获合肥地方资本投资,拿阿里浪潮订单!小灵通背后老兵的FPGA创业路

芯东西(公众号:aichip001)
文 | 心缘

在数据和应用爆炸的时代,传统CPU不够用了,异构计算开始走向主流。

面对愈发多样化的计算需求,GPU、FPGA、ASIC,这些为CPU分担繁杂计算任务的协处理器正飞速发展,不仅巨头林立,也涌现出许多新的创业玩家。

杭州创企菲数科技便是其中之一。这家专注于FPGA异构计算加速方案的创业公司,在过去三年间营收连年翻倍,去年全年营收规模超过千万元,达到基本的盈亏平衡状态,今年前5个月的销售额已超过去年全年。

菲数科技联合创始人兼CEO王文华是一位曾在国际通信公司UT斯达康担任研发岗位十多年的资深FPGA技术专家,UT斯达康曾因推出风靡大江南北的小灵通而名噪一时。早在五年前,王文华已经预判FPGA异构计算的发展潜能,并毅然选择创业。

近日,芯东西与王文华进行了一场深入对话,这位FPGA研发老兵不仅分享了关于FPGA发展的独到见解,也回顾了创业路上的风雨,以及他们如何承压前行,如何守得云开见月明。

获合肥地方资本投资,拿阿里浪潮订单!小灵通背后老兵的FPGA创业路▲菲数科技CEO王文华

一、浙大校友投缘创业,抓住异构计算新风口

研究机构MRFR的数据显示,2019年全球FPGA市场规模约为69亿美元,预计2025年,这一数字将攀升至125亿美元。

现场可编程门阵列(FPGA)的一大特点是可编程,相比专用计算芯片(ASIC),它更加灵活,上市时间更短,在小批量落地时成本更低,尤其适用于尚不成熟、快速变化的应用。

凭借高度并行、高吞吐量、可编程、低功耗等特点,FPGA正日益成为数据中心及边缘计算场景中降本增效的重要器件之一。

但如果回到五年前,也就是王文华决心专注于做FPGA异构计算加速的时候,这一加速方案在数据中心的成功典例还相对稀少。

当时已是王文华在UT斯达康工作的第十二年,时任FPGA研发总监的王文华考虑离职创业。

点燃创业想法的有两把火。

第一把火是微软的成功尝试。2014年,微软发表第一篇用FPGA在数据中心做加速Bing搜索引擎的论文,并很快将这一加速方案推广至其整个数据中心。

微软用FPGA所实现的加速效果非常好,单机大约有十几倍的提升,做整体的系统改造后,性能提升一倍,而系统费用下降为原来的一半。在研究微软的论文及案例后,王文华判断,FPGA异构计算方案在数据中心拥有广阔的发展空间。

第二把火是英特尔的重资收购。2015年6月,英特尔宣布拟以约167亿美元收购全球排名第二的FPGA公司Altera,此举将更多人的目光吸引到这一诞生三十多年尚且不温不火的领域。

据说仅在2016年那一年,硅谷新成立的初创公司中,有50%均涉及FPGA。除了微软外,苹果谷歌亚马逊等科技巨头均纷纷投入FPGA领域,国内阿里腾讯都开始大力招揽FPGA开发人才。

微软的尝试和英特尔的加注,令王文华心中萌发做FPGA异构计算的热情,但这一方向与UT斯达康的定位不符。于是在2015年6月,王文华与其在UT斯达康的上司、时任UT研发总裁的徐卫根,联手在杭州成立了菲数科技,名取自”飞速”的谐音,旨在专注在基于FPGA的异构加速方案。

获合肥地方资本投资,拿阿里浪潮订单!小灵通背后老兵的FPGA创业路▲从左至右依次是:菲数科技CTO肖昊、CEO王文华、董事长徐卫根

有缘的是,王文华、徐卫根、以及在2019年加入菲数科技任CTO的合肥工业大学教授兼博士生导师肖昊,都是浙大校友。

王文华本科毕业于武汉大学,硕士毕业于浙江大学电力电子专业。徐卫根本科毕业于电子科技大学物理电子技术,后获得浙江大学MBA硕士学位,曾在UT斯康达任职16年。

肖昊是浙大电子信息工程本科学士、复旦大学微电子学与固体电子学硕士、日本东京工业大学计算机工程博士及博士后,当前主要的研究方向有异构计算、AI芯片、信息安全芯片等。

王文华及其团队将菲数科技主要定位于人工智能(AI)、网络加速、加解密三个应用领域,既为阿里云、金山云、浪潮等知名企业提供配套的解决方案,也与众多的AI公司、研究所合作开发了软硬件一体化的边缘计算项目。

从最初六七人发展至今,这家公司的团队规模已达到30余人,管理及研发团队来自UT斯达康、华为大华三星诺基亚等公司,核心成员具有5-10年以上的FPGA开发经验。

当前,菲数科技是国内主流的FPGA异构加速领域供应商之一,是全球两大FPGA巨头赛灵思和英特尔原厂支持的开发合作伙伴,可提供从全系列FPGA硬件平台、开发设计环境到FPGA设计及相关驱动的整套应用计算加速一体化方案,来提高客户开发效率。

获合肥地方资本投资,拿阿里浪潮订单!小灵通背后老兵的FPGA创业路

二、跨越低谷,方见日出

对于一家芯片创业公司来说,落地不是件容易推进的事。

创业初期,来自各方面的压力如乱箭般从四面八方射向王文华,客户、股东、投资人的话,好听的、不好听的,王文华都听了个遍。

但最难熬的,要数2018年经历的低谷。

原本借势微软、英特尔等一众巨头催火的FPGA热度,菲数科技在2017年7月顺利拿到由中科创星领投的第一笔数千万元天使轮融资。

然而到2018年,FPGA热度开始降温,因为FPGA开发门槛较高,打磨一个好产品至少需要一到两年,有些耗不起或没做出成绩的公司选择改换方向。

菲数科技也陷入了融资和推广的双重窘境。

在王文华的印象里,当时菲数科技在推数据中心的AI加速方案,整个算力开发和测试都完成了,最后的性能表现也全部达到客户所提的要求,相较当时主流GPU亦是略有提升。但即使这样,菲数科技还是没能拿到订单。

因为在云端加速场景中,芯片创业要想与GPU巨头英伟达抗衡,实在太难了。

获合肥地方资本投资,拿阿里浪潮订单!小灵通背后老兵的FPGA创业路▲CPU/GPU/FPGA/ASIC之间的区别

GPU和FPGA的体系架构不同,GPU更适合做大批量同构数据的处理,而FPGA更适合做需要低延时的流式处理,此前英伟达GPU是AI领域的主流加速引擎,使用更方便,生态也更完善,随便找个做软件的硕士,几乎都会用CUDA。

由于FPGA开发设计门槛较高、适配软硬件工具链还不完善等因素,许多企业都缺乏专业的FPGA人才。

这一年,菲数科技的团队在好几家公司推这个方案,都没有落地,自筹了一笔资金,才度过难关。

好在曙光离得不算太远。

在坚持FPGA+云方向的同时,另一条嵌入式AI的方向成为支撑这家初创公司向前行进的重要支柱。

2019年,菲数科技蓄力打磨的嵌入式人工智能加速IP使其开始受益,获得逾千万元的全年营收,达到了基本的盈亏平衡状态,预计2020年继续达成年营收翻倍的目标。

在嵌入式AI方向,菲数提供从视频输入到推理结果处理、无需CPU参与的全套RTL级嵌入式解决方案,支持多种深度学习算法加速,算力逼近理论算力,王文华介绍说,这类产品已经成熟稳定。

在数据中心场景的一个智慧城市项目中,菲数提供的FPGA异构计算硬件平台,帮助A公司承建的交警平台实现CNN特定神经网络拓扑的计算加速。当环境温度超过40度,FPGA工作频率在600MHz时,依然可以稳定可靠工作。

获合肥地方资本投资,拿阿里浪潮订单!小灵通背后老兵的FPGA创业路▲菲数科技FPGA加速板卡

迄今为止,菲数科技的硬件加速板卡已经获得了阿里、浪潮、金山云等多个大客户的认可并批量应用,其FPGA加速解决方案已覆盖网络加速、网络安全、人工智能等多个领域。

尤其在人工智能领域、CNN神经网络计算,其基于FPGA的加速方案,核心模块工作频率已经接近了理论工作频率,资源利用率也达到了80%。

“我明显感觉到,我们的路在越走越宽,因为我们每做一个客户,这个客户就会成为我们的回头客。”王文华说。

新一轮融资也顺利推进。2020年上半年,合肥市创新投资产业基金和高新产业基金联手投资菲数科技,菲数科技于3月份将母公司迁至合肥市高新区。

获得新增融资后,除了继续维持对AI加速的投入度外,王文华说,接下来,菲数科技会还将在加解密领域做更多投入,并计划在合肥开展包括芯片在内的更多研发项目。

三、市场仍在培育期,亟待人才培养

数据中心芯片市场的快速扩容,验证了王文华当年的预判。

根据市场分析机构Semico Research的预测,从2018年到2023年的5年间,数据中心加速器市场预计将从28.4亿美元增长211.9亿美元,其中FPGA预计将是年均增长率最高的细分市场。该机构另一预测数据显示,AI领域中FPGA的市场规模有望在2023年达到52亿美元。

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2020年受资本寒冬和新冠肺炎疫情影响,许多行业的发展速度略有放缓,但新机会的萌芽也在破土而出。比如基于FPGA的智能网卡正得到更多的认可,有一批新的创业公司专注在做智能网卡的方向。

尽管在落地数据中心时曾经历挫折,王文华仍然很看好未来FPGA在这一领域的独特价值。

他认为,FPGA的可编程性,恰恰能适应正在快速迭代的算法、快速变化的应用,而随着更多国内厂家认识到FPGA的优势后,未来FPGA在数据中心的应用将有更广阔的空间。

但他也提到,相对于CPU、GPU这些知名度更高的芯片领域来说,国内FPGA人才储备比较欠缺

“国内的团队确实是比较弱一些,而且集中在老通信公司那里,如华为、中兴、UT等。人少就造成整个生态等各方面都会受限制,所以这方面我觉得国家还是应该花一些力气,给企业一些倾向性的政策。”王文华说。

在他看来,如果仅是听听课,或者做个短期培训,意义不是很大,要成为合格的FPGA工程师,离不开实际的项目实践。

“像我们公司,培养一个合格的工程师,差不多一到三年。”王文华说,FPGA工程师培养远比软件工程师慢,因为FPGA设计非常复杂,需考虑因素也更多,”使用频率、资源、功耗等都要考虑。”

结语:国产FPGA生态亟待扩容

在我国,FPGA的应用范畴非常广泛,从深扎传统的通信、工业、军事、航空、汽车等场景,到与云计算、人工智能、大数据、自动驾驶等新兴技术的应用需求适配,FPGA的市场空间正明显扩容。

一方面,国内FPGA设计公司们逐渐获得更多的落地机会,一些头部国产FPGA厂商的商用进程也在提速;但在市场欣欣向荣的另一面,却是国产FPGA在高端市场缺乏竞争力、在国内约100亿人民币的FPGA民用市场中占比仅约4%的残酷现状。

无论从市场前景还是自主可控的角度来看,发展自主创新的FPGA都势在必行,除了突破技术瓶颈外,扩建生态、培育人才也是重头戏。尽管当前国内外FPGA差距较大,王文华仍对国产FPGA的崛起抱有期待,他们也在推一些基于国产FPGA的产品或解决方案。

要想在未来市场竞争中站稳脚跟,在王文华看来,务实的态度、创新的技术和应用方向、适当的宣传都会带来一些机会,如果抓住这些机会,路将越走越宽,而公司能否长期生存下去,最终还要看做事的能力。

站在FPGA加速发展的新阶段,我们期待涉足FPGA领域的各类国产玩家,都能跻身发展的快车道,在市场中赢得更多的话语权。