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寒武纪:全球领先的云、边、端全面布局的AI芯片设计商

2020-10-19 16:27:00 网络

人工智能、独角兽等曾经的主流热点在市场中沉寂多时,持续的调整也化解了前期积累的风险,每当市场遗忘的时候,或许又是我们重新开始关注的时间点。今天我们就从基本面了解一只AI芯片的独角兽---寒武纪(688256)。

寒武纪(688256):

寒武纪 AI芯片 云

 

寒武纪是AI芯片领域的独角兽,成立于2016年3月15日,专注于人工智能芯片产品的研发与技术创新,产品广泛应用于消费电子、数据中心、云计算等诸多场景。

采用公司终端智能处理器IP的终端设备已出货过亿台;云端智能芯片及加速卡也已应用到国内主流服务器厂商的产品中,并已实现量产出货;边缘智能芯片及加速卡的发布标志着公司已形成全面覆盖云端、边缘端和终端场景的系列化智能芯片产品布局。

寒武纪虽成立时间尚不足五年,但技术研发已经历了十余载的沉淀。从2008年开始,公司创始人就联手做人工智能和芯片设计的交叉研究,创始团队先后在多个顶级学术会议上发表了相关研究成果,并研发出 DianNao、DaDianNao等学术架构,并于2015年研发出世界首款深度学习专用那个处理器原型芯片。

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寒武纪赶上了国内资本市场大发展时代。虽然公司暂未盈利,但从本质上已与传统芯片设计公司不同,是引领"芯二代"的先锋,将是资本市场的焦点。

产品:云、边、端全面布局

公司产品主要分为四大类:终端智能处理器IP、云端智能芯片及加速卡、边缘智能芯片及加速卡以及智能计算集群系统。

2019年智能计算集群系统业务为公司主要收入来源,占主营收入的66.72%;云端智能芯片及加速卡2019 年业务收入占总收入的17.77%;而边缘智能芯片及加速卡也在积极布局中,未来随着公司产品逐步完善量产,客户逐步导入,未来业绩增量可观。终端智能处理器IP业务中,由于华为海思开始自研芯片而不与公司合作,使得这块业务占比大幅下降

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具体业务分析:

1、终端智能处理器IP

终端智能处理器,是终端设备中支撑人工智能处理运算的核心器件,例如近年来各品牌旗舰级手机上与图像视频、语音、自然语言相关的智能应用均依靠终端智能处理器提供计算能力支撑。为了提升性能降低功耗、节省成本,终端智能处理器通常不是以独立芯片的形式存在,而是作为一个模块集成于终端设备的 SoC 芯片当中。目前公司推出了寒武纪 1A、1H 和 1M 三代终端智能处理器,可以广泛应用于各类智能终端。

IP业务采用"固定费用+提成费用"的模式。终端智能处理器IP业务收入分两部分:IP授权所收到的固定收入,以及客户所卖出的含有IP的芯片的收入中,按一定金额或单价比例的提成。因此,该项业务的收入与客户的销售规模直接挂钩。

此业务的第一大客户为华为,公司的1A和1H芯片被应用在麒麟系列芯片上,为公司2017和2018年分别带来0.08亿元和1.17亿元的收入。2019年华为海思选择开始自研终端智能芯片,公司终端智能处理器IP许可销售收入下降到0.69亿元。

虽失去了华为这一重要收入来源,但公司凭借在华为超过1亿台终端的应用奠定了市场基础。依托品牌影响力和丰富资源有望再次获得新的大客户。公司的依托新品第3代IP寒武纪1M,目前正在洽谈的有多家潜在客户,未来公司此项产品业绩有望实现回暖,前景较为良好。

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2、云端智能芯片及加速卡

云端智能芯片主要是为云端人工智能处理提供强大的计算能力支撑;云端智能加速卡是基于云端智能芯片,增加外围电路模块形成的卡板产品,通过主机的附加接口接入系统。

寒武纪研发的云端智能芯片及加速卡,从计算效率、性能功耗比等方面来看均已达到行业先进水平。目前公司推出芯片思元100和思元270及相关加速卡产品,2019年实现规模化出货。另有思元290正处于内部样品测试阶段,预计2021年形成规模化收入。

 

2019年,公司云端智能芯片及加速卡销售收入7888.24万元,占主营收入比重为17.77%。其中第一大客户是中科曙光(603019),销售金额为6384.43万元,销售占比80.94%;正在洽谈的第二代芯片思元270项目极有可能签定约5000万元的订单;倍受关注的寒武纪第三代云端智能芯片思元290已回片,预计在2021年将成为商业客户除英伟达之外的可用选择,有利于公司拓展客户、提升市场地位。

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3、边缘智能芯片及加速卡

 

公司积极布局边缘端。边缘计算可将存储资源与计算部署在终端和云端之间,使得数据不用传回云端,可直接在边缘端实时处理。这样不仅可以有效弥补终端设备计算能力不足的缺点,也可以防止数据在传输中泄露,保护隐私;同时提高数据处理效率,降低延时及通信成本。

 

边缘智能芯片及加速卡可广泛应用于无人机、智能医疗、智能零售等场景。2019年,公司推出了边缘智能芯片思元220及相应的M.2加速卡,实现了终端、云端、边缘端完整的智能芯片产品布局,成为国际上少数能为云端、边缘端、终端提供全品类系列化智能芯片和处理器产品的企业之一

 

边缘端智能芯片及加速卡业务未来前景广阔。2019 年公司边缘端智能芯片及加速卡产品已与部分客户签署销售合同,订单金额约643.95万元,预计2020年内可实现规模化出货。另外公司还有正在洽谈且签约确定性相对较高的订单,预计销售金额1000万元左右。作为较早进入该领域的中国代表性厂商,寒武纪在边缘智能计算市场未来应用前景广阔。

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4、智能计算集群系统

 

智能计算集群系统是与人工智能应用相匹配的新型云计算基础设施,通过科学的配置和管理集群的软件和硬件,将计算能力以云计算的形式输出,从而在人工智能领域实现较高的运行效率。

 

公司通过将自研的云端智能芯片加速卡产品与其他厂商提供的服务器、存储设备和网络设备等硬件设施集成,并且以自研的 Cambricon Neuware基础系统软件平台为基础,结合客户需求为其提供定制化的软硬件整体解决方案。公司智能计算集群系统性能高、灵活性强、具有优秀的可扩展性,彻底打破了云边端之间的开发壁垒,并且能适应大规模的智能处理任务。有实时监控系统运行状态、故障快速恢复、迅速定位系统异常等优势。

 

智能计算集群系统业务表现亮眼,公司该业务实现销售收入29618.15万元,占主营收入的比重为66.72%。2019 年公司主要客户为西安沣东仪享科技服务有限公司、上海脑科学与类脑研究中心和珠海市横琴新区管理委员会商务局。另外,寒武纪还有很多正在洽谈且签约可能性极高的客户,包括科研机构、企业等,未来发展态势良好。

 

财务业绩:

 

近年来产业化规模逐年扩大,营业总收入实现高速增长,从2017年的0.08亿迅速增长至 2019年的4.44亿元,CAGR达652%,同比增速均超100%。归母净利润方面,公司成立以来持续为负且呈波动下降趋势,主要原因是公司为初创团队,产品仍在拓展阶段,营业收入规模和同类企业相比较小,而公司资金又大量用于研发投入,且股权激励计提的股份支付金额较大。随着业务规模扩大、营收进一步增加,公司盈利能力有望逐年提升。

寒武纪 AI芯片 云

 

公司终端智能处理器IP业务毛利率很高,一直维持在99%左右,云端智能芯片及加速卡业务毛利率为78.23%。而智能计算集群系统的毛利率为58.23%。2017-2019年,公司综合毛利率分别为99.96%、99.90%、68.19%,下降的主要原因是 2019 年业务结构发生改变,高毛利率的产品占比下降。

 

2017年,公司营业收入较低,研发费用为0.3亿元,占营收的381%。2018、2019年研发费用上升较快,分别为2.4亿元、5.43亿元,研发投入营收占比连续3年超过100%,处于行业的较高水平,高额的研发投入有利于公司核心技术和产品竞争力的提升。

 

核心优势:

 

1、中科院系背景

中科院通过中科算源间接持有公司18.24%的股份,是寒武纪第二大股东,也是公司技术研发的长期合作伙伴。当前国内领先企业联想和龙芯都具有中科院背景,公司有望依托中科院进行产品研发升级,未来可期。另外,公司下设7家控股子公司并有3家参股公司,有利于产能的提升和市场及客户的拓展。

 

2、人才团队优势

创始人兼CEO陈天石博士在人工智能和处理器芯片等相关领域从事基础科研工作十余年,主导研发了世界首款深度学习专用处理器原型芯片;重要创立成员陈云霁,曾为国产龙芯研发团队中最年轻的成员,主持研发了国际首个深度学习处理器芯片"寒武纪";首席技术官梁军曾作为主架构师完成了多款高端复杂SoC芯片的架构设计,累计量产芯片超亿颗,是从业近20年的芯片架构专家

 

核心团队成员皆是高学历且都具备多年人工智能芯片领域研发和设计经验,同时在供应链、产品销售等方面也已建立成熟团队,核心骨干均有多年从业经验,核心研发人员实力强劲。目前公司研发人员680名,占总员工的79.25%,硕士及以上的人员占比超过60%。

 

研发成果:

 

寒武纪1A处理器是全球首款商用终端智能处理器IP产品。思元100(MLU100)芯片是中国首款高峰值云端智能芯片,当前已研发出更先进的思元220、思元270以及 Cambricon-1M。此外,公司面向人工智能训练市场还研发了思元290芯片,目前处于回片后的内部测试阶段。思元290采用公司自研的MLUv02指令集,可高效支持分布式、定点化的人工智能训练任务。

 

寒武纪是目前国际上少数几家全面系统掌握了通用型智能芯片及其基础系统软件研发和产品化核心技术的企业之一。公司拥有可对外授权的处理器 IP以及丰富的技术储备,在智能芯片领域和基础系统软件技术领域各掌握了七大技术。此外,公司在传统CMOS和先进 Fin-Fet等全球主流先进工艺节点上都具有优秀的设计能力,技术水平已通过诸多国内外知名企业验证,在行业内具有其独特的竞争优势和广泛的应用场景

寒武纪 AI芯片 云

 

主要核心技术储备有:第四代智能处理器 IP Cambricon 1V(研发阶段)、新一代高性能片上网络技术(研发阶段)、超大尺寸 2.5D 封装设计技术(早期研发阶段)、高性能多智能芯片加速底板(研发阶段)、高性能推理优化技术(研发阶段)、智能计算高层领域专用语言(早期研发阶段)和 5nm 先进工艺物理设计技术(早期研发阶段)。

 

行业趋势:

 

全球人工智能芯片市场规模将在未来几年内快速增长,从2018年的51亿美元增长至2025年的726亿美元,年均复合增长率将达到 46.14%;我国的AI芯片市场也将迎来快速发展,据前瞻产业研究院数据,我国AI芯片市场规模将在2024年达到785亿,并且近几年同比增长率将保持在40%以上,高于全球市场的增速。

寒武纪 AI芯片 云

 

应用方面,物联网的发展带动智能芯片需求的增长,消费电子是人工智能芯片应用的重要领域,智能驾驶带来新的增量。云计算、大数据、5G、IoT 等新兴技术驱动云端智能芯片需求持续增长。

 

国家政策带来机遇。根据2019年9月科技部关于印发《国家新一代人工智能创新发展试验区建设工作指引》,到2023年,将布局建设20个左右试验区。

 

综合来看,寒武纪的市场认可度与生态建设尚处建设初期,但公司的主要产品的性能在与国内外主要竞争对手ARM、英伟达、英特尔以及华为海思的对比中不分上下,部分指标甚至领先对手。未来依托高效的云、边、终端的全面布局,在自身先进软件系统的加持下,公司的AI生态建设将实现逐步完善和拓展,市场影响力也将随之逐步扩大。

发布:xiuyue

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