AI芯片的开发成本相当高，尤其是ASIC架构设计的芯片，流片数量动则千万，包含人力成本，投入可高达2500万美元以上，但目前很多芯片企业的融资金额在1000万美元以下。
文/涂志扬 亿欧智库分析师
目前市场上对于AI芯片没有明确定义，一般认为，AI芯片即为面向人工智能应用的芯片。常见的芯片底层架构有四种：CPU、GPU、FPGA和ASIC。但是CPU是个万能逻辑芯片，不适用于执行AI任务，不论用在训练或是推论的任务，性能表现都太差，因此学界转而使用GPU，也就是英伟达的芯片，英伟达的GPU曾经在计算机视觉领域的盛事——ImageNet竞赛中获胜。
可是GPU也不是AI专用芯片，即便透过并联技术可以加大处理效率，但GPU天生高耗能的特性不利于大量部属或部署在终端设备上。后来陈天石博士团队的“DianNao”系列论文，揭示采用向量矩阵矩阵运算设计，可大幅提升运作效率，也才有后来的Google TPU和寒武纪 MLU，以及现在国内外大量看到的AI芯片。
即便科学家和工程师逐渐突破技术瓶颈，但新创的AI芯片企业经营不易，传统上芯片设计的商业模式有IP设计、芯片设计代工和芯片设计三种。本文将先科普芯片设计的商业模式，再介绍芯片开发成本，最后以融资情况让读者了解芯片企业的经营困境。
AI芯片企业的三种商业模式
IP设计：IP设计相对于芯片设计是在更顶层的产业链位置，以IP核授权收费为主。传统的IP核授权企业是以安谋（arm）为代表，新创的AI芯片企业虽然也会设计出新型IP核，但因授权模式不易以规模效应创造可观收入，新创企业一般不以此作为主要盈利模式。另外还有提供自动化设计（EDA tool）和芯片设计验证工具的cadence和Synopsys，也在积极部署人工智能专用芯片领域。
芯片设计代工：芯片设计代工和制造业的代工一样，提供代工设计服务的企业，并不能在产品上贴上自己的标签，也不能对外宣称该产品为自己设计的芯片。芯原科技已经从事相关服务多年，也和恩智浦（NXP）有合作关系。
芯片设计：大部分的人工智能新创企业是以芯片设计为主，但在这个领域中存在传统强敌，像是英伟达、英特尔、赛灵思（Xilinx）和恩智浦，因此目前少数AI芯片设计企业会进入传统芯片企业的产品领域，像是寒武纪与英伟达竞争服务器芯片市场，地平线与英伟达及恩智浦竞争自动驾驶芯片市场，其余是在物联网场景上布局，像是提供语音识别芯片的云知声，提供人脸识别芯片的中星微，或者是提供边缘计算芯片的耐能科技。
在这其中，选择芯片设计，并将芯片送交晶圆代工厂流片的AI芯片企业，开发成本相当高，虽然可以设定不同的开发目标，来降低成本，像是采用FPGA芯片，减少流片成本。但是选择进行ASIC架构芯片开发的企业，融资金额就成为关键，影响企业的研发能力。
开发成本：AI芯片开发成本居高不下，融资金额为开发关键
对于芯片设计企业来说，从开发到成品的IP核授权、开发软件和制造/封测等费用是无可避免的开发成本。一般而言，ASIC芯片的开发费用相当高，根据IBS的估算数据，按照不同制程，65nm芯片开发费用有2850万美元，5nm芯片开发费用则为54220万美元，差距甚大。
在人工智能应用领域，依据芯片的部署位置和任务需求，会采用不同的制程，在云端会采用7nm制程，像是寒武纪的MLU100芯片；在边缘端和部分移动端设备会采用16nm或10nm制成的芯片。终端设备中比较常采用的是65nm和28nm制成的芯片，端看芯片的集成程度，若做为系统芯片使用，宜采用28nm制成的设计。但以上分类并非严格界定，芯片设计的工艺是取决于客户的需求，像是智慧型手机的系统芯片设计已经采用7nm制程。
根据亿欧智库的调查，目前国内AI芯片的开发费用低于IBS的估算金额。系统芯片的开发费用仅为IBS估算金额的20-50%，协处理器又仅为系统芯片的30-40%。以终端常用的28nm制成的芯片为例，AI系统芯片的开发费用约为2500万美元，AI协处理器开发费用约为800万美元。
融资情况：中国AI芯片融资总金额超30亿美元，但仅有3家企业融资总金额超过2亿美元
根据亿欧智库不完全统计，目前中国的一级投资市场上，以AI芯片设计为主要业务的企业中，有20家参与融资活动。按照投融资阶段分类，有4家企业在A轮之前的阶段（天使轮和Pre-A轮），11家企业在A轮阶段（A和A+轮），3家在B轮阶段，仅有2家在C轮阶段之后。其中，同属B轮的寒武纪和地平线都是独角兽企业，估值分别为25亿美元和30亿美元。此外，Pre-IPO阶段的比特大陆估值在2018年7月时曾高达120亿美元，但现在虚拟货币价格不佳，致使矿机公司获利下降，正从矿机转型为AI芯片企业。
上述在天使轮到Pre-IPO融资阶段的芯片企业中，仅有3家融资总额超过2亿美元以上，分别是比特大陆、寒武纪和地平线；有2家企业融资总额在5000万美元到2亿美元之间，分别是触景无限和ThinkForce（熠知电子）。其余15家企业的融资总金额都在5000万美元以下，甚至有9家企业的融资总金额不超过1000万美元。这些企业融资总金额合计超过30亿美元。
根据前述ASIC芯片开发的成本估算，融资总金额不足5000万美元的芯片企业需谨慎使用资金，避免在下一期融资到账前发生财务危机。即便部分AI芯片设计的费用相对而言比较低，但高达800-2500万美元以上的芯片开发费用，加上长达1-3年的开发周期，AI芯片企业在融资的早期阶段需要投资人的大量资金浥注，才能够撑过没有产品销售的阶段，并且成功踏出第一步。
