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阿里芯片投资逻辑:无关热点 只关利益

阿里认为,这可能是一个能够实现“弯道超车”的机会。超车的两个轮子,一个是物联网场景下的嵌入式芯片(中天微)、另一个是人工智能芯片(FPGA等)。而超车的燃料,就是阿里巴巴庞大的数据。

图片来源:网络

阿里巴巴最近与芯片行业关系密切。

这家电商起家的巨头公司最近全资收购了杭州中天微系统有限公司,据称这是中国大陆唯一的自主嵌入式CPU IP Core公司。阿里巴巴之前在芯片领域的投资也逐渐浮出水面,曾投资寒武纪、Barefoot Networks、深鉴、耐能(Kneron)、翱捷科技(ASR)等芯片企业。

4月25日,马云首次在日本早稻田大学演讲时首次发表了对芯片投资的看法,他这样阐述阿里的芯片投资意图:

“芯片行业正在发生变革,我们需要廉价的芯片、有效的芯片和普惠性的芯片,可以被运用到任何领域。阿里巴巴的芯片并不是为了竞争,它是普惠性的。”

阿里巴巴在这个时间点爆出投资芯片公司,到底是“蹭热点”、还是业务需要?

基于物联网布局

在4月26日的南京云栖大会上,阿里云副总裁李津反复强调了云服务“自主可控”的重要性。

阿里云副总裁在2018年南京云栖大会上。

这里的“自主可控”是指云服务产品从底层开始,完全自研的能力。接着,李津解释了阿里云的产品线,自主研发历程如下:

  • 2009年,云操作系统飞天;
  • 2010年,端操作系统Ali OS;
  • 2010年,数据库OceanBase;
  • 2014年,互联网中间件Aliware;
  • 2014年,物联网平台Link;
  • 2016年,AI ET大脑;
  • 2016年,神龙服务器;
  • 2017年,NPU芯片(Neural Network Process Unit),嵌入式神经网络处理器。

目前,中国云计算呈现出两种发展路径:一种是从底层操作系统开始自主研发,比如阿里云的飞天;一种是基于OpenStack等第三方软件搭建。但最近的中美争端向所有企业敲响警钟,扼住企业长远发展的正是底层技术是否自主可控。

从这个逻辑上看,阿里云做自主研发芯片已经云业务发展的必要了。而在资源可控、技术可控、核心能力可控的问题上,芯片是最底层的事情。

4月10日,阿里曾在杭州举办过一场千人规模的全球家电新品趋势发布会,包括海尔、美的、海信、博世、西门子等品牌都有参与。

在新零售大布局的压力下,天猫明显地在往家电3C供应链上游渗透。据天猫消费电子事业部大家电总经理虞杲介绍,2017年品牌发布的天猫定制货品占比全年新品超55%。仅在会场上展出的就有50多家一线品牌近120款产品。IoT(物联网)将成天猫家电的主要发展方向。

会上构想的一种场景是:天猫定制款奥克斯空调将能根据人体体温,将温度自动调节至最适宜状态;按一下手机,植入阿里云芯片的老板智能油烟机,就可以通过App远程遥控,随时给厨房通风换气。

所谓“天猫定制款”的核心就是在出厂前就装载进家电设备中的嵌入式芯片(NPU)。出厂后的商品就能自动与天猫精灵、或者阿里小智对接。

阿里小智只是家电领域的人工智能助手。从最近天猫精灵与车企、智能家居产品对接的情况看,天猫精灵将更多承担起阿里巴巴智能家居入口的角色。

“对阿里来讲,今天做芯片一点也不奇怪。因为如果我们不做,就会碰到很多问题。”阿里巴巴CTO张建锋认为,“阿里的业务现在不只是商业模式,还有一些基础设施的问题需要解决,服务器、芯片、和其他设备的采购量都占了很大比例。”

更多的芯片需求在阿里云的“城市大脑”和“智慧城市”项目上,这属于芯片智能化的需求。要实现真正意义上的万物互联,就需要大量的物联网芯片,包括水表、电表、停车位、摄像头等。虽然现在的摄像头里也有芯片,但它并不具备真正的可联网和可调度能力,如果要做真正的智慧城市,都需要重新安装智能化的芯片。

以界面新闻走访的协鑫光伏为例,这是一家上市公司,集团下有三家子公司。集团从上到下,目前正在全力推进阿里云的“工业大脑”项目。现在它的两个车间、六条生产线已经装上了阿里云ET工业大脑,其中还有一个“熄灯工厂”,希望针对组件生产的特性实现“大数据平台+算法+应用”的闭环生产。

协鑫光伏的生产示意图。

光伏组件制造涉及8大主材,包括电池片、玻璃、焊带、EVA等,每一种材料又有不同的供货商、不同的物料特点,产出产品档位分布不一。

这些材料如何搭配才能尽可能多地生产出客户所要求的产品,也就是提高订单命中率呢?整个行业都在思考这个问题。真正的定制化生产,就要求每套仪器设备、每组流程全部数字化,全部上云,然后在此基础上通过云计算的算力和方案,来反馈生产状态。这就是阿里云“工业大脑”的原理。

张家港市协鑫集成总经理金健告诉界面新闻记者,“工业大脑在几秒内就可以得到多种配料方案,还能知道每种方案产出组件的功率档位、功率平均值。但同时对生产水平的要求也越来越高。”

在实验的“熄灯车间里,整个设备成本占到20%,但产线上的操作工人却减少了76%,良品率也能提升80%以上。

全部自动化计算、全部上云,其基础是,每项制造设备都需要装载工业用的嵌入式芯片。金健称,如果将阿里云的后台算力调度系统比喻为“工业大脑”,那每台设别上的嵌入式芯片就可以称作“小脑”。

投资从四年前开始

在芯片产业,阿里巴巴已经与中天微合作许久。中天微总部位于杭州,是一家致力于32位、高性能低功耗为核心业务的集成电路设计公司,也做一些芯片架构的授权业务。四年前阿里投资参股中天微、2016年又追投,在全资收购前已经占股35%。

中天微副总经理李春强分管软件研发与技术业务,他在接受媒体采访时表示,中天微从2001年成立到现在,其产品的应用非常多:数字电视机顶盒、智慧城市里面的物联网、打印机里的主控芯片、银行卡上的芯片等等。所以累计起来有7亿多颗的出货量、仅去年一年就有1亿多的量。

物联网架构示意图。图片来源:GSMA大中华区移动物联网案例分析报告

李春强详细解释了所谓“自主研发”的关键点:芯片上最关键的是拥有专利的指令集。PC时代英特尔的X86占据主导,现在有超过95%的智能手机和平板上用的是ARM架构。所有的生态和都是基于这个架构来的。

但是在物联网嵌入式系统里,尚未有占据垄断地位的架构系统出现;人工智能新芯片的研发也依然处于早期阶段。中天微自主研发的就是指令集,拥有完全的自主知识产权。这也是阿里巴巴全资收购最看重的点。

“整个芯片行业产业链很长。和上面的软件算法、神经网络算法紧密结合在一起,这个是我们阿里巴巴特别有优势的地方。神经网络现在的阶段来看主要是用GPU和CPU加速,里面非常多的特性,包括神经网络的乘加运算,都是我们的发力点。” 阿里巴巴基础架构事业群总监徐凌杰说。

在网络芯片和手机端芯片上,阿里不仅投资了ASR,2017年还与ASR在深圳成立了专门做IOT芯片方面的公司,都属于积极布局的一部分。

如下图所示,界面新闻记者盘点了阿里巴巴投资过的主要芯片公司:

阿里巴巴投资的芯片公司。图片来源:界面新闻根据公开资料整理

可以看出,这一批芯片厂商一般成立于2015年以后,基本是在“物联网”概念热起来以后。除了北京中科院孵化出的寒武纪有智能手机芯片的研发经验外,其他几家基本都是基于物联网设备、或者智能制造设备芯片提供商。

从上表中可以看到,除了深鉴以外,阿里对这几家公司的投资基本在2017年下半,那正是阿里巴巴大规模开始做“工业大脑”、“城市大脑”等项目以后。与之对标的一个时间节点是,2017年9月,阿里云对外宣布,已在GPU方案之外,为其人工智能系统储备了英特尔和赛灵思等芯片厂商FPGA产品。

FPGA全称Field-Programmable Gate Array,被称为“万能芯片”。开发周期短、效率高,同时低延时、低功耗,像一张可反复擦写的白纸。这种芯片在当时受到英特尔等厂商的大力支持。但正是由于其灵活性决定了其计算能力较弱。

当时的背景是,人工智能大热。英伟达凭借其GPU产品收获了大量市场和口碑。在两年时间内,英伟达的股价股价在涨了近8倍,二季度营收同比增长56%,公司市值超千亿美元大关。

图片来源:财新

英伟达GPU芯片的成功带火了整个人工智能芯片市场。根据财新提供的数据,据市场调研机构Tractica测算,从2016年到2025年,深度学习芯片的出货量将从86.3万上升至4120万片。在这个阶段,芯片厂商的相关营收将从5.13亿美元上升到122亿美元,复合年增长率为42.2%。

GPU其实只是显卡,最初受众狭窄,专注给PC提供视觉特效,帮他们和游戏机竞争。但这种需求恰好使GPU适合深度学习的训练和推理。

在当时的情况下,各家芯片厂商都建立起了自己的人工智能芯片研发和布局。因特尔收购美国创业公司Nervana Systems,支持FPGA产品研发;2016年底,AMD发布了三款针对深度学习的处理器加速解决方案;谷歌也发布了专门针对学习优化处理的TPU,即后来的AlphaGo计算硬件核心。

在这场智能化芯片的争夺战中,阿里应该也意识到了危机。阿里巴巴CTO张建锋之前在接受媒体采访时,曾表达过他对芯片发展的看法:“最早大家发现CPU效率很低,慢慢换成GPU;觉得GPU不太灵活,慢慢过渡到FPGA;等FPGA到一定规模后,最终会做专用芯片。肯定是这样一条道路。”

这种思路映射到阿里投资上,就是既有与英特尔和赛灵思等芯片厂商FPGA产品、投资深鉴的FPGA产线;也有Barefoot Networks这样的SDN芯片公司。

张建锋接受采访时表达了他对芯片产业的乐观态度,“不用考虑以前的情况怎么样,今天在这个时代,是一个新的机会,云全部上来了,企业自己的采购量足够规模化了,我对这个系统有足够的控制力,设计出的芯片会非常强调高效。”

他甚至认为,这可能是一个能够实现“弯道超车”的机会。超车的两个轮子,一个是物联网场景下的嵌入式芯片(中天微)、另一个就是人工智能相关的芯片(FPGA等)。而超车的燃料,就是阿里巴巴庞大的数据。

提速、降费

芯片产业链条长、功耗深。在其他行业里,比如家居服装,互联网公司很容易就颠覆了。但芯片产业的投资周期是5-10年,研发周期也很长,且在达到规模效应前,芯片的毛利很低。

朱啸虎在投中年会上表示,“芯片投入回报不成比例,曾投过好几个血本无归”;火山石资本管理合伙人章苏阳认为,现在FPGA也是很低端水平,进入芯片的利润和卖肥皂差不多。

这些问题对于阿里巴巴来说同样存在。

阿里云副总裁李津在云栖大会后接受媒体采访时表示,“今天做一件事情,并不是把生态里所有的事情都自己做的。过去是某一个单一类型的芯片,现在阿里是在围绕更多可能做事情,芯片产业也将诞生新的业态、形式。”

芯片分为网络、存储、计算等不同功能。这是由不同厂商生产、再拼装到一起的。如果想去改变,绕不开每个芯片在每一个节点上的处理能力。配适的不同的网络环境、存储环境、计算环境。

李津希望,阿里巴巴解决的是一个软硬件共振的问题,进而达到一个最优解。

“物联网的这些人做物联网的,做服务器的人做服务器的,储存的人做储存的,内存的人做内存,从来没有一个人站在一个角度上说,我要把软硬件的共振做到最优,从来没有。”阿里巴巴希望能够做一个统一的思考、搭建一个框架。

阿里巴巴现在要解决的最重要的问题是,在场景化的基础上,降低成本、提高研发速度。

阿里一直给自己定位是“基础设施提供商”,比如做“城市大脑”项目,都是从最底层、端到端的创新。在谈及为什么想做芯片时,张建锋明确表示,“通过规模效应把计算成本降下来。”这也是云基础设施的主要战略。

在上个季度的财报中,阿里云虽然整体保持了104%的营收增幅,2017年第四季度营收达到35.99亿人民币,但净利润亏损也在加剧:实际亏损达到7.94亿人民币,这也是2015年第二季度以来的峰值。

2017年第四季度阿里云财报

阿里云计算业务在净利润方面比上一个季度多亏损了6.32亿美元,而营收方面却只增加了5.99亿美元。这也反映出了国内云计算市场的激烈竞争,阿里云在残酷的价格战直接将盈利空间压缩到最小。

在探索产业链协作上,阿里云希望通过产业链条的方式来提高研发速度。

“我们希望芯片产业更加繁荣,推动产业变化。但如果连know-how都没有,很难给大家讲清楚要做什么事情。在芯片领域我们做了一些投资,但更多是想介入一些早期的设计、研发。”阿里云副总裁李津说。

中天微李春强表示,因为物联网芯片并不是通用性芯片、而是到具体的应用场景里去做事。阿里巴巴在这个场景下有丰富的积累、靠商业模式去推动。

阿里巴巴已经变成一家基础设施公司。有大量的商业数据、产业也越来越重,底层有阿里云的基础架构、有蚂蚁金服、支付宝为核心的金融集团,以及菜鸟网络物流板块,还有大量的收并购交易,都在让阿里帝国越来越庞大。

做不做基础设施,只是不同业务的选择而已,和是不是互联网形态没有关系。而布局芯片,和那些高举高打的口号无关,只是为了补齐阿里巴巴的一个业务。

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