华登国际陈立武:人工智能时代的半导体创新

陈立武是Cadence Design Systems总裁及首席执行官,也是华登国际投资集团董事长。Cadence Design Systems是一家专门从事电子设计自动化(EDA)的软件公司,是全球最大的电子设计技术、程序方案服务和设计服务供应商,产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计、功能验证、IC综合及布局布线、模拟和混合信号及射频IC设计、全定制集成电路设计、IC物理验证、PCB设计和硬件仿真建模等。陈立武拥有超过二十年在高科技行业和风险投资方面的丰富经验,被喻为芯片创投“教父”。

在2019杭州云栖大会上,陈立武分享了对人工智能时代半导体创新的思考,以下为其分享内容的文字整理,经编辑。

首先,我跟阿里巴巴有很密切的关系,很多项目都一起投资,包括高德、百世、爱康、Rokid、ASR等。另外, Cadence Design R&D支持和配合阿里巴巴芯片平头哥的设计,这方面有很密切的合作。同时,Cadence Z1 emulation equipment在帮助验证方面比较顺利,所以在这方面我们也会更加密切地跟阿里巴巴合作。

AI 机器学习很值得重视。举几个例子,我的好朋友黄仁勋说有4000多家的AI Startup,这不仅仅包括半导体而且有很多其它方面的AI应用创新。我35年的好朋友软银成立第二个基金,108 Billion集中投资AI这方面。还有我的母校MIT成立了一个新的计算学院,这是新的计算,不是在数据科学下的计算。再者是Carnegie Mellon的董事,是第一家发AI学位的大学。现在如果做工程师或念大学,最热门的就是AI,几乎还没有毕业在一二年级的时候就有很多offer进来。我有一个好朋友给个e-mail,说AI的影响力(TAM)是43个trillion,这个数字到底是否正确,我就不知晓了,但总体来讲是很大的影响,影响不同的行业。银行、保险、零售、农业、制造业、娱乐,我也是Schneider Electric的董事,能源管理用AI来数字化转型,刚刚起步,还有很多空间。

坦白讲,收集的数据真正分析和利用的只有2%,还有98%的数据没有利用到,这里有很大的机会。数据爆炸,飞机、汽车、手机等每分钟的数据爆炸,对整个半导体、存储、网络、CPU等都有很大的变化,所以我很希望48小时一天而不是24个小时,因为有太多要投,很多西都在改变,有好几波变革叠加,这是很难得的,通常只有一波变革,但这次三四五波变革同时发生,所以是蛮值得考虑的。

我们看一下AI创业,我追踪了全世界大概有125家AI公司,还在继续发掘中。AI除了成长之外,可以看到AI的花费和VC募集的钱很多,估值很高。半导体这7年来,很多VC都不投资半导体,只有我一个人在纯粹投资半导体。最近有几个VC跟着我投了,因为AI机器学习影响太大了,所以他们都跟着我投了。

我是做EDA的,很多AI公司都用我们的工具和IP,这方面我看的比较清楚一点。CPU、GPU、FPGA以及现在新的Domain-Specific计算,都很重要。

EDA工具的客户,现在有很多系统公司,也成立自己的芯片公司了,所以这是一个大趋向,可以看到微软也开始做自己的芯片了。我投了一家公司叫Annapurna Labs,被亚马逊买去了。当时被买去时,公司只有83个人,现在已经有600个人了,很快会到2000人。为什么呢?因为就像阿里巴巴一样,含光800是第一个芯片,将来会有更多的芯片,这样就可以做不同的工作负载,有自己的芯片供应。

汽车、航空、医药等公司都来找我们,说成立了芯片小组,希望用我们的工具。看得出半导体现在开始热门了,以前是个夕阳产业,现在半导体变得越来越重要。

另一边可以看得出,7纳米和以下的成长是34.5%,现在的摩尔定律其实没有死而是扩展了,7纳米和3纳米、5纳米已经在进行中,Cadence和一些合作伙伴合作3纳米的工作正在进行中,摩尔定律还有很多发展空间。

AI怎样推动半导体发展,首先是Domain-Specific处理器,存储也有很大的改变,最近我投了两家创新公司是在Carbon Nanotube Memory(碳纳米管存储器)方面的。新兴机会还有MRAM、Quasi-volatile memory等。Quasi-volatile memory是在Flash和DRAM之间。Flash和DRAM已经5年没有什么新进展了,而新的AI需求对速度等有很大改变的,所以在memory方面有新的发展。存储也有很大的变化,现在要做存储分离,这样就可以优化整个存储的需求。在数据中心方面,就是Silicon Photonics硅光技术,现在到400G,800G还是面临瓶颈,最近我开始投了很多在Silicon Photonics方面的突破。

还有就是Programmable Switches可编程交换机,交换机的容量与速度都在增加,从机架到Spine脊交换机需要12.8Tbps,现在有在做25.6和51.2Tbps的交换机,这方面空间还很多,现在只有一两家公司能够供应。我们在这方面继续投,让创新能够帮助这个行业,尤其是超级数据中心,包括配合阿里巴巴的需求。总的来讲,整个数据中心的基础设施都需要改变。

刚才提到了AI,包括两个部分:训练与推理。可以看到,推理的市场规模比训练的市场规模大;在边缘端,推理的市场规模就更大了,因为工业4.0的接入,数据送到云端做推理就太慢了,必须要在本地处理,半导体、交换机或设备都在朝着边缘方向发展。

IOT方面,最大的市场是Industrial IOT工业物联网,为什么我加入Schneider Electric的董事会,就是要了解整个产业的需要,包括智慧城市、智慧楼宇数据收集后的处理,如何做到省钱、节能、高效,现在刚刚开始。汽车、医药等领域,数据收集和AI也扮演了很重要的角色。

智能边缘有很多不同的设备要管理,安全就变得很重要。整个数据中心的基础设施都在改变,包括hypervisor、Kubernetes、Docker、micro serving等,在软件方面有很大的改变,所以怎么配合这些改变?华登创投投资了深圳大疆、Bossanova是做零售商店机器人的、Berkeley Lights是做数字细胞生物学,Fungible是Juniper发起人创建的云端芯片公司,VDOO是以色列军事防御团队出来做工业物联网安全的;此外还有基础设施领域的Innovium、CredO,Mellanox是我2002年投资的最近被Nvidia买去了,CNEXLabs是做NVME存储的。

接下来就是AI应用,安全监控是最大的应用,自动驾驶现在开始了,智慧家庭、智慧城市已经开始在推动了,医疗健康刚刚开始还有很大的空间来发展。

很多AI公司很多只做硬件加速是是不够的,最重要的是从工作负载开始了解,然后做整个硬件、软件包括算法框架、互操作性、算法编译等,都有很多创新,硬件只是一部分。

我在AI方面投了大概有50家公司:云端的CloudMinds是做机器人;处理器领域的以色列Habana Labs、Sambanova是三个斯坦福教授出来做的公司;视觉领域、智慧设备领域,都有相应的投资;量子计算也开始了,要看不同的工作负载的应用,我投了两家比较特别的公司,PsiQ是用硅光技术、IonQ采用trap ion,各有不同的强点。

很多人忽略了安全的重要性,安全必须要贯穿整个Stack技术栈,从硬件安全、网络通信安全、Over-the-air安全、智能监控等。

Cadence除了EDA之外,还有IP叫做Design Excellent,我们走向了系统创新。现在必须要做系统分析,能耗的整合也越来越重要。因为如果整个系统做好,才发现CPU或GPU的功耗太高,而要重新设计的话就要花很多时间。

嵌入式软件的安全也很重要。我去年投资了Green Hills,是做嵌入式安全最好的公司,像美国国防部、波音飞机以及很多汽车安全都是用这家公司的技术。ARM或者英特尔处理器达到安全Level 2、Level 3的话,Green Hills是Level 6+,是给国防部用的。

我们把AI 机器学习用到工具上,我们的数据太多了,跟几乎全世界每一个半导体公司合作,积累了很多数据,如何用我们的工具更快设计半导体而且第一次就能够pass是很重要的,尤其是7纳米、5纳米、3纳米,所以我们准备这样用AI。

我们还帮助了很多AI公司和系统公司,包括与Carnegie Mellon、英伟达、DARPA美国国防部合作AI研究。

今年,半导体产业出现了13%的市场降级,因为内存的价格下来了;接下来的五到十年,半导体产业将从4000亿增加到1万亿美元,我非常看好AI带动整个半导体产业的发展。(文/宁川)

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