoT处理器——玄铁910；第二天，荣耀宣布其智能电视产品“智慧屏”中将搭载鸿鹄818智慧显示芯片与麒麟AI芯片。

7月3日，百度刚刚推出了其首款语音AIoT芯片，瞄准超低功耗语音识别市场。据产业链人士透露，该芯片从设计到流片只用了约四个月的时间，堪称飞速。目前该芯片已投片量产，将搭载在下一代小度AI音箱当中。

而清微智能与中科物栖——这两间脱身于清华微电子所与中科院的AIoT芯片初创，竟都在天使轮中获得了上亿元的天价融资。

一周前，就连当前全球终端芯片指令集架构“老大哥”Arm都坐不住了，对外宣布调整芯片设计授权收费模式，允许用户“先试用后付款”，极大满足了当前AIoT芯片市场对于低门槛与高灵活度的需求。

在美的顺德总部，美的集团IoT公司总经理佘尚锋告诉智东西，美的已经有做AI和IoT芯片设计的计划，未来将会进一步扩大自研范围。

PC互联网时代过去了，移动互联网时代陷入负增长，而AIoT时代，战场格局却还没定型。

在过去一年里，智东西对于AIoT芯片的产业发展、创新创业进行了追踪报道，本文通过对AIoT玩家的四大类主要玩家（创业公司、跨界巨头、手机芯片大佬、底层架构提供者）进行了全景式的介绍与解读。

一、创企群雄逐鹿，多方混战

AIoT指的是AI+IoT，也就是智能化的万物互联，广义上可以包括世间所有电子产品，狭义上则是指智能音箱、智能家电、桌面机器人、可穿戴设备等。根据高通预计，到2020年，IoT市场将会达到430亿美元的金额，超越手机等移动终端市场。

当前的AIoT芯片种类繁多，可以大致分为以下几类：

1、语音AIoT芯片（功能以AI语音识别为主的，可作为协处理器，比如百度的鸿鹄AI语音芯片）

2、专用AIoT芯片（转为AIoT设备打造，可进行AI语音与AI视觉识别，可作为主处理器，比如联发科的i700 AIoT平台、）

3、进行了AI升级的传统IoT芯片（比如加入了AI IP的联发科S900智能电视芯片、华米黄山1号智能手表AI协处理器等）

通常来说，AIoT芯片需要具备一定AI算力，但是普遍对于算力要求不高，对计算效率、计算功耗、芯片成本方面却要求很高，需要做到便宜、高效、低功耗。

以语音AIoT芯片为例，它们的功耗常常限制在100-200毫瓦（mW）以内，部分甚至可以做到几十毫瓦。

▲清微智能可重构超低功耗语音AI芯片TX210

今年6月，清微智能宣布量产的全球首款可重构超低功耗语音AI芯片TX210，甚至可以将功耗做到2mW以下，语音活动检测功耗做到100uW以下。（清华创新架构芯片量产！全球首款可重构超低功耗语音AI芯片）

清微智能脱胎于清华大学微电子所Thinker团队，去年第三季度，清微智能宣布完成了近亿元级天使轮融资，百度战投、分众传媒、禧筠资本、国隆资本、西子联合控股等联合投资。

与清微智能类似的还有另一家技术脱胎于中科院的低功耗AIoT芯片企业——中科物栖。中科物栖副总经理刘鲁亚告诉智东西，中科物栖在天使轮完成了2亿人民币的高额融资，领投方包括海尔赛富、中科创星、中科院创投、联想创投。

不久前的7月18日，中科物栖首次对外展示了其两颗RISC-V的AIoT芯片、超微计算机、物端AI全栈解决方案等核心产品。

这两科两颗基于RISC-V的AIoT芯片：低配版的感知芯片JX1和高配版的AI应用芯片JX2。

JX1是微控制器（MCU），采用55nm制程，拥有异构双核RISC-V处理器核心，并融合了可编程的AI专用加速器，可替代现有的ARM Cortex-M系列核心，待机功耗不到1mW，纽扣电池可以支持一周待机。

JX2则是应用处理器（APU），今年5月刚刚流片成功，采用40nm制程，据中科物栖表示，其主频可达1GHz，基本接近ARM Cortex-A7的水平。

清微智能与中科物栖这两家企业都有着浓厚的学术背景标签，同时也都瞄准了低功耗AIoT芯片市场，并在天使轮就获得极高的融资与来自母校的支持。

巧合的是，它们也都成立于2018年，如今双方都陆续满了一周岁，还未在AIoT市场上形成正面冲突。

但是，一旦AIoT芯片市场进一步成熟，云AI芯片战场上的“清华 vs 中科院”龙头之争极有可能在AIoT芯片战场重演，双方将从融资、产品、技术、落地这四个角度全面展开PK，鹿死谁手尚未可知。

而且，如今，AI芯片已经来到了一个技术升级的关键节点。

除了清微和物栖之外，探境科技、知存科技、启英泰伦等一大批AIoT芯片玩家也在不断崛起，他们都在芯片底层架构设计上开辟出独到的技术路线，甚至很多都不再基于冯·诺伊曼基础芯片架构——撼动了芯片设计领域最底层的东西。

群雄逐鹿之下，各种AI芯片新技术、新路线层出不穷，究竟哪条路是正确的？没人能下定论。

清微智能CEO王博告诉智东西，这是也正是很多AI芯片创业公司集中出现的原因，因为大家都在同一起跑线上。

二、跨界巨头：以业务体量撕开一道口

在7月3日的百度AI开发者大会上，百度技术掌舵人、CTO王海峰——正式推出了百度首款语音AIoT芯片“鸿鹄”，使用了HiFi4自定义指令集，双核DSP核心，平均功耗仅100mW，支持语音唤醒与离线语音识别。

鸿鹄芯片是百度语音团队与AIoT芯片创企欣博电子合作打造的，由百度技术团队偏重算法，欣博电子团队偏重芯片硬件。

▲百度鸿鹄芯片与一元硬币大小对比

据智东西从产业链人士处了解到的信息，鸿鹄采用40nm工艺制程，台积电代工。这一项目从去年11月开始推进，当时百度给出的要求是——100天量产投片。

今年4月份，“鸿鹄”芯片就已经流片成功，前期的设计与准备工作都是在2019年4月之前完成的。据说百度和欣博电子的工作团队在今年春节期间也在埋头赶deadline。

欣博电子CEO梁敏学告诉智东西，目前“鸿鹄”AIoT芯片已投片量产，将搭载在下一代小度AI音箱、以及某些汽车新品中。

众所周知，芯片走量。由于前期研发成本高昂，因而某款芯片的出货量越多，分摊到么一片芯片上的成本就越低，对于企业就越有利。

上图是Canalys发布的2019年Q1全球智能音箱市场报告数据，其中显示百度音箱在2019年Q1的出货量达到了330万台。如果百度音箱全线搭载鸿鹄语音AI芯片，那么其芯片的年出货量将会达到千万片级别。

——这也是大公司做AI芯片的优势：自家业务体量庞大，有足够大的市场可以分摊成本。

当前国内智能音箱三巨头：阿里、百度、小米，恰好也是在AIoT芯片方面动作最大的三个互联网/IT巨头玩家。

就在上周的2019阿里云峰会上，阿里发布了最新的平头哥芯片——高性能RISC-V架构处理器玄铁910，它支持16核，单核性能达到7.1 Coremark/MHz，主频达到2.5GHz。

据阿里介绍，玄铁910比目前业界主流的RISC-V处理器性能高40%以上。（刚刚，阿里云推16核玄铁910芯片！平头哥的大招来了）

同时，平头哥还打造了面向领域定制优化的芯片平台(Domain specific SoC)，提供包括CPU IP、SoC平台以及算法在内的软硬件资源，面向不同AIoT场景为企业和开发者提供不同层次的芯片服务。

去年9月的云栖大会上，阿里宣布成立平头哥芯片公司，由阿里收购的中天微与达摩院自研芯片团队整合而成。其中中天微是国内知名的RISC-V处理器玩家，其特长正是在于高性能低功耗IoT芯片。

而在小米方面，在过去的一年里，小米进行了超过12次密集的人员/架构调整，新设立了大家电事业部、AIoT战略委员会。雷军还宣布，小米将从2019年起“All in IoT”。

与此同时，今年4月，松果被拆分为松果公司与南京大鱼半导体公司，南京大鱼将专注半导体领域的AI和IoT芯片与方案研究，并进行独立融资。（一年蒸发1500亿，小米怎么了？）

三、手机芯片巨头的跨界战争

高通战略与企业并购执行副总裁Brain Modoff曾经告诉智东西，IoT技术与很多移动终端技术有着天然的相似性，是移动终端的自然延伸。

比如说，手机芯片里的通讯功能去掉，就是一个高端AIoT芯片；要是再陆续去掉GPU、网络链接等模块，就能成为多款适应不同需求的AIoT芯片。

因此，手机芯片厂商将触手延伸到AIoT芯片领域，逻辑非常通顺。

当前，手机芯片掐架掐得最狠的，莫过于高通、苹果、华为海思这三家出货量拔尖的业内巨头。

然而，在AIoT芯片领域，情况却不太相同——在AIoT方面，联发科“闷声发大财”，悄然挤进了行业龙头的位置。

早在智能音箱大火的早期，联发科就早早地成为了全球老大亚马逊的Echo音箱芯片供应商中，大赚了一笔。此后，阿里、百度等国内音箱的知名玩家也陆续使用上了联发科的芯片。

目前，联发科除了MT8516、MT8665等传统IoT芯片系列之外，还专门推出了一系列AIoT芯片产品，包括i300、i500、i700系列。

▲搭载了联发科芯片的天猫精灵AI美妆镜

在7月10日的联发科AI合作伙伴大会上，联发科一口气展出了25样搭载其芯片的AIoT产品，包括小度在家带屏音箱、天猫精灵美妆镜、钉钉智能门禁、支付宝人脸支付零售货柜、小米笑爱老师翻译学习机、优必选悟空机器人、乐森星际特工机器人等等。（联发科AI大会现场干货：推出AIoT开放平台，两款AIoT芯片性能飙升）

▲搭载了专用AI模块的联发科S900 8K智能电视芯片

而且，当前联发科已经将自研的AI芯片模块APU放进了AIoT芯片与智能电视芯片产品线中——这要比同为手机AI芯片玩家的高通与海思都更快。目前联发科APU模块已经演进到第三代，其计算效率可达到4Tops/W。

不过，手机芯片老大高通自然也不甘人后。

根据高通预计，到2020年，物联网（IoT）市场将会达到430亿美元的金额，超越移动终端，成为第一大市场。而IoT也是高通最关注的、最先兴起的新兴行业。

高通在IoT领域打造了5套不同的芯片产品系列，这五类SoCs产品包括：移动（Mobile）、应用（Applications）、通讯（LTE）、网络连接（Connectivity）、以及蓝牙（Bluetooth）。

在2018年的中旬，高通的IoT产品出货量已经达到了100万块/天，成为一个体量巨大的业务。（美国深度探访：高通的秘密！）

而且，高通市场总监Ignacio Contreras告诉智东西，在物联网领域，由于平台与标准的不统一，市场呈现严重的碎片化。

为了让中小厂商也能够快速打造产品推向市场，高通不仅提供IoT的芯片+软件，还会提供可穿戴设备、智能音箱、智能摄像头等的参考设计B+技术支持——这也是联发科的做法之一。

而在华为海思方面，情况稍有不同。

在两周前的7月15日，华为正式官宣进军电视行业，荣耀打头阵，推出“智慧屏”。荣耀总裁赵明表示，华为和荣耀也会把很多智慧屏的技术开放给行业合作伙伴。（华为官宣做电视！荣耀打头阵，与小米的全面战争要打响了）

随后的7月26日，赵明在接受智东西采访时透露，荣耀智慧屏的芯片将会由三个芯片组成：鸿鹄818智慧显示芯片、麒麟AI芯片、凌霄Wi-Fi芯片。鸿鹄818是荣耀智慧屏的核心芯片，是基于海思电视芯片而研发的新型智慧屏芯片，未来会开放给其他厂家使用。

除了我们熟知的手机芯片业务外，海思同时也是机顶盒与安防监控芯片的行业老大。

与此同时，海思手中还有Hi3751系列电视芯片、Boudica系列NB-IoT芯片、 Hi3559系列移动摄像头芯片等系列产品，是很多行业的上游供应商。

2015年底，华为正式宣布进军智能家居生态，将HiLink SDK、Lite OS、以及芯片/模组等技术输送给合作伙伴，笼络了海尔、美的、百度、科大讯飞、Roobo等一系列玩家的加入。

四、底层架构风云再起

芯片指令集架构是沟通软硬件运算之间的桥梁，也是芯片最最底层的架构之一。

英特尔为什么这么牛？就是因为在PC时代，它凭借自家x86架构一统江湖。而Windows+Intel联盟更是筑起了一座高不可攀的城墙，让无数后来者攻坚失败。

然而到了移动时代，Arm架构凭借其灵活、低功耗的优势，一举突破重围，成为移动端芯片架构巨头，再加上随后联合起谷歌的安卓系统，让Arm+Android联盟称霸了移动时代。哪怕是靠封闭iOS闻名的苹果，其芯片用的也是Arm指令集架构。

▲Arm高级副总裁兼物联网云服务总经理Hima Mukkamala

当前在移动终端，超过70%的终端设备芯片用的都是Arm架构，是当之无愧的移动端老大。

然而，正如Arm凭借手机市场崛起而杀出重围，如今AIoT市场崛起了，另一个原本不甚起眼的小玩家开始悄然萌动，让Arm感受到了威胁。

那就是RISC-V。

作为一款开源的指令集架构，它凭借着更灵活、更低功耗、同时——也是最重要的——更便宜的优势，吸引了谷歌、IBM、镁光、西部数据、三星、英伟达、惠普、甲骨文、MIT、加州伯克利、中科院计算所等国内外200家左右的企业和科研机构的亲睐。（深度：AI芯片新风口！阿里华米已入局，将撼动ARM地位）

▲国内可穿戴龙头华米科技发布的基于RISC-V的智能穿戴芯片“黄山1号”

而在国内，华米、睿思芯科、芯来科技、晶心数据、时擎智能、以及此前阿里收购的中天微等玩家都在打造基于RISC-V的AIoT芯片。

芯来科技的COO徐来告诉智东西，在IoT智能传感器等设备方面。只需要有限指令集，芯片面积又要求尽可能小，在这种情况下需要对现有处理器进行剪裁。相对于不能修改的x86、ARM等传统指令集架构，RISC-V因其开放性可以做一些剪裁。

不过，Arm已经开始反击。

7月16日，Arm宣布推出一个名叫Arm Flexible Access的芯片设计授权费模式，允许客户“先试用后付款”——无需预先支付芯片设计方案的费用，就可以尝试使用不同的芯片设计模型进行实验、评估和创新，同时还可获得定制芯片设计方案的无限访问权限。

Arm汽车和物联网业务高级副总裁兼总经理Dipti Vachani说，这一新的授权模式非常适用于IoT时代的许多产品设计。

随后，Arm中国在上海推出“极术AIoT开发者社区”。Arm与中国联通物联网公司的Arm Pelion IoT平台也对外宣布商用。（Arm/联通Pelion IoT平台开放商用，落地速度快3倍，支持全球化部署）

▲riscv-basics.com网站截图

去年6月底，Arm还曾开设了一个“质疑”RISC-V架构的网站riscv-basics.com，从成本、生态系统、碎片化风险、安全性和设计保证上对 RISC-V 进行攻击。这一举动被许多人解读为Arm已经感受到来自RISC-V的威胁。

在遭到了RISC-V建网站反怼并引起众多厂商和软件社区的不满后，Arm在去年7月10日关掉该网站。

结语：诸侯混战，草莽英雄

无论是底层玩家、手机芯片巨头、互联网跨界玩家、还是一众新兴创企，总而言之，在AIoT芯片这个领域，市场已经彻底热闹了起来。

除了上文提到的几大阵营以外，云之声/思必驰/出门问问等语音AI厂商、美的/海信/海尔等家电巨头、以及以杭州国芯为代表的一批传统芯片玩家，也已撸袖下海或是蠢蠢欲动。比如美的集团IoT公司总经理佘尚锋告诉智东西，美的已经有做AIoT芯片设计的计划，而海信也在今年6月与青岛微电子创新中心合资成立了青岛信芯微，主要从事智能电视SoC和AI芯片的研发。

这是一个草莽英雄的市场，强者未必强，弱者也不那么弱。在AIoT专用芯片架构与专用操作系统都未定型之前，胜负都是未知数。

如今，几处小规模的遭遇战刚刚打响（比如Arm与RISC-V、联发科与高通/海思），随着AIoT的网络连接、架构灵活、高性能、低功耗等相关技术进一步成熟，一场全面爆发的AIoT终极大战即将到来。