中科驭数:在DPU赛道“啃硬骨头”

沈怡然2022-10-01 08:39

经济观察报 记者 沈怡然 眼前的这位中年人讲话温和,衬衫西裤的着装,也难掩一种学术气质。他叫鄢贵海,中科驭数公司的创始人兼CEO。他的职业身份是一名科研院所的博士生导师,在2018年成立了这家国产芯片公司。

中科驭数在近一年多共完成了三轮融资。一年中,公司的接待室总是不够用,来拜访的包括投资人、媒体、相关部委人士等。长年工作于科研院所,让鄢贵海有一种沉默而谨慎的特质,他此前不习惯随便表达自己的看法,如今也在学习和投资人、客户沟通。

根据清科研究中心数据,2022年上半年国内有投资案例数4167起,同比下降31.9%,其中有881起围绕半导体及电子设备。机构避险情绪强烈,蜂拥至半导体赛道寻找确定性。

半导体的赛道也在分化,2022年来,偏消费、偏低端芯片的泡沫开始挤出:消费半导体的老股回调、新股破发、企业融资不顺,相关的BP也很少出现。在一些投资人看来,“低垂的果实已经摘完了”,大家正将目光转向半导体中技术更富更杂、周期更长、壁垒更高的领域。

DPU技术正有这一特点:烧钱多、周期长,产品面向政企,很难快速上量,但是技术壁垒高、客户黏性强。同时,鄢贵海表示,DPU是全球新近发展起来的一项新技术,不像很多成熟芯片已经形成了“西强东弱”的格局,在DPU上中国和西方国家没有代际差。

简单来说,DPU是全球新近发展起来的一种专用处理器。计算机中主流的算力芯片包括CPU和GPU,DPU可以帮助CPU分担一些网络、存储、计算和安全等任务的负载。随着摩尔定律逼近极限,CPU性能增长乏力,而数据和算力却呈现爆发式增长,这使得原本的主力处理器芯片负载过重,DPU就是为了解决这一矛盾而诞生的。

中科驭数的产品处在从小批量到规模化应用的阶段,已经有了第一批客户。在鄢贵海看来,当下的任务是,保持产品迭代以适应用户需求。同时,推动产品从小批量到规模化落地,再要考虑如何去复制同类客户。

“但是,DPU产业化的挑战很大,这包括一些供应链紧张、人才不足的共性难题,还有需求碎片化、大量兼容适配的特殊挑战,公司目前单颗DPU成本较高,我们正想办法降低成本,让边际效益快速提升。”鄢贵海说。

芯片里的硬骨头

“下一步,去啃硬骨头!”

这是半导体投资人在公开场合常说的一句话。一个现实的原因是,过去两年半导体太火热,一些偏同质化、偏低端的芯片已经不在政策和资本的热衷范围。

一些技术相对简单的芯片已经完成了初步的国产替代。根据华兴资本研究,模拟芯片的国产替代率有25%,功率半导体有30%,CIS有30%,其中一些中低端品类已经完成国产替代。

这些芯片往往相对独立,不需要兼容适配,下游面向手机、智能手表、蓝牙耳机等消费电子,对可靠性要求并不极致,起量还很快,抓住一款爆品可以快速爆发,公司1年内量产、3年内上市。

这种浅层替代的空间已经不大,国产替代正进入深水区。

相比之下,中科驭数的DPU不是一个“赚快钱”的项目。DPU是一个相对细分的领域,人才稀缺,有着较高的技术复杂度,需要用28nm工艺生产。它的直接效果是给CPU“减负”,用在一些超低时延和超大吞吐的应用上,比如金融计算、高性能计算、数据中心、自动驾驶场景。

通俗来说,如果把一台计算机或服务器比作一个团队,在这些场景中,通常CPU是“大管家”的角色,负责思考并处理各种业务;GPU是“美工”,专攻图像处理;DPU则相当于“前台”,负责打包、拆包“数据包”,提升整个团队的工作效率。这样的定位意味着DPU需要和CPU以及诸多软件产品兼容适配。

鄢贵海曾联合科研单位编撰了《专用处理器(DPU)技术白皮书》,其中写道,因为摩尔定律放缓使得通用CPU的性能增长边际成本迅速上升,数据表明现在CPU的性能年化增长 (面积归一化之后)仅有 3%左右,但计算需求却是爆发性增长,尤其在全球云计算、数据中心、智算中心等基础设施快速扩容的背景下。

可以说,DPU属于数据中心的“大芯片”,需要较大的投入,可是市场规模却不如CPU。ICInsights数据显示,截至2021年,全球DPU市场空间有50.7亿美元,计算机CPU市场规模约350亿美元。

一款蓝牙耳机芯片项目可做到5年内上科创板,而中科驭数五年来还是一家早期企业,只完成了小批量生产,后续面临更艰巨的产业化任务。这在大部分投资人眼中都是一块“硬骨头”。

产品的采购方是云计算厂商以及金融、电信等客户,合作周期长,鄢贵海称,这里没有一个方向的客户是能在三个月内搞定的,而一旦形成客户关系,彼此黏性会很高。而且中国在数据中心这个领域,无论是市场规模还是增速,特别是用户数量,相较于国外都有巨大的优势。

一个令人兴奋的点是,它在全球是一项早期技术。鄢贵海的研究背景是专用计算机体系结构,他对记者表示,早在2013年,国际上已经有DPU的研究雏形,2016年海外有创业公司试水。2016年,鄢贵海在做博士生导师期间,提出过一种创新的DPU的研究方向,也是国内最先一个提出的,和国际厂商的时间几乎同步。

英伟达收购Mellanox后,在2020年推出其 BlueField系列DPU,英特尔在 2021年发布了IPU产品(算作英特尔定义的DPU),海外的谷歌、亚马逊云也在做相关的研发。

鄢贵海对记者表示,与存储器、CPU这种成熟产品不同,这些芯片已经被标准化,市场已经形成了西强东弱的格局,国际大厂拥有技术的、成本的优势,并善于利用产品的周期性调整价格,以驱逐追赶者。国产的道路是后发追赶式的,面临的竞争非常残酷。

DPU未来也会走向标准化。鄢贵海说:“我们感受到的竞争氛围更宽松,而且创新的空间更大,比如我们正在研究如何将端到端的延迟从20微秒降低到2微秒,对于很多技术点,各家都有不同的实现方法,但若这项技术在国际上已经相对成熟,那国产几乎没有空间去创新了,最紧要的任务就是赶上国际的水平,做出一个自主可控的方案。”

DPU的挑战和“中国方案”

近一年,中科驭数连续完成三轮融资。一些老股东灵均投资、光环资本、泉宗资本连续三轮追投,第三轮融资由金融街资本领投,建设银行旗下建信股权跟投。

鄢贵海对记者表示,公司目前处于起步阶段,直到2021年才算产品小规模落地,做了一些示范应用。

中科驭数的产品处在部分行业的规模化应用阶段。第一批客户以国内金融企业为主。公司提供DPU一代产品K1,为高带宽、低延迟、数据密集的计算场景提供计算引擎。2021年,第二代产品K2又拓展到数据中心。产品进度上,第二代DPU芯片K2今年初投片,预计于近期回片。第三代DPU芯片研发迭代已经接近尾声。

中科驭数现阶段的主要任务是将DPU产业化,但不得不面临一些外部干扰。芯片是全球合作的产物,但是地缘政治给半导体形成了一股逆全球化的趋势,供应链的分裂、疫情的隔离、企业过度备货等因素叠加,造成了一轮巨大的芯片短缺。

鄢贵海称,当前一代DPU芯片需要28nm工艺,这种工艺的产能仍然紧俏。当前半导体产业受到诸多外部因素的影响。在外力干扰下,中小企业很容易因拿不到产能而拖延速度,进度已经不由自己掌控。

相比之下,国际上的对手主要是英伟达、英特尔等大厂,它们的DPU部门作为业务的一个分支,有大量的产能、人力资源支持,团队只需要做好研发。而本土的DPU是由初创企业从零到一做起来的,一个团队要同时完成委托代工、芯片兼容性、工程化、售后服务等。鄢贵海表示,这并不是一个特殊现象,本土供应链尚未完善,对芯片企业的工业支撑是不足的。公司加大融资的原因也在于此。

另一方面,由于DPU的特性,中科驭数在产业化上还面临一些特殊挑战。鄢贵海称,DPU需要高度兼容性,一款产品要完成大量跨平台“适配”工作,尤其各类服务器和操作系统,这也非常考验团队的生态建设能力。他粗略统计软件团队有1/4的工程师正在做相关工作。

鄢贵海表示,国产企业海光、飞腾也都是中科驭数的合作伙伴。在全球格局尚未形成之前,国产DPU需要利用国内的资源禀赋和更多国产芯片达成生态协同,并服务于本土的信息基础设施,在全球角逐一项新技术的关键窗口期,探索出一种“中国方案”。

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大科创新闻部记者
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