新春伊始，進入2022年已經2個月，回望過去一年，疫情在一定程度上激發了人們對人工智能和芯片產品的需求，線上辦公、視頻會議、AR、VR等技術和產品需求的增加，使AI芯片的需求隨之上漲，這種趨勢在2022年將得以持續。
因此，在經濟下行的大環境中，AI芯片依然“明”潮洶涌：蘋果、谷歌、特斯拉等國際巨頭推陳出新，國內大廠紛紛將AI芯片業務拆分獨立，數十家AI芯片初創企業高歌猛進。
成立于2019年的愛芯元智（曾用名：愛芯科技）半導體（上海）有限公司是國內人工智能芯片領域眾多創新企業中，一個特別的存在—— 特別之處可以概況為三點：技術原創性強、產品量產速度快、商用落地場景豐富。
正如該公司創始人兼CEO 仇肖莘博士所說，自2019年5月成立至今，公司已經專注研發了兩代AI視覺處理芯片——AX630A和AX620A。其中，AX630A 于2020年推出的，目前已經達到量產狀態，而且在客戶端已經正式出貨；AX620A則于2021年7月成功點亮，現在也已經在智慧城市等領域實現了商用落地。仇博士進一步指出，經歷了近三年的發展之后，愛芯元智已經在上海、北京、深圳、杭州、東京等7地設立了辦公室，全球員工人數也突破了300人。
原創技術——兩大核心優勢
目前，愛芯元智的主打方向為感知和計算，基于這兩大關鍵點，AI視覺處理芯片和端側的基礎算力平臺得以衍生而出——在平臺的支持下，愛芯元智能夠為智慧城市、智能社區、智能駕駛、智能家居、智能穿戴等多個領域提供賦能。而混合精度NPU和AI ISP，作為愛芯兩大核心技術優勢，則定義了其產品的技術原創性和先進性，為不斷迭代新標桿和擴充產品矩陣夯實基礎。
與業內常見的搭載外部NPU的形式不同，愛芯元智對應用、算法和硬件的深度結合極為重視，根據深度神經網絡特性，自研業內領先的混合精度NPU，靈活運用低比特混合精度算法，有效提高芯片效能功耗比，大幅提升傳統ISP中多個關鍵模塊的畫質，減少對DDR的需求，同時讓NPU的性能提高到50%以上。
“正因為有了這樣的NPU，我們的編譯器在編譯的時候，能夠根據網絡的需求，調整讀取的位數，從而實現降低運算和減少數據搬運的目的，讓芯片的有效算力獲得明顯的提升。”仇肖莘同時還強調：“愛芯元智是業內首家研發和應用混合精度NPU，且落地產品的企業。我們遵循了芯片和算法協同設計的理念，基于公司對算法的了解對NPU的架構進行定義，通過軟件和硬件的聯合優化和迭代，對整個硬件設計起到一個非常好的指導性作用。”
至于AI ISP，則是將傳統ISP pipeline中包括高動態、3D降噪、21TM和demosaic在內的重要的模塊進行AI化處理。正是因為有了這個轉變，愛芯元智的AI ISP性能相較于傳統ISP，提升了一個數量級。
仇肖莘指出，在傳統的圖像處理流程中，信號通過傳感器信進入，一路只能使用傳統算法進行，偶有使用NPU處理的也是整幀數據進行處理，不僅增大的延遲也加大了系統的負載，但愛芯元智的做法不同。“我們發明了新的基于AI的HDR和3D降噪，把原本輸入上述模塊的信號通過ISP的數據流形式直接拉到NPU，在NPU上跑HDR和3D降噪的AI模型。在跑完了這些處理，并做了降噪和高動態處理后，再把信號以數據流的形式轉回到ISP pipeline繼續進行處理，和傳統的ISP模塊的延遲系統消耗一致。到下一個有需要的模塊，再重復上述流程。”
2021年年底，愛芯元智在深圳搭建了一個沉浸式黑光體驗中心，為現場所有參觀者帶來了其領先的視覺體驗。如下圖所示，愛芯元智的解決方案在暗光下表現優越。
愛芯元智AI ISP低照度效果
對比組低照度效果
基于自有ISP與NPU的聯合架構設計，愛芯元智的技術產品可以大幅提升傳統ISP中多個關鍵模塊的性能，打造出世界先進水平的優秀畫質“樣板間”，從而為客戶拓展圖形圖像類業務提供基礎設施。使畫質得到增強，滿足客戶極致視聽需求。
產品量產——兩代芯片領銜
在鞏固兩大技術領銜優勢的同時，愛芯元智還同步推出了公司的兩代芯片，AX630A為其第一代旗艦產品。這是愛芯元智自主研發的第一款高性能、低功耗的人工智能視覺處理器芯片，擁有28.8TOps@INT4的算力密度，這樣的性能使其在邊緣側或者端側芯片中處于領先位置。除了優越的“計算”能力以外，出色的“感知”能力也是AX630A不得不提的另一個優勢。
如上文所示，愛芯元智專有AI ISP所賦予的圖像處理能力，讓AX630A不僅能實現暗光環境下優異的畫質效果，同時還能兼顧約3W的低功耗優越性能。同時還可以通過算法模型迭代，持續為量產芯片升級。得益于這樣的“計算”和“感知”能力，AX630A擁有了強大的暗光圖像視頻處理能力、密集場景下智能分析能力、多路視頻結構化處理能力等多項核心優勢，應用前景十分廣闊。愛芯元智方面也表示，在編解碼方面，AX630A可以支持20路1080p解碼，同時支持8路1080p編碼。
如上圖所示，因為其領先的NPU和AI ISP設計，AX630A在做雙攝拼接應用的時候游刃有余，這個設計也讓其在延時等多個方面表現出色。
值得一提的是，愛芯元智芯片設計團隊、營銷團隊和解決方案團隊都是來自于芯片大廠，除了有豐富的量產產品經驗以外，更主要的是對團隊對客戶需求的理解，以及對行業的認知有一定的沉淀。這就使得其創始團隊能發揮各自的一些強項，打造出貼合客戶需求的方案。在整個團隊的努力下愛芯元智首先推出了既能體現其技術實力，又能滿足當時客戶最迫切需求的AX630A。并隨之又規劃了一顆匹配主流市場需求的芯片——AX620A。“在這顆芯片上使用了我們第二代的ISP和第二代的NPU。”仇肖莘如是說。
得益于其領先的設計，AX620A不但能夠滿足傳統的智慧城市應用需求，還因為其功耗極小，能夠滿足電池應用方案的功耗需求。從應用場景上看，AX620A兼顧了IOT和手機的需求。
商用落地——滿足市場差異化需求
毫無疑問，在數字化經濟的推動下，人工智能芯片將逐步在各個領域實現商用價值，助力城市管理、交通、醫療、工業、政務等領域智能化升級。在行業智能化持續延伸的背后，AI芯片已成為關鍵驅動力。
因此，業內很多企業開始集能力之所及，構筑超大算力平臺、繁多的應用場景和極大的想象空間，但真正的商業成功案例卻寥寥。對此，愛芯元智營銷副總裁史欣認為，洞悉市場、找準場景、精準抓住市場錨點、把握住市場節奏，才能真正實一家公司的商業成功，這也是愛芯產品快速落地的要義。
“我們作為一個芯片設計公司，特別是人工智能芯片的公司來看，這個問題需要根據客戶不同需求來分析：比如在智慧視覺和智慧城市的領域，長三角基本聚集了全球行業解決方案TOP級制造商，而在珠三角匯聚了大量的渠道消費類市場解決方案提供商，也包括海外市場ODM制造型企業。”史欣表示，一上述兩個區域的企業訴求為例，其差異化明顯：華東市場引領著整個中國人工智能在智慧城市的快速商業落地，他們對整個端側智能化平臺的訴求是希望能夠助力自身產品差異化，在一些行業客戶中構筑核心競爭力；而華南市場客戶的需求則是獲得可快速商用、且性價比有優勢的普惠式AI解決方案。
“所以愛芯元智陸續推出AX630、AX620兩個系列產品，嘗試滿足不同區域客戶的AI智能業務部署需求。2022年我們還會發布更多新產品，進一步滿足細分市場的差異化應用。”史欣表示，愛芯相信有價值的人工智能技術一定會有客戶愿意買單，因為客戶希望得到有質量的人工智能算法與其產品和服務綁定提升其產品體驗。“同時我們也在構筑人工智能生態鏈，聯合一些能夠在算法、業務、商業模式上跟愛芯元智的產品緊密配合的合作伙伴，一起將更多有商業價值的智能技術落實到千行百業。”
領先的團隊、技術和產品讓愛芯元智在資本市場上備受青睞。2022年1月17日，愛芯元智宣布完成A++輪融資，該輪總金額為8億元人民幣，啟明創投、韋豪創芯、美團及美團龍珠、和聚資本、紀源資本、聯想之星、耀途資本共同參與，這也是目前為止愛芯元智完成的第四輪融資。據悉，此輪融資將用于產業資源的引入，愛芯元智將通過吸引行業頂尖人才、擴大業務規模、構建產業合作，打造具有國際競爭力的高端芯片。
在談到公司未來規劃時，仇肖莘表示：“愛芯元智首先需要成為一個有規模的企業，因為只要這樣做，才能讓客戶信任；其次，公司希望能夠打造覆蓋前后端的廣泛產品線，滿足客戶多場景和產品線的需求；當然，愛芯元智要堅守屬于自己的一套獨有理念，忠于自己的技術信仰，不斷創新鉆研先進技術，堅信我們的技術能給這個世界帶來一些不同，相信我們一定會走到成功的那一天。”
