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矿机巨头未来是否会成为AI芯片巨头？
作者 | 包永刚
出品 | 雷锋网产业组
全球区块链第一股嘉楠科技（canaan）上市即将满一周年，回顾其过去一年的表现，股价随着比特币价格波动。
近几个月，比特币价格的上涨让嘉楠科技的阿瓦隆矿机一机难求，订单已经排到明年三月。
相比比特币价格的不确定性，AI芯片未来几年的高速增长十分明确，而增长也伴随着机遇。2018年，众多AI芯片通过PPT比拼性能，嘉楠科技就推出了首款AI芯片，这也是全球最早量产的RISC-V架构商用边缘AI芯片。
2020年，AI芯片落地的关键年，嘉楠科技预计其AI产品将带来1000万的高质量营收，同时预期未来2-3年AI芯片营收将达亿元级别。全球第二大矿机公司嘉楠科技的AI芯片为何能快速落地？矿机巨头未来是否会成为AI芯片巨头？
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用设计矿机芯片的能力设计AI芯片
两条腿走路肯定比一条腿走路更好，可以用于解释嘉楠科技在区块链市场成功之后继续开拓市场的原因，但为什么选择AI？嘉楠科技成立的2013，ASIC（专用集成电路）在比特币挖矿上展现的算力超乎了所有人的想象，凭借着应时推出的阿瓦隆矿机，以及持续迭代，嘉楠科技在对算力和功耗要求苛刻的区块链市场取得成功。
“2016年是我们很重要的里程碑，我们完成了当时最先进的16nm工艺的所有工作，然后就开始寻找下一个能发挥我们芯片设计能力的技术和产品。”嘉楠科技创始人、董事长兼首席执行官张楠赓与雷锋网对话时表示，“最后选择AI主要有两大原因，一是AI算法对重复计算确实有较强的需求，二是我们擅长的ASIC确实有用武之地。”
嘉楠科技创始人、董事长兼首席执行官张楠赓
2016年正值新一轮AI热潮兴起，AI算法快速迭代，传统芯片的算力远远不能满足需求，AI专用芯片能够带来效果的显著提升，引发了AI芯片的创业热潮。已经在芯片领域有所积累的嘉楠科技同样也看到了这个机遇，并选择了边缘AI市场。
云端AI芯片市场利润丰厚但英伟达和英特尔等大公司占有优势地位，边缘市场利润不高但潜力巨大。 为什么擅长设计高性能专用芯片的嘉楠科技会选择边缘AI芯片市场？
张楠赓表示：“云端AI芯片为了达到理想的性能会有一些权衡取舍，属于比较传统的芯片设计领域，这一市场巨头云集，给初创公司的机会不多。端侧还没有一家主导的公司，并且端侧AI与矿机芯片都是对成本、功耗和性能都有极限要求，我们芯片设计的优势在端侧AI芯片上可以很好地发挥出来。”
让人有些意外的是，嘉楠科技2016年启动AI芯片项目时就决定使用RISC-V指令集。 要知道，RISC-V项目2010年在加州大学伯克利分校启动，2014年才正式发布第一版用户手册，2018年开始在国内引发关注，即便现在，也有不少公司还在观望是否使用RISC-V。
“摇摆其实是在浪费时间，我们团队极客比较多，觉得RISC-V比较有希望，就定下来了。”张楠赓如此解释。
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最早量产的RISC-V边缘AI芯片，
教育机器人市场“无人能敌”？
嘉楠没有浪费时间摇摆很重要的原因是仔细分析了其产品定位。 张楠赓说：“我们并非拒绝Arm平台，只是因为很多IoT设备没有屏幕，运行的也不是安卓系统，Arm生态没有那么大优势。RISC-V在IoT市场可以很好的发挥其可定制化优势，进行扩展工作也更容易。”
率先使用RISC-V自然面临更大的挑战。“使用RISC-V虽然省去不少IP授权费，但坑比较多，所以研发周期也会更长一些，我认为整体而言RISC-V并不能节省多少成本。”
张楠赓表示，“比较大的Bug其实还好，有时候遇到芯片已经流片回来，出现随机错误就只能用编译器解决，甚至砍掉一些特性。当然，这对于任何一款复杂的芯片或系统都难以避免。”
回过头再看当年的选择，张楠赓表示选择RISC-V非常合适，现在已经把RISC-V用起来了，接下来就是往定制化的方向发展。
嘉楠把RISC-V用起来的首款产品正是2018年发布的勘智K210，这款AI芯片功耗小于0.3W，典型应用场景功耗小于1W，AI算力为1TOPS。对比新推出的AI芯片，1TOPS的AI算力确实不高，但这与其产品定位和推出的时间有密切关系。
“定义勘智K210时，大家对AI模型还没有太深刻的概念，我们投片的时候还没有MobileNetV2和YOLOv3算法，所以提的要求很简单，就是1TOPS的AI算力。”张楠赓进一步表示，“AI加速器也是我们自己研发，相比同期的AI加速器，嘉楠的加速器灵活性相对较高。”
随着AI技术的演进，边缘端也有对AI算力有更高要求的应用场景。 张楠赓透露，嘉楠的下一代AI加速器采用的是可伸缩架构，可以达到更高算力。同时，通用性也进一步增强，原则上使用TensorFlow的模型不需要重新编译或训练。
目前，嘉楠的首款AI芯片产品已经取得了不错的成绩。雷锋网了解到，基于勘智K210，嘉楠开发了包括智能无感门禁、智能考勤机和智能抄表等多条产品线，实现在企业园区设备智能化、民/商用表计智能化。在AIoT应用的最大场景智慧城市中，嘉楠和海淀城市大脑、杭州市江干区建立了合作。
特别值得一提的是，嘉楠拿下了教育机器人市场的多家头部客户，比如，嘉楠与优必选在AI STEAM教育领域合作的uKit2.0智能车项目已经进入到试产阶段，有些无人能敌的意味。
张楠赓说：“教育市场我们的很多客户都非常知名，他们评估了很久，但最终选择了我们。原因除了端侧AI芯片只有很少的产品，我们的产品已经推出有一段时间，对于模型的支持更好，开发教育类课程更容易。另外，3美元左右的价格也有极大的吸引力。”
凭借初代AI芯片产品的规模部署，嘉楠预计2020年将实现1000万的高质量AI营收。对于这个预期，张楠赓表示：“对于今年1000万的AI营收预期我还是挺有信心的，并且这是一个比较高质量的营收，因为我们不做系统集成，这个营收是很纯粹的芯片和模块，加上少量的算法营收。”
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未来3-5年嘉楠AI营收预计达亿元级别
千万级的营收对于嘉楠这样市值超5亿美元的公司而言不多，但放在处于早期的AI边缘芯片市场来说是个不错的成绩。
“一款芯片一般需要1-2年的市场培育期才能快速上量，AI芯片的培育期更长。特别是我们的芯片CPU使用的是RISC-V，需要一些上手时间，另外懂AI的人非常少，边缘AI芯片离爆发还有点距离。”张楠赓指出。
可以看到，嘉楠在生态的建设上也已有所成绩。今年4月，勘智K210获得了主流嵌入式操作系统Linux内核的支持。同时，系统级语言RUST也能够支持。
另外，嘉楠与国内最大的算法平台百度飞桨建立合作，研发定制边缘侧AI开发板PaddlePi-K210，能为开发者提供一站式的开发体验。勘智K210还获得了阿里的关注，是TinyML方向的探索性学习平台。
嘉楠科技AI芯片生态合作伙伴
芯片公司的竞争力归结到底其实是生态的优势，芯片本身的可替代性很强，但要同时替换硬件和软件的难度就大很多。 与不少成功的芯片公司构建了封闭的生态不同，嘉楠在建立生态时强调开放。张楠赓解释说：“我们做区块链就是一个开源文化，RISC-V也是开源，我现在正在主导把勘智K210更多底层的东西也开源，下一代产品一开始我们就会更注意开源。”
嘉楠的开放还体现在其产品中，他们的AI芯片发布之后就很容易买到相应的模块、开发板。当然，这离不开嘉楠积累的芯片产业链的经验。硬件从技术到销售的开放，软件从文档到系统的开源，让嘉楠一步步做大生态。
张楠赓预计，基于其现在客户数和销量的快速增长趋势，未来3-5年，嘉楠的AI营收将会增加一个数量级，也就是达到亿元的级别。
市场咨询公司ABI Research的数据也显示，预计到2025年，边缘AI芯片市场收入将达到122亿美元，云端AI芯片收入将达到119亿美元，边缘AI芯片市场规模将首次超过云端AI芯片。
嘉楠的亿元AI营收将来自替代和增量市场。所谓的替代市场，就是将现有的芯片进行智能化升级和替代，比如让门锁、监控摄像头更加智能。增量市场就是一些新应用，比如自拍云台的人脸追踪，通过更低的成本和更高性能实现一些以前难以实现的全新功能。
据悉，嘉楠的AI产品线将会根据性能分为两个系列，并且保持两年一代的迭代速度，探索包括智慧零售、ADAS辅助驾驶和智慧金融等更多应用领域。
对于5G+AI将会给AI市场带来的改变，张楠赓认为这是一个很大的变量，最终会走向何方还难以预测。
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区块链和AI营收绝对值要保持增长
嘉楠凭借阿瓦隆系列矿机被业界关注，设计矿机ASIC芯片的经验积累，让嘉楠可以在AI浪潮来临的时候更早推出AI芯片。嘉楠在芯片供应链的经验以及开放的心态，帮助他们的AI芯片更快落地并产生营收，教育机器人市场成为其落地的代表性场景。
另外，边缘AI芯片市场不是一个利润丰厚的市场，但这个市场的空间足够大，能够更早意识到芯片需要考虑软件实现，也有助于嘉楠更好地拓展更多市场。
至于嘉楠未来AI营收是否会超过区块链，张楠赓的态度是两个业务在公司内部并非竞争关系，只是希望公司收入的绝对值要保持增长。
