一文读懂AI芯片龙头【寒武纪】
2020年7月20日（下周一），寒武纪（688256.SH）将于科创板IPO上市，此次寒武纪发行价为64.39元/股，发行后总市值为257.6亿元。此次公司拟募集资金25.8亿元人民币，其中25%用于新一代云端训练芯片及系统项目，21%用于新一代云端推理芯片及系统项目，21%用于新一代边缘端人工智能芯片及系统项目。从2016年成立，到2020年上市，公司仅用时4年，充分享受到国内人工智能产业的政策、资本和发展红利。在公司的发展历程中，经历了绑定华为，再到与华为分道扬镳自立门户的痛苦蝶变，目前已逐渐走出了一条适合中国市场的AI芯片公司发展之路。未来，公司的新产品研发、新客户开拓均是需要持续跟踪的重点；做为分析师，对公司何时能实现从收入爆发到利润转正的成长拐点也充满了期待。
本文将从以下五个方面来对寒武纪进行重点剖析：
1、 寒武纪——国内人工智能芯片龙头厂商
2、 终端智能处理器IP业务——新IP将推动业绩增长
3、 云端智能芯片及加速卡业务——高峰值建立产品护城河
4、 边缘智能芯片及加速卡业务——未来营收新的增长点
5、 智能计算集群系统业务——集成自有芯片加速卡和平台
1、寒武纪——国内人工智能芯片龙头厂商
国内人工智能芯片龙头厂商。寒武纪创立于2016年，专注于人工智能芯片产品的研发与技术创新；2017年完成A轮融资，成为国内知名的AI芯片独角兽企业；2020年7月20日，即将于科创板IPO上市。公司核心骨干在处理器芯片和人工智能领域深耕十余年，带领公司研发了智能处理器指令集与微架构等一系列自主创新关键技术，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。
目前公司的主要产品包括终端智能处理器 IP、云端智能芯片及加速卡、边缘智能芯片及加速卡，以及与上述产品配套的基础系统软件平台。
陈天石为实际控制人，发行后合计控制公司37.53%股份。根据寒武纪招股说明书，本次公开发行前，陈天石持有寒武纪33.19%股权，中科算源持有18.24%股权，艾溪（科技）合伙持股8.51%。本次公开发行后，三者分别持股29.87%、16.41%、7.66%；其中，陈天石是公司第一大股东，并且是艾溪（科技）合伙的执行事务合伙人，合计控制公司37.53%的股份，为公司的实际控制人。陈天石出身于中科院计算所，为AI芯片领域领军人物。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，主持研发了国际上首个深度学习处理器芯片“寒武纪”。本人被Science杂志刊文誉为深度学习处理器研究的“先驱”和“引领者”；被《MIT科技评论》评为全球35位杰出青年创新者（2015年度）。
公司副总经理、首席技术官梁军通过艾溪（科技）合伙间接持股。梁军先生是从业近20年的芯片架构专家，曾就职于华为公司、华为海思，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。本次公开发行后，梁军间接持有寒武纪2.88%股权。
公司员工通过艾溪（科技）合伙和艾加溪科技两大股权激励平台持有公司股份，本次公开发行后，两大员工持股平台共持股9.78%。公司在技术研发、供应链、产品销售等方面均建立了成熟团队，核心研发人员多毕业于著名高校或科研院所，拥有计算机、微电子等相关专业的学历背景，多名骨干成员拥有知名半导体公司工作经历。公司员工中有79.25%为研发人员，有63.64%拥有硕士及以上学位，研发队伍结构合理、技能全面，有力支撑了公司的技术创新和产品研发。
营收实现爆发式增长。2018年，公司营收为1.17亿元，同比增长1392.05%；2019年，实现营收4.44亿元，同比增长279.35%，增长势头强劲。从营收分布来看，贡献主要营收的业务有所变化：2018年，终端智能处理器IP业务的营收贡献超过99%，主要原因系人工智能技术和应用开始普及，采用公司终端智能处理器 IP 的终端设备实现规模化出货，使得公司终端智能处理器 IP 收入大幅增加；2019 年，智能计算集群系统业务的营收贡献为66.72%，云端智能芯片及加速卡业务的营收贡献为17.77%，主要原因系公司拓展了云端智能芯片和加速卡、智能计算集群业务和相应的新客户。
业务结构调整使毛利率下降，费用较高利润承压。2017-2019年，毛利率分别为99.96%、99.90%和68.19%，呈下降趋势，主要原因是业务机构调整，公司的云端智能芯片及加速卡、智能计算集群系统业务逐渐成为营收的主要贡献者，这两项业务的毛利率远低于终端智能处理器IP业务超过99%的毛利率水平。2017-2019年，公司归属于母公司所有者的净亏损分别为3.80亿元、0.41亿元、11.79亿元，净亏损率分别为4884.09%、35.08%、265.63%，主要原因是管理费用和研发费用较高。
持续高研发投入，研发费用率为122.32%。公司期间费用较高，2019年，销售费用率、管理费用率、研发费用率分别为4.28%、237.89%、122.32%，管理费用高是因为公司股份支付金额较高；研发费用高是因为公司加大研发投入力度，不断开发新产品所导致。
营收较集中于大客户。2017-2019年，公司营收来自于前五名客户的比例均超过95%。其中，2017-2018年，公司营收来自第一大客户华为海思的比重均超过97%；2019年，前五大客户贡献营收的比重也超过了95%，营收的14.38%来自于关联方中科曙光（大股东中科算源持股20.63%）。
2、终端智能处理器IP业务——新IP将推动业绩增长
公司终端智能处理器产品主要以IP授权形式应用于智能终端设备中。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，通常作为一个模块集成于终端设备的SoC芯片当中。IP授权的收费模式为“固定+提成”，即一部分为IP授权时收取固定费用（License费用），另一部分为客户使用其IP芯片实现销售按一定金额或者单价比例收取一定的提成费用（Royalty费用）。
公司目前已推出寒武纪1A、寒武纪1H和寒武纪1M三代终端智能处理器，可以覆盖视觉、语音、自然语言处理以及传统机器学习等高度多样化的人工智能处理任务，支持公司自研的CambriconNeuware基础系统软件平台，同时支持各种主流编程框架。
公司推出的高性能、低功耗的深度学习处理器IP可广泛应用于各类智能终端。寒武纪1H/1M采用定制化的低功耗处理器架构，与传统的通用处理器和图形处理器相比，可显著提升深度学习的处理速度和能效，适用于各类低功耗智能终端芯片。
寒武纪1A和寒武纪1H贡献IP授权主要收入，寒武纪1M是公司2020年主推的终端智能处理器IP产品。寒武纪1A和寒武纪1H的主要客户均为华为海思，2018年以来，华为海思选择自主研发人工智能芯片并推出多款产品，两款产品处于生命周期的末尾，对营收的贡献不可持续；第3代IP寒武纪1M是公司2020年主推终端智能处理器IP产品，目前已有多家客户；第4代IP寒武纪1V目前尚处于研发阶段。
3、云端智能芯片及加速卡业务——高峰值建立产品护城河
公司云端智能芯片及加速卡于2019年实现规模化出货，当年实现营收0.79亿元，占比17.77%。公司于2018年推出了中国首款高峰值云端智能芯片思元100，于2019年推出了第二代产品思元270，该系列下一款产品思元290已处于内部样品测试阶段。
云端智能芯片及加速卡是云服务器、数据中心等进行人工智能处理的核心器件，其主要作用是为云计算和数据中心场景下的人工智能应用程序提供高性能、高计算密度、高能效的硬件计算资源，支撑该类场景下复杂度和数据吞吐量高速增长的人工智能处理任务。
公司云端智能芯片主要以实体芯片或加速卡的形式应用于各类云服务器或数据中心中，云端智能芯片及加速卡需与服务器厂商生产的服务器整机产品进行适配，通过服务器厂商、OEM厂商针对其功能和性能的全方位严格认证，才能进入大规模商用阶段。
思元100和思元270可以覆盖视觉、语音、自然语言处理以及传统机器学习等高度多样化的人工智能处理任务，同时支持公司自研的CambriconNeuware基础系统软件平台和各种主流编程框架。与思元100相比，思元270采取全新寒武纪MLUv02架构，理论峰值性能更加突出。思元100和思元270都已实现规模化量产出货。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可高效支持分布式、定点化的人工智能训练任务，公司将在充分和完备的测试后将思元290芯片投入商用。
4、边缘智能芯片及加速卡业务——未来营收新的增长点
边缘计算是近年来兴起的一种新型计算范式，在终端和云端之间的设备上配备适度的计算能力，一方面可有效弥补终端设备计算能力不足的劣势，另一方面可缓解云计算场景下数据安全、隐私保护、带宽与延时等潜在问题。
公司推出边缘智能芯片思元220及相应的M.2加速卡，实现云、边、端全方位的智能芯片布局。思元220可支持边缘计算场景下的智能数据分析与建模、视觉、语音、自然语言处理等多样化的人工智能应用。思元220的推出，标志着公司已经具备了从终端（寒武纪1A/1H/1M处理器IP）、边缘端（思元220芯片）到云端（思元100/270芯片）完整的智能芯片产品线。
5、智能计算集群系统业务——集成自有芯片加速卡和平台
智能计算集群系统与人工智能应用相匹配，发展前景广阔。人工智能技术的发展和大规模应用提高了对人工智能计算能力的要求，智能计算集群系统专注于人工智能领域，通过集成大量智能芯片来提供充裕的智能计算能力，从而在人工智能领域实现较高的性能和能效。用户可以通过芯片厂商提供的定制化的软硬件整体解决方案，以科学地配置和管理集群的软硬件、提升运行效率。
公司智能计算集群系统的核心是公司自研的思元系列智能芯片加速卡、基础系统软件平台，以及智能计算集群管理系统。公司通过将自有云端智能芯片及加速卡产品与产业链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，为整个计算集群提供智能计算能力支撑；以自研的Cambricon Neuware基础系统软件平台为基础，结合客户需求搭建定制化的应用管理平台，提供系统运维、资源调度、应用管理等功能。
Cambricon Neuware打破了不同场景之间的软件开发壁垒，兼具高性能、灵活性和可扩展性的优势。在Cambricon Neuware的支持下，程序员可实现跨云、边、端硬件平台的人工智能应用开发，以“一处开发、处处运行”的模式大幅提升人工智能应用在不同硬件平台的开发效率和部署速度。Cambricon Neuware还可以通过智能芯片虚拟化软件为云计算与数据中心场景提供关键支撑。
公司智能计算集群系统优势明显，市场竞争力较强。公司一般根据客户要求对智能计算集群系统进行定制化开发，最大限度地发挥思元系列芯片及加速卡产品的技术优势和特点，降低了用户开发、部署智能应用的门槛，为智能应用程序的维护、升级提供了有力支持。同时，公司智能计算集群系统具有实时监控系统运行状态、迅速定位系统异常、故障快速恢复等优势，具有较强的市场竞争力。
智能计算集群系统业务收入快速放量。2019年，本业务实现营收2.96亿元，占主营业务收入的比重为66.72%。公司已与多个客户达成了合作。
结语
寒武纪从2008年团队初创伊始，即秉承着“让机器更好地理解和服务人类”的愿景，不断进行研发创新，如今已成为人工智能芯片领域的龙头厂商。公司卡位AI芯片研发的核心赛道，实现了云、边、端全方位布局，核心管理团队出身中科院计算所，技术积淀深厚，通过保持技术的中立身份，与阿里、华为、百度均有良好的合作关系。未来伴随公司业务结构调整，新IP的持续推出，在资本加持下，寒武纪有望充分享受人工智能行业发展的红利，鱼跃龙门海天阔！
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