美国芯片三巨头(世界芯片龙头股排名前十)

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作者|程倩

编辑|心缘

2021年，AI芯片的战场依然战火纷飞，但国内外翻了两番。

在中国，BAT互联网厂商自主研发的AI芯片已经公布，超40家AI芯片公司今年获得新融资。地平线、黑芝麻智能、随缘科技、富弼科技、昆仑芯、摩尔线程等公司估值均超过百亿元。高额融资、新品发布、量产成果不胜枚举。

相比国内的繁荣，欧美AI芯片的大部分风头都被科技巨头占据。英伟达在云训练市场一枝独秀，英特尔继续称霸推理市场。率先闯入独角兽阵营的，欧美只有6只带AI芯片的独角兽。

AI芯片这个互联网巨头争相布局的硬科技领域，为什么没有在国外市场掀起一大波融资？我们梳理了其核心团队、融资情况、产品发布等信息。

这6家独角兽成立于2016-2017年，分别是来自谷歌和英特尔投资的SambaNova Systems、英国唯一拥有AI芯片的独角兽Cerebras Systems、Graphcore、谷歌TPU初始团队创立的Groq、Jim Keller加入的Tenstorrent以及以色列拥有AI芯片的独角兽Hailo Technologies。

截至2012年12月，AI芯片欧美六家独角兽公司的融资及产品(以上资料整理自公开网络，如有错漏，请沟通指正)

凭借领先的创新技术和落地流程，这六家欧美AI芯片独角兽代表正在向全球科技圈辐射影响力。

一、SambaNova：甲骨文元老、斯坦福教授创立，获谷歌英特尔投资

六家独角兽中，SambaNova Systems估值最高，最新一轮融资遥遥领先。

这家美国AI芯片公司成立于2017年，总部位于美国加州帕洛阿尔托。2019年春天，它发布了第一个Cardinal cloud训练芯片，该芯片在阿贡国家实验室、美国能源部国家核安全局(NNSA)和其他研究机构落地。

值得一提的是，投资SambaNova Systems的投资方不仅包括日本软银、淡马锡等活跃投资机构，还包括谷歌、英特尔等知名科技巨头。

SambaNova Systems的融资情况(以上资料整理自公众网。如有错误或遗漏，请沟通指正)

今年4月，公司获得最新一轮6.76亿美元D轮融资，融资后估值超过50亿美元，跃升为欧美估值最高的AI芯片公司。

SambaNova Systems由曾从事甲骨文工作的Rodrigo Liang、斯坦福大学教授Kunle Oruk和Chris Ré共同创立。

SambaNova Systems的创始人Kunle Oruk(左)、Rodrigo Liang(中)和Chris Ray(右)

其中，Oruk Dunn是斯坦福大学芯片多处理器项目的负责人，Ray是斯坦福大学计算机科学系副教授，麦克阿瑟天才奖获得者。他还在斯坦福大学的统计机器学习小组和人工智能实验室工作。

2021年4月，SambaNova Systems推出了第二代可重构数据流单元Cardinal SN10 RDU，用于云AI芯片，包含400亿个晶体管，采用TSMC的7纳米工艺。它由一系列用于数据存储和交换的可重构节点组成。每个Cardinal芯片有6个控制器用于内存，可以实现153 GB/s的带宽，8个芯片以全配置连接。

SambaNova Systems的第二代云人工智能芯片Cardinal SN10 RDU

SambaNova Systems的AI芯片不会单独出售，而是作为安装在数据中心的解决方案出售。目前，SambaNova Systems的旗舰产品是SambaNova DaaS，这是一个基于订阅的人工智能服务平台，与它的集成软件和硬件系统平台DataScale一起使用。

SambaNova Systems AI服务平台SambaNova DaaS

SambaNova Systems的AI芯片及其客户仍在很大程度上保密。其产品从2020年开始进入美国能源部下属的劳伦斯利弗莫尔国家实验室和阿贡国家实验室。SambaNova Systems主要根据客户需求定制产品，提供一套默认的网络和管理功能，由SambaNova Systems远程管理。

二、Cerebras：打造全球最大芯片，今年解锁“人脑级”AI模型

2019年8月，美国硅谷创业公司Cerebras Systems推出了全球最大的芯片引爆芯片圈。今年4月，该公司推出了第二代WSE-2，可以处理超级计算任务。搭载WSE-2芯片的人工智能超级计算系统CS-2也在同一时间发布。

这家以巨型芯片闻名的独角兽公司成立于2016年，总部位于美国加州洛斯阿尔托斯。今年11月10日，Cerebras Systems宣布获得2.5亿美元F轮融资，总融资额7.5亿美元，投后估值超过40亿美元。

Cerebras Systems的融资情况(以上资料整理自公众网。如有错误或遗漏，请沟通指正)

脑波强化系统由加里·劳特巴赫和安德鲁·费尔德曼共同创建。

值得一提的是，Gary和Andrew曾经共同创立了Seammicro，专注于超高密度计算机服务器业务。这家公司在2012年被AMD以高达3.57亿美元的价格收购。

脑波强化系统公司的创始人安德鲁·费尔德曼(左)和加里·劳特巴赫。

今年4月，Cerebras Systems推出了第二代晶圆级引擎2(WSE-2)，这是为超级计算任务而构建的。它拥有破纪录的2.6万亿个晶体管和85万个人工智能优化核心。它的大小类似于餐盘，采用TSMC的7纳米工艺。

脑波强化器第二代芯片WSE-2

今年8月，Cerebras Systems宣布推出全球首个具有人脑规模的AI解决方案。一台CS-2 AI计算机可以支持超过120万亿个参数的训练。相比之下，人脑大约有100万亿个突触。

此外，Cerebras Systems还实现了192台CS-2 AI计算机的近线性扩展，从而创建了一个多达1.63亿个核心的计算集群。

脑科系统公司的人工智能解决方案与人脑规模的技术结合

目前只有少数客户可以使用Cerebras Systems的AI超级计算机系统CS-2，其客户集中在军事、实验室等领域。脑波强化系统公司的重量级客户包括阿贡国家实验室、劳伦斯·利弗莫尔国家实验室、匹兹堡超级计算中心、爱丁堡大学超级计算中心、葛兰素史克、东京电子设备公司等。

三、Graphcore：英国唯一AI芯片独角兽，与阿里、百度建立合作

作为为数不多的打入中国AI芯片市场的国外独角兽，Graphcore与阿里巴巴、百度建立了合作。公司专门为阿里巴巴的HALO定制了代码，加入了百度的飞桨硬件生态联盟。

这家公司也是英国唯一的AI芯片独角兽。Graphcore成立于2016年，总部位于英国布里斯托尔。2020年7月，Graphcore推出第二代云训练芯片GC200。

最新一轮融资后，Graphcore估值27.7亿美元，成为欧洲市值最高的芯片创业公司。

此前，Graphcore高级副总裁兼中国区总经理陆涛在接受Core-West等媒体采访时曾表示，目前Graphcore面临的唯一巨头挑战就是英伟达。Graphcore和Nvidia的关系不止于此。此前Graphcore创始人奈杰尔·图恩(Nigel Toon)创办的芯片公司Icera在2011年被英伟达收购。

Graphcore的联合创始人奈杰尔·图恩(左)和西蒙·诺尔斯

Graphcore之前经历了六轮融资，最新一轮融资于2020年12月29日宣布，融资金额为2.22亿美元，是六轮融资中金额最高的一轮。Graphcore获得了超过4.5亿美元的融资，还有宝马、博世、戴尔、微软、三星等行业巨头的众多战略投资者。

Graphcore融资情况(以上资料整理自公众网，如有错漏，请沟通指正)

Graphcore的AI芯片是一款智能处理单元(IPU)，采用自主研发的大规模并行同构多核架构，包含1216个独立IPU核。

Graphcore开发的GC200芯片基于7nm工艺，可以连接多达64000个芯片，创建一个庞大的并行处理器，计算能力约为16 exaFLOPS。这样的系统将能够支持拥有数万亿参数的人工智能模型。

基于第二代IPU芯片GC200，Graphcore还构建了大规模系统级产品IPU-M2000和模块化机架级解决方案IPU-POD系统。

Graphcore的IPU-POD系统可以分解人工智能计算和服务器，以优化其解决方案，为不同的人工智能工作负载提供最高的性能。

Graphcore的大型系统级产品IPU-M2000

值得注意的是，Graphcore也开始在中国市场大展拳脚。图恩曾在采访中表示，中国是支持Graphcore AI计算应用增长最快的市场，并正式将其命名为“准无保护技术”。Graphcore将与中国的生态联盟合作，推动新的人工智能应用，并帮助建立行业标准。

在去年5月的Wave Summit 2020深度学习开发者峰会上，Graphcore宣布成为百度飞桨硬件生态圈共建计划的合作伙伴之一，加速机器视觉、自然语言处理等算法模型和硬件的适配和落地。

四、Groq：主攻计算机视觉，前谷歌TPU团队创立

2016年底，谷歌TPU核心团队乔纳森·罗斯悄然离职，与同样来自谷歌的道格拉斯·怀特曼(Douglas Whiteman)在加州创办了一家机器学习系统公司。这家公司是美国独角兽AI芯片创业公司Groq。它成立于2017年，总部位于美国加州山景城。

最新一轮融资后，公司估值已超过10亿美元。

谷歌的TPU团队负责开发用于加速机器学习的定制芯片，曾帮助软件程序AlphaGo击败传奇围棋选手李世石。Groq的创始团队中有八个来自谷歌的TPU核心团队。

Groq创始人乔纳森·罗斯

此前，Groq已经经历了四轮融资。2021年4月，Groq获得了最新一笔融资，金额为3亿美元，由Tiger Global Management和亿万富翁Dan Sundheim投资。该公司前四轮融资总额仅为6230万美元，新一轮融资完成后，其融资总额达到3.623亿美元。

Groq融资情况(以上资料整理自公开网络信息。如有错漏，请沟通指正)

2019年11月，Groq推出了张量流处理器的TSP架构，这是世界上第一个可以在单个芯片上进行每秒1000万亿次运算(1000 TOPS)的芯片架构。它专为计算机视觉、机器学习和其他人工智能相关工作负载的性能要求而设计。

Groq的TSP架构受软件优先的启发，可以实现计算的灵活性和大规模并行。目前已经在x86和非x86系统的客户站点上运行。

同时，Groq推出了首款云推理芯片GroqChip，可以实现16片间互联，230 MB SRAM。可灵活集成到嵌入式应用中，计算能力可达750 TOPS。

GroqChip还使用了TSP架构，这使得它能够在内存中存储更多的模型，并以高计算性能处理数据，这使得它非常适合从大型数据集进行推理。

此外，公司坚持“软件第一”，其编译器可以处理硬件中的控制功能，如执行计划等。Groq的软件还精心安排了所有数据流和所需的时序，以确保计算不会停滞，并且在编译时可以完全预测延迟、性能和功耗。

Groq的产品架构

2020年，美国阿贡实验室的科学家使用GroqChip创建了一个新型冠状病毒病毒的机器学习模型。

第一代芯片发布后，Groq表示正在研发第二代新芯片，但到目前为止，还没有检索到第二代芯片的相关信息。

罗斯说，机器的学习效果是随机的，它们很难正确处理各种复杂的情况。当随机情况发生时，为了实现机器学习的优化，需要完成所有可能的计算，这大大增加了实现的成本。Groq的芯片架构可以为机器学习和AI应用带来客观的性能提升。

五、Tenstorrent：兼顾高算力和可扩展，获芯片大神加盟

传说中的芯片设计大神吉姆·凯勒(Jim Keller)去年6月从英特尔辞职后，今年1月宣布加入加拿大AI芯片初创公司Tenstorrent，担任CTO兼总裁。

吉姆·凯勒(Jim Keller)拥有学士学位，绰号“硅谷游侠”。自1998年从业以来，他在多家大型科技公司工作了20年，包括AMD、苹果、特斯拉、英特尔等顶级公司。这位科技大牛不断创新半导体产业的发展，多次研发出里程碑式的芯片。

2020年6月，这位业界传奇人物离开英特尔，他的去向备受业界关注。但出乎大多数人意料的是，这个答案在今年1月揭晓——吉姆·凯勒选择加入AI芯片公司Tenstorrent。

之所以做出这样的选择，是因为Jim Keller在接受外媒专访时回应道:“目前Tenstorrent在AI芯片的爆发式增长中，更像是一张白纸。我拥有公司大量股份，公司首席执行官Ljubi Sa Bajic也是我的老朋友。无论是基于财务还是对朋友的承诺，我都会选择暂时留在这里。”

Jim Keller(左)和Tenstorrent的创始人Ljubisa Bajic

Tenstorrent成立于2016年，总部位于加拿大多伦多。最新一轮融资后，公司估值达到10亿美元的水平。2020年4月，Tenstorrent推出了其首款AI芯片Grayskull，可以兼顾AI训练和推理任务。

Tenstorrent之前已经经历了四轮融资，最近一轮融资是在2021年5月20日。它完成了超过2亿美元的C轮融资，由私募股权公司富达管理(Fidelity Management)领投。

Tenstorrent融资情况(以上资料整理自公众网，如有错误或遗漏，请与我沟通指正)

2020年4月7日，Tenstorrent发布了旗下首款AI芯片Grayskull。同年年底，Grayskull开始量产，并逐渐开始向早期客户打样。

搭载Tenstorrent定制的Tensix的Grayskull处理器可以提供368顶。每一个Tensix内核都是全C++可编程、多线程、前端功能；具有高面积和功率效率的矩阵计算引擎；强大的SIMD发动机等。

Tenstorrent推出的第一代AI芯片Grayskull

与市场上现有的AI芯片产品相比，Grayskull不仅兼顾了高计算能力和低能耗，还具有高度可扩展的特性，可扩展至10万个节点，支持从小型嵌入式设备到大型数据中心的AI推理和训练任务。

Tenstorrent的研究人员设计了一个完全可编程的架构，可以实现细粒度的条件执行和动态稀疏处理。它可以将一个较大数据集的复杂计算任务分解成几个较小的数据集，由芯片上的每个内核独立处理。

研究人员表示，处理器的新架构方法将通过适应模型的确切输入，并将计算和网络紧密结合，使处理器能够随着AI模型的不断增长而扩展。

2021年6月，外媒SemiAnalysis报道，Tenstorrent正在研发的第二代AI芯片虫洞将更注重训练而非加速，捆绑在一个16×100 G的以太网口交换机中。

吉姆·凯勒(Jim Keller)加入后表示，Tenstorrent的目标是将高性能的AI芯片与一种新方法结合起来，通过使用AI来优化低级软件功能，并通过这种被称为软件2.0的方法来提高效率和计算速度。吉姆·凯勒将提供软件2.0所需的硬件解决方案。

六、Hailo：以色列独角兽，中国资本参投

以色列芯片独角兽Hailo Technologies成立于2017年，总部位于特拉维夫。主要为边缘设备提供数据中心性能。以色列国防军(IDF)以黑科技闻名，是以色列科技界的中坚力量。Hailo Technologies的创始人Orr Danon就来自IDF的精英技术组。

奥尔·达农，海洛科技公司创始人

在今年完成最新一轮融资后，Hailo Technologies的总估值约为10亿美元，已正式晋升为独角兽企业。

此前，中国投资公司上海耀途资本参与了投资。这家投资公司专注于物联网、大数据、云计算和人工智能。

公司已经经历了四轮融资，最新一轮是2021年10月12日，融资金额为1.36亿美元，总融资金额已达2.239亿美元。

海络科技的融资情况(以上信息整理自公众网，如有错漏，请沟通指正)

目前，Hailo已经推出了AI推理芯片Hailo-8和M.2以及Mini PCIe加速模块，分别于2019年5月和2020年10月上市。AI推理芯片Hailo-8已经量产。

2019年5月，Hailo Technologies发布了超性能创新架构AI芯片Hailo-8。该芯片的性能高达26 TOPS，并且具有超小的面积和功耗。芯片尺寸都小于1美分。

Hailo-8，由Hailo Technologies推出的人工智能芯片

Hailo Technologies的Hailo-8深度学习芯片可以在边缘提供数据中心芯片的性能，同时在尺寸、性能和功耗方面击败竞争优势处理器。

2020年10月，Hailo Technologies宣布推出基于Hailo-8芯片的M.2和Mini PCIe高AI加速模块。该公司表示，已与富士康合作，将M.2模块集成到其“BOXiedge”边缘计算平台中。

跨国科技巨头如IBM、英特尔、三星电子、阿里巴巴等。在研发过程中注意到了该公司的技术，其中一些引用了海洛科技的专利。

今年10月，Hailo Technologies表示，正在努力将其芯片构建到OEM厂商和一流汽车公司的产品中，包括高级驾驶辅助系统、机器人、医药、智能城市和家庭。

结语：AI芯片产品各异，创企如何突出重围？

经过四五年的磨砺，这六家欧美AI芯片独角兽的自研芯片产品已经开始落地。可以看出，很多公司的第一批客户都集中在大型实验室，商业化程度还是比较有限的，其中Graphcore在中国市场已经占得先机。

与此同时，系统化成为今年AI芯片行业的一大趋势。AI独角兽基于自研芯片，陆续搭建了从板卡、服务器、软件到集群更完整的系统级解决方案，并公布了更多应用案例，展现其技术实力和商业价值。

相比国内企业，欧美AI芯片创造企业的生存压力往往更大。他们面临着英伟达、英特尔等芯片巨头构筑的深层生态壁垒，缺乏本地化替代等外部环境特定的激励。之前有一些AI芯片创造企业被巨头企业收购，也有一些明星企业破产重组。

作为AI技术的底层驱动，AI芯片行业的发展趋势不可逆转，更多大型半导体公司、互联网巨头、创业公司开始布局这一领域。如何在强大的人群中脱颖而出，将是AI芯片公司的关键考验。