近年来，以大数据和深度学习为代表的新一代人工智能（AI）浪潮席卷全球。这一波热潮的背后，离不开芯片提供的算力支撑，可谓“无芯片不AI”。令人欣喜的是，在这一轮浪潮之中，中国的芯片公司与欧美几乎处在同一起跑线上，对于数十年来一直谋求突破的中国芯片产业而言，是一次突围而出的难得机遇。

      上海肇观电子科技有限公司（下称“肇观电子”）就是当中的领跑者，不但推出世界首款辅助视障人士出行的可穿戴设备——“天使眼”（Angel Eye）智能眼镜，而且其自主研发的芯片N171更集成了3个自主IP：几何引擎、深度神经网络引擎（CNN）、图像信号处理引擎（ISP），将芯片的视觉处理能力提升到新的高度。近日，肇观电子副总裁蔡海蛟接受记者采访，畅谈肇观电子的造“芯”之路。

创业之道

      自从2012年以来，深度学习（Deep Learning）以势如破竹之势突破了一个个经典的AI问题。这对于在计算机图像领域从事多年研究和产品开发工作的蔡海蛟而言，是一个难得的机遇。2016年，他和两位联合创始人冯歆鹏与周骥一起，成立了肇观电子。“肇观”意为“开启视觉”。正如其名，公司的愿景是将视觉赋予机器人、无人机、无人车等智能设备，开启AI新时代。

     回想起创业的初衷，他对记者说：“AI的发展离不开海量的数据处理。我们在多年的工作实践中发现，往往是因为缺乏一颗好的AI芯片，导致了产品的性能不足或者硬件的制造成本提高。因此我们在创业之初就下定决心做AI芯片。”

      众所周知，AI产业有众多细分领域，要找准一个创业切口，并能在激烈的行业竞争中脱颖而出，绝非易事。所以在找切口这个问题上，肇观电子的三位合伙人争论了良久。蔡海蛟忆述，我们三人在先做产品，还是先做芯片上曾有分歧。“我们认为，公司在起步阶段，资金比较缺乏，且团队规模较小。毫无疑问，造‘芯’是我们的终极目标，却需要更多的准备。最终我们达成共识：先做产品，同时累积制造芯片的核心技术，待到有更多资本支持时，再启动芯片的研发和制造。”

     虽然肇观电子成立不到3年，却有着一股“初生牛犊不怕虎”的拼劲。就在公司成立仅半年时，三位合伙人到美国拉斯维加斯参加每年一度的CES（国际消费类电子产品展览会）展会。回想起这次参展的经历，蔡海蛟感慨良多。“展会上，我们三人亲自动手去摆摊、贴宣传页面和回答客户咨询。现在为止，我依然记得在展会开始的前一天，我们在布置好的展位前拍照留念的情景。这是我们创业的一个缩影——怀抱着宏大的愿景，扎扎实实从基础做起，实现我们的初心。”

      对于科技创业者，蔡海蛟结合自身的创业经验，分享了3个建议：一是踏实，“在前几年的互联网热潮，或许令部分创业者认为创业是一个快速致富的过程，实际上创业是一个不断开展商业探索、机遇与风险并存的过程，对高科技创业尤其如此。所以我希望大家能够在创业过程中脚踏实地，努力做好产品；二是坚韧。“创业过程一定会碰到很多困难，包括人才需求、资本压力和市场竞争等，因此创业者非常需要坚韧的精神。”三是不忘初心。“创业就是创造价值，所以创业者我们无论走在创业的哪一个节点，都要实实在在地创造社会价值，不忘初心。”

天使之眼

      2017年7月，世界上首款辅助视障人士出行的智能眼镜“天使眼”（Angel Eye）正式交付，这是蔡海蛟最难忘的时间节点之一。他认为，“这代表一家创业公司真正将产品交付到社会上，从而体现社会价值。”

     “天使眼”是肇观电子首个视觉研发领域落地的项目。这款眼镜的出现，就相当于给视障人士带来一双智能的“眼睛”。眼镜前方的双目摄像头通过数据线连接专用控制器，在600毫秒内感知障碍信息后，再通过传导耳机传递给视障人士。

     “左前方3米有椅子。”在中国（上海）国际技术进出口交易会（下称“上交会”）的现场体验中，记者听到这样的一句提示。蔡海蛟告诉记者，虽是一句简单的提示，但包含了两个技术层面的信息，一个是告知距离方位，第二是提示障碍。“我们采用双目镜头捕抓信号，在识别视觉信号后进行环境建模，再识别物体和计算障碍物的空间分布，然后将信息转化成音频信号迅速反馈给用户。”

      谈及“ 天使眼” 的技术壁垒， 蔡海蛟坦言，“‘天使眼’的技术难度和无人驾驶是在同一层面。但由于只能通过可穿戴的设备进行大量的运算，我们需要在设计上做出权衡和优化算法，令用户佩戴舒适，这带来更大的挑战。”为了让用户得到最优体验，在历时一年多的研发过程中，单在优化算法上，就有数不胜数的版本。“在硬件电路方面，我们有5轮的迭代；而在外观结构上，我们共迭代了9轮。”蔡海蛟说。

      在今年的上交会上，肇观电子带来了新一代“天使眼”智能阅读器。蔡海蛟介绍，“这款阅读器只有U盘大小，可以吸附在任意眼镜腿上搭配使用，用户只要轻拍阅读器即可完成识别和播报的所有操作，阅读书本的文字准确率可以达到95%以上。”

      随着“天使眼”的成功落地，肇观电子团队希望除了给盲人提供便利之外，还能够给其他专业领域带来革新。“我们第一代产品旨在解决视障群体出行的需求。而我们新一代产品会关注更广泛群体的需求。比如老人在视力疲劳的时候，可以借助阅读器来读书，又如能帮助儿童读书识字等。在未来的开发中，我们考虑加上翻译功能，用户能够通过阅读器轻松浏览外国文字。”蔡海蛟说。

造“芯”之路

      在扰攘了一年多的中美贸易摩擦之中，“缺芯少魂” 的问题， 一直是国人之痛。而肇观电子早于2016年就开始走向自主创“芯”之路。因为在蔡海蛟看来，能否开发出具有超高运算能力、符合市场需求的芯片，已成为AI领域可持续发展的重要因素。

      “我们在从事‘天使眼’的研发时，只能使用市面上的手机处理器CPU进行运算，这在一定程度上限制了产品的性能，也给算法带来更大的难度。因此，我们下定决心，让自己生产的AI产品用上自主研发的芯片，令产品性能得到进一步提升。”蔡海蛟坚定地说道。

      这个目标，在去年的8月30日终于实现了。当天，肇观电子正式发布AI视觉处理器芯片N171，随即引起行业热议。这一天对于蔡海蛟而言，是他毕生难忘的日子。“大家历经了多年的辛苦研发，所以对这一颗芯片的到来都翘首以盼。当我们打开盒子看到芯片的那一刻，大家都非常兴奋，纷纷细看，拍照。这是一个值得纪念的时刻。芯片虽然非常小，但做起来非常难，这是我们多年努力的结晶。”

      据蔡海蛟介绍，N171是一款高度集成的SoC芯片，AI计算力6个T，AI部分功耗仅3W。芯片支持高清深度图实时计算，可得到相当于数百个激光雷达累加的结果，其实测网络性能高于业界同类智能终端芯片。因此，N171既可作为主芯片独立运行操作系统，还可为计算机视觉定制特殊的视觉成像引擎。

      记者了解，在芯片的制造过程中，仅在集成电路制造上，就需要在指甲盖大小的硅片上蚀刻数十亿晶体管，而且晶体管之间仅相隔几十纳米。因此，芯片制造被业界称为在微观世界盖“高楼”。而肇观电子从市场的角度出发，选择了28nm工艺。他们认为使用成熟的28nm工艺的性能和功耗既能满足这款芯片目标市场和客户的需求，又能控制芯片的制造成本。

     “我们芯片的特色在于具有丰富的视觉加速功能。相较于一般的AI芯片，N171在研发时考虑了机器人、智能眼镜等实际应用需求，因此它不仅能实现神经网络加速，亦能解决计算机视觉处理的问题，帮助机器人、车等感知和测量与障碍物的距离。”蔡海蛟说。

      在应用领域上，N171能实时采集并分析多路摄像头视觉图像输入，可广泛用于机器人、无人机、无人车等领域。蔡海蛟向记者透露，“我们其中一个目标是把所有的摄像头实现智能化。如今天眼（摄像头）无处不在，但这些摄像头只能实现传输数据，如要识别犯罪嫌疑人，需要将数据传送到后台再进行识别。我们希望借助芯片，实现在摄像头前端进行人脸识别。这样既节省流量，又节省时间。”

      一直以来，芯片产业都有着研发投入巨大、周期长的特点，业内的普遍说法是“10亿起步，10年结果”。而肇观电子的人工智能芯片研发仅用时两年半。蔡海蛟告诉记者，这关键于团队。“我们拥有一支高学历、高水准、高素质的研发团队，团队成员来自复旦、交大、中科大、浙大、人大、南安普顿等知名高校的博士、硕士和AMD、Intel、Qualcomm、Marvell、中芯、国际、猎豹移动等知名企业的国际化人才。目前员工人数接近200余人，其中从事芯片的研发人员近百人，占公司的总人数一半以上。”

      目前，肇观电子并没有停下他们造“芯”的脚步，正在紧锣密鼓地研发第二颗芯片N163，并计划于今年第三季度发布。据蔡海蛟透露，N163较N171性能更高，定位更精准。在采访中，蔡海蛟还向记者道出了这两颗芯片背后鲜为人知的小故事，“N171和N163只是一个技术代号，但在公司内部，我们把N171称为嘉兴，N163叫做南湖。因为我们把整个创业过程类比为我党的事业。慢慢地，我们会从嘉兴、南湖一步步走到延安、北京。这个命名是冯总的想法，大家都觉得挺好的。”

对话蔡海蛟：在AI芯片，我们看到了突围而出的机会        

Q ：对于AI芯片的架构，目前行业里有CPU 、GPU、FPGA等解决方案。为什么选择SoC方案？N171在架构上有何创新？

A：CPU是传统芯片，但不适合用来处理大量的运算数据，比如我们在研发“天使眼”的时候，迫不得已使用当时市面上最好的手机处理器（CPU芯片）进行计算。即便如此，我们的计算速度仍是较慢，但如果我们采用SoC架构，将会加快速度，降低成本。至于GPU，它的本质不是用来做神经网络，而是用作图形处理。假如没有好的AI芯片，用GPU可以实现图像处理的功能，但它的缺点是功耗非常高。而FPGA，其在性能上没有办法做到极致，同时不适合做编辑应用，所以它更多是用于一些专用场合。因此在传统芯片的基础上，通过SoC架构，升级为AI芯片，这是大家都认可的方向。

Q：为什么你们要花大力气去研发芯片？

A：我们关键是看市场需求，在AI热潮初起时，大家蜂拥而上。我们会看到，软件发展会比较快，而硬件、芯片相对滞后。久而久之，就会发现芯片的进步赶不上发展的需求。因此在研发过程中，我们发现，不管是做机器人，还是做智能眼镜，缺“芯”是大家不可避免的问题。

      同时，我们团队拥有丰富算法经验和芯片技术的基础，在这个市场条件下，能够激发我们，顺应趋势，回应市场需要。我们希望在提升行业发展水平的同时，也希望提升国家基础创新能力。

Q：您认为要成功造“芯”，需要具备哪些条件？

A：一方面，需要一个既懂算法，又懂芯片设计的核心团队。因为AI芯片需要将核心算法加速，这对团队而言是一个重大的挑战；另一方面，企业除了会造“芯”，还要有能力开发相应的软件，让芯片能兼容更多的视觉算法以便让客户使用。这是另外一个技术门槛。

      这两点主要从技术维度来谈。但从宏观层面看，对我们影响更大的是所身处的时代。造“芯”是一个时代的机遇。整个行业都缺乏AI芯片，在这个因素之下，才会有资本支持我们，令我们能够激发团队做成这件事。

Q：你觉得现在中国的芯片产业有突围而出机会吗？

A：在某些传统芯片领域，可能说不上突围而出，现时大部分国内企业主要提供性价比更高的芯片作为替代；但在AI芯片这一块，我们确实看到突围而出的机会，因为在AI算法的理解和芯片设计能力上看，和国外最先进的水平相比，我们并没有落后太多。而我们有巨大的市场需求、丰富的应用场景和优秀、努力的工程师团队，因此在这个时间点上，我们有机会比国外做得更好。

      另一个方面，国家对AI产业支持力度非常大，包括应用端、数据端等开放程度比较大，令很多企业在AI领域加大投入，这也变相推动底层技术如芯片等基础设施研究和应用的开发落地。

Q：如果将AI产业链进行分层，可以说以AI芯片、大数据、算法为代表的基础层直接决定了中间技术层及应用生态的上层建筑。那么，肇观电子将如何在整个AI产业链中布局，来打造完整生态链？

A：AI在横向上有非常多产业，比如机器人、安防等；而在纵向上，以算法、芯片和产品为主。我们的基因在于芯片和硬件。因此在纵向上，我们将以自主研发的芯片为核心，并在“天使眼”智能眼镜这一块垂直打通，直接交付产品；同时我们通过提供底层基础设施深入横向领域，例如安防、无人汽车等。

本文刊登于《科技与金融》2019年8月刊，如需转载请与编辑部联系。

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