如果将来中国能够有两家拿得出手的半导体芯片设计公司，平头哥必须是其中一家。 ——马云

AI时代给中国自主芯片设计领域带来了又一个春天，阿里巴巴达摩院和平头哥半导体有限公司的成立，能否唱响这一春天的狂想曲？平头哥——非洲大草原上最硬核的动物，在芯片设计领域，不能妥协更不能后退，取名平头哥，马云就是要做中国人自己的硬核科技。人工智能的大潮下，时代赋予了中国公司弯道超车的最好时机。达摩院计算技术实验室负责人、平头哥芯片公司CTO及首席科学家谢源在最近的一次内部演讲中讲述了阿里造芯的前世今生。

AI时代“造芯”新机遇

一直以来，阿里巴巴是互联网公司里拥有数据最多的，但计算力不是。马云有一个愿景，他希望将来有一天阿里能够拥有全世界75%的计算力。我当时听到这个愿景，觉得很恐怖，别说全世界，即便只拥有中国75%的计算力，也是非常了不起的事情。

要拥有如此强大的计算力，很重要的一点是要有自造芯片的能力。芯片产业链非常长，主要分为设计、制造、封装环节，类似写书、印书和封装书的过程。其中，设计是最有价值的部分，阿里就是要集中所有力量做好芯片设计，暂时不会进入制造、封装领域。

芯片行业在中国的现状是，它的市场需求在高速增长，但大量都要依赖进口。对比石油这种能源，芯片的进口额已经超出了石油的进口额。在这种情况下，中美贸易战中美国掐住芯片命脉，让中国产业界严重感觉到了缺“芯”的痛楚。

目前，我们在核心芯片上不能自主可控，国产化率不足10%。相对较好的例如移动终端处理器或者AP，这部分大概有20%的国产化占有率，但在其他比如服务器和个人电脑CPU方面，占比基本上是0%，工业应用大概只有2%，整个形势非常严峻。

阿里进入芯片行业，有它的机会。在人工智能领域，人工智能芯片本身还没有出现一家独大的情况，不像在CPU处理器领域有很多巨头，比如英特尔，AMD等。同时，中国目前发展AI具有得天独厚的优势，出现了阿里巴巴、百度、腾讯、商汤等科技公司，拥有大量科技资产，有应用、算法、人才上的优势，同时有更多的数据和政府层面的支持。

在过去的三次AI浪潮里，计算力提升都是一个非常重要的驱动力。上世纪50年代，人工智能刚提出的时候，正好是电子计算机开始快速发展；80年代第二次AI浪潮，是因为像英特尔x86的处理器和内存条技术得到广泛应用；第三次AI浪潮得益于2012年前后，GPU的计算力得到迅猛提升，当时吴恩达和谷歌Jeff Dean(分布式计算领域专家、谷歌技术奠基人)在做深度学习训练的时候，他们用16000多个CPU来做训练，一千台机器花了三天的时间，第二年改用GPU来做，3个GPU两天就可以做完，算力激增使得深度学习领域得到极大发展。

我经常讲，AI有三大支柱“ABC”——算法(Algorithm)、大数据（Big data）、计算能力（Computing），很好的计算力，能够处理大量的数据，大量的数据处理能力，又使得新算法的实现成为可能，新的算法实现又推动计算力进一步提高，这三者之间产生了一个正反馈的作用，从而推动芯片设计迎来新的春天。而从我们做计算的角度看，未来一个很重要的趋势是软件和硬件的融合，这一趋势在我们的竞争对手谷歌、Facebook、Amazon等身上,已经非常明显。

AI芯片给中国芯片行业带来新的机会，它的发展取决于应用场景和数据类型。比如在服务器端，动机可能是降低成本，提升竞争优势，在移动端可能功耗更重要，在物联网端应用场景则更为复杂。

应用和技术驱动相结合

阿里决定先利用自身优势，从AI芯片做起，除了前面提到的ABC三大支柱，它还有D和E的优势:D是Domainknowledge，因为阿里拥有大量不同的业务场景;E是Ecosystem，也就是整个阿里生态，从服务、金融到市场营销都有，这使得阿里在芯片设计方面相比其他公司具有独特的优势。

两年前阿里的组织架构分为四层，最底层是硬件部门，包括数据中心、服务器、网络等，那时候以采购为主。但要往前走，就要有自己的研发能力。达摩院的成立，就是要在未来使得阿里巴巴成为一个技术驱动的公司。

达摩院成立之后，我们确定了“4+X”体系：一是机器智能，包括视频语音等；二是数据计算，包括数据库和计算技术实验室，以提高阿里的计算能力；三是机器人，包括智能物流、无人驾驶、智能交通等；四是金融科技，主要针对支付宝业务做研究支撑。还有一些看似更遥远的研究方向“X”，比如10年、20年之后才可能有应用场景的量子计算等。目前为止，“4+X”已经在全球8个城市拥有600多名研究人员。

在2017年成立达摩院之后，一年前阿里又成立了平头哥半导体公司。“阿里动物园”新增加的平头哥其实是非洲草原上蜜獾的花名，号称是“最无所畏惧”的动物，敢于打架，不管是狮子、老虎还是豹子，甚至毒蛇也敢上，而且打架非常聪明，马云希望阿里芯片有平头哥的精神，虽然个头小，但是fearless，敢于fight。

平头哥芯片宣布成立3个月后，阿里又做了一次组织架构调整，把云计算从原来的BU拉出来，放入技术中台，由此形成一个大BU叫云智能计算，成了阿里巴巴所有技术最核心的东西。从最底层的芯片，到中间的服务器、数据库、操作系统，到往上的平台，再往上的引擎，直至最上面的云计算，从芯片到云，全部打通，我们称之为最底层是阿里芯，最上面是阿里云，中间是软硬件协同，从而形成一个完美的技术组织。

平头哥的目标是要打造云端一体的芯片生态，一部分聚焦在云端的芯片设计，重点是AI芯片的设计，另一部分放在IoT端，重点是嵌入式CPU的设计。短短的时间内，我们形成了“三把武器”：

玄铁——今年7月份，平头哥发布了新款芯片“玄铁910”，玄铁取自金庸小说杨过手里的神剑之名。这款高性能RISC-V处理器，可应用于5G、人工智能以及自动驾驶等领域，平头哥决定给它开源，如果到平头哥网站去申请的话，可以拿到开源的代码。

无剑——8月份，平头哥又发布了“无剑”，无剑出自金庸小说“四十岁后，草木竹石皆可为剑，渐进于无剑胜有剑之境”，这是一个SoC平台，它的目标是帮助中小企业做芯片的敏捷开发，企业的研发周期因此能够缩短50%，同时开发成本可降低50%。

含光800——继而9月份，平头哥发布了云端AI芯片“含光800”，取自上古三大神剑其一之名，主要应用于视觉场景，是全球最高性能的AI推理芯片，每秒能够处理78000多张图片。在此之前，这个纪录由以色列公司Habana保持，为15000张图片。

以上是我们在过去一年里做的三件从端上到云上的事情。

值得一提的是，达摩院计算技术实验室，现有近30位博士在做各方面研究，包括系统架构、新计算技术、存储、互联等，最终目的要实现从研究到工厂的结合，在芯片上落地，应用到我们的服务人群。这个研究团队采用的方法就是应用驱动和技术驱动相结合，从底下往上看的话，会看各种各样的新技术，从上往下会结合阿里的各种应用做技术创新。

一个端上工程团队，一个云上工程团队，再加一个前沿技术研究团队，三者结合，阿里希望在此基础上发挥平头哥“无所畏惧，生死看淡，不服就干”的精神，同时，聪明地有所为，有所不为，从而打造出一家在中国拿得出手的芯片设计公司。

互联网公司“造芯”开创新模式

回顾几十年前最早的芯片行业，大部分都是IDM公司，集芯片设计、制造、封装和测试等多个产业链环节于一身，像IBM、英特尔都是这样的公司。

直到80年代，张忠谋辞职回到台湾成立了台积电，首创芯片代工模式，只做制造，不做设计，这是半导体教父张忠谋在商业模式上的一个创新，使得之后出现了一大批只做设计不做制造的公司，且成长得非常快。

到了2000年，芯片行业又出现了一些有意思的新商业模式，海思就是一个非常典型的例子。海思的前身只是华为下面的一个小部门，一开始华为自己不做而是找IBM做芯片，但华为通过系统公司驱动，使得海思在过去15年成长为一家伟大的半导体公司，现在它几乎覆盖所有的芯片类型。

如今，平头哥也是一个独特的模式。你可能会说，Amazon和谷歌不是也在做芯片吗？其实不一样，虽然谷歌推出的TPU(张量处理单元)这几年在AI芯片上有很大影响力，但它并不是谷歌自己设计的，谷歌没有自己的芯片设计公司。平头哥是目前唯一一家互联网公司孕育出的芯片公司，这种商业模式，我相信将来会在半导体历史上写下浓重的一笔。

时至今日，中美贸易战的焦点集中在芯片上，我们不得不佩服马云和阿里高层的远见。而我们已经有了可以拿得出手的成果，也已经成为至少在国内看起来是一家比较有前途的芯片公司。

阿里造芯，一方面希望集团各业务能够通过自研芯片使得计算力大幅提升，实现在数字经济时代，让天下继续没有难做的生意，这一直是阿里的梦想；另一方面，希望利用自身过去20年的互联网经验，促使芯片设计的门槛进一步降低，实现芯片普惠价值。

2018年4月23号，美国限制中兴的事件发生之后，马云在早稻田大学发表了一个演讲。他说，我们阿里在过去19年，实现了让天下没有难做的生意，我现在希望能够再花19年，甚至38年，来做到让天下没有难做的芯片，使得芯片这样一个高科技产品，能够让天下普惠而不是只掌握在少数人手里。

马云把这个梦想赋予到平头哥身上，他对于平头哥的期望是，如果将来中国能够有两家拿得出手的半导体芯片设计公司，平头哥必须是其中一家。

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