产业观察｜半导体创业者的来时之路

十多年来，创业者和风险投资人一直避开半导体，理由似乎很充分：由于摩尔定律带来了性能上的指数增长，设计新芯片的成本远远超过了这一比率。将一种新芯片推向市场的成本可能远远超过1亿美元，因此，无论是初创公司还是现有企业，都需要销售数百万枚芯片才能实现收支平衡。大公司受益于现有的软件和产品团队来销售这些复杂的产品。然而，初创公司在缓慢发展的过程中，不得不为单一产品建立客户支持基础设施。不断增长的开发成本、压缩的利润率、缓慢的客户采用率以及行业整合已经摧毁了许多羽翼未丰的公司。

但是，几年前英特尔(Intel)收购Nervana的消息，让那些不认同这种传统观点的投资者获得了丰厚的回报。

我第一次见到Naveen Rao是在十年前，当时我想把他招进加州大学洛杉矶分校(UCLA)的神经工程实验室，但没成功。Naveen Rao此前在Sun Microsystems担任过几年的芯片设计师，后来选择攻读博士学位，以便更多地了解大脑，从而制造出受大脑启发的芯片。他欣然接受了在布朗大学与约翰 · 多诺霍合作的机会，在那里他建立了大脑-机器接口。七年后，我的搭档Zavain Dar让我们在Naveen重聚，并开始筹集Nervana的首轮融资。与联合创始人Amir Khosrowshahi一起，Naveen建立了一个世界级的硬件和软件团队。他们的目标是带来强大的软件工具，使开发人员能够将机器智能带给大众——通过云中的特殊硬件（由其独有芯片驱动的强大服务器）来实现。Nervana的硬件工程师是世界上最优秀的数字设计师之一，他们发明了一种方法，用于执行最常用的深度学习算法的训练，这种算法源自于硅。

Nervana独特的芯片架构加速了大规模并行计算在硅中的吞吐量。这种方法有望在给定的半导体技术节点上实现数量级的性能改进。Nervana 将这项技术打包为深度学习的平台——霓虹灯，使开发人员能够在云上构建深度学习算法。我们投资让机器以超过人类的速度学习。

Nervana的故事让我想起了20世纪90年代早期GPU的概念：通过并行地进行许多乘法和加法来加速多边形渲染。不幸的是，存在一个问题：内存太昂贵，无法实现它们的全部潜能。没过多久，存储器的价格就下降了，大众很快就被实时渲染丰富多边形的魔力所吸引，从而使侠盗猎车手变得栩栩如生。今天，GPU在个人电脑、移动设备和游戏中已经超过了CPU，在无人驾驶汽车、计算机视觉、自然语言处理和机器人棋手的新应用中有了更多的机会。如果Nervana的芯片是GPU之后的产品，那么投资者为什么要避开半导体呢？为了理解这里的境况有何不同，让我们回顾一下过去。

从几十年前开始，半导体代工厂催生了“无厂房”半导体初创企业——一家创业公司不再需要筹集数亿美元来建造无尘室设施来生产芯片。此外，第三方封装和测试公司使半导体开发成为CAD中几次点击的事情，完整封装的芯片被丢弃运送给客户。创始人和风险投资家们对高通、Marvell和Broadcom等无厂房半本垒打公司感到非常满意，这里仅举几个例子。20世纪90年代的电信和互联网泡沫使他们的股票价格暴涨，导致了一场无晶圆厂的半创业收购狂潮，这促使更多有才华的创始人创办无晶圆厂的芯片公司，而风险资本家则急于创造快速回报。

在20世纪90年代末和21世纪初，公共领域的现任者毫不犹豫地用数亿膨胀的股票换取一家无厂房的芯片初创公司，在很多情况下，他们甚至还没有一个功能齐全的测试芯片。投资者给每个从事WiFi、蓝牙、全球定位系统、SERDES和光纤通道的博士分配了数千万的估值。Innovent以数亿美元的价格出售了它的蓝牙技术。Newport在展示了一个投资不到500万美元的演示芯片之后，获得了10亿美元的巨额收益。然而，本世纪头十年的后半段，这种模式发生了翻天覆地的变化。互联网泡沫破灭压缩了大型收购者的估值。摩尔定律的好处导致了开发成本的飙升，而芯片的复杂程度呈指数级增长更是雪上加霜。相互竞争的技术导致了相互竞争的标准，这些标准花了很多年才被大型电子公司接受——无线GigaBit和无线USB就是这两种协议的大多数投资者都赔钱的例子，前者最终被Wi-Fi所吞并。

无厂房芯片公司遭受双重打击：设计成本上升，毛利率下降。ESilicon2014年的研究项目的设计成本高达数亿美元，而 CSI 市场数据(CSI Market Data)观察到毛利率持续下降，从几年前的50% 以上下降到2016年年中的近20% 。创始人需要让竞争环境向有利于他们的方向倾斜。

自2000年代中期以来，压缩的估值和对更大规模经济的追求带来了行业整合——如今继续进行的是模拟设备公司(Analog Device)即将收购凌力公司的交易。尽管这些巨头对苹果(Apple)和三星(Samsung)等客户的影响力要大于创业公司，但来自亚洲竞争对手的压力推高了芯片价格，以至于苹果在零售柜台和公开市场上都占据了全部价值。由于规模越来越大的复杂性，大型芯片制造商也越来越慢，专注于迭代而不是根本性的创新: 更快/更低的功耗/更便宜的处理器和无线电。传统观点承认芯片初创公司的根本劣势，并引导风险资金完全远离芯片公司。

大公司在2000年代早期就瞄准了创业公司。这些无厂房半导体公司中的许多公司都是以数亿美元的价格被收购的，他们用适度的风险投资证明了光纤通道、GPS、WiFi、蓝牙和3G技术的价值，为风险投资者带来了巨大的回报。在21世纪后半叶，大多数大公司（ARM、nVidia和 QCOM例外）在公开市场上的估值都受到了打击，同时面临着来自亚洲的更为激烈的竞争。低估的估值、规模经济和议价能力在过去10年导致了大规模的收购，使初创企业更加难以竞争，因此风险投资从芯片投资中撤离。

Lux对半导体创业公司非传统方法的追求也导致了Flex Logix的诞生。加州大学洛杉矶分校教授 Dejan Markovic和他的博士后Cheng Wang博士发明了一种新的互连优化方案，当应用于数字电路时，将产生一种可配置的逻辑块，其性能优于FPGA芯片面积的一小部分。Dejan和Cheng希望围绕这项发明创办一家公司，但担心建立一家成熟的芯片创业公司的资本密集度，并怀疑简单地将可配置块授权给芯片制造商的可行性。Lux把Dejan介绍给了Rambus 的创始人、CEO杰夫•塔特(Geoff Tate)。除了ARM，Rambus是唯一一家拥有数十亿美元市值的半导体知识产权授权公司。杰夫认识到，作为一家授权公司，Flex Logix有三个强大的融合主题：1)芯片成本飙升，2)对大规模定制的需求，以及3)缩短产品生命周期。自从合伙创立Flex Logix以来，Geoff, Cheng与Dejan已经与大型半导体公司建立了合作关系，并吸引了美国国家半导体创始人之一皮埃尔•拉蒙德(Pierre Lamond)作为投资者和董事会成员加入其中。拉蒙德本人曾是红杉资本(Sequoia Capital)的合伙人，帮助许多半导体巨头开展业务。

Lux继续在半导体领域寻找机会，尽管它吸取了过去十年的一些经验教训。

颠覆性技术
我能感觉到他的眼睛在转动。每个风投都声称自己在寻找颠覆性技术，而任何从事半导体行业的人都认为自己处于前沿。芯片设计者都需要注意的是，这个标准相对来说要高得多。创始人需要找到创造性的方法，利用目前代工厂提供的半导体技术来提供独一无二的功能。它可以是一种新的电路拓扑，或者是用一种独特的拓扑实现的独特算法，或者是用更少的拓扑做更多的事情。这个奖项并不是颁给那些为现有功能提供更好的性能、功耗和成本的天才设计师，而是颁给那些提供全新功能的人。例如，基础物理学认为，数据在铜线上传输的距离与数据传输速率成反比——这种限制是光线不能在光纤上传输的。随着机器的速度越来越快，数据中心的性能受限于电力和互连，这是由于电子穿过铜的物理限制造成的。Lux支持的Luxtera迎接了使用光电子学连接机器的挑战，用连接芯片和光的愿景。互连瓶颈消失了，高性能云计算的新时代将推动机器智能向前发展。

授权应用程序
对于消费者来说，越来越快、越来越便宜是好事，但并不是一个突出的推动因素。芯片创始人应该少考虑量化性能，多考虑能力。这个芯片能让你做什么没有它就做不了的事？这里的挑战在于，许多应用程序可能并不明显，除非设计师对芯片做了一些有趣的事情ーー在这种情况下，我会鼓励创始人发挥他们的想象力。Lux帮助从私人股本公司旗下的飞思卡尔(Frescale，现为 NXP)分拆出Everspin，此前该公司接受了逾1亿美元的企业投资，用于开发其磁阻技术，将内存编织到处理元件中。Everspin的MRAM存储器使世界上最快的固态磁盘成为可能，并且可以支持未来的内存和神经形态计算架构。

做些神奇的事
许多我们今天认为理所当然的产品在推出时都是神奇的。当时，传统技术几乎无法建立可靠的每秒千比特的连接，而博通制造的廉价芯片可以通过扭曲的铜线以每秒兆比特的速度传输，而当时的传统技术几乎无法建立可靠的千比特每秒连接。利用新型编码技术实现高通信号在噪声中的神奇传输。许多工程师对类似信用卡的WiFi适配器有着美好的回忆，这种适配器神奇地将他们从办公桌上解放出来，后来成为所有笔记本电脑上的标准设备。

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