本站原創，作者：章鷹，電子發燒友執行副主編。

2019年AI芯片市場是惹人注目的科技主賽道，云端服務器AI芯片市場依圖科技高調發布新品，智能手機AI芯片市場中外企業不斷推出迭代產品，在落地前景最為光明的物聯網終端設備市場，耐能公司推出的AI系統級芯片KL520吸引了眾多行業用戶和媒體的目光。

“智能終端計算成為趨勢。考慮通訊延時、基于硬件設備、個人隱私考慮，我們需要在終端設備、傳感器，各種設備端上實現AI計算。但是要滿足各種場景下AI計算的需求，需要考慮算力和功耗問題的平衡。特別是智能家居領域的物聯網芯片有嚴苛的功耗約束，如何在功耗受限的場景下實現AI算法和運算效能是關鍵難題，”清華大學微電子學研究所副所長尹首一曾這樣對記者說。

圖：耐能創始人兼CEO劉峻誠發布KL520智能物聯網專用AI SoC。

5月15日，在深圳蛇口希爾頓酒店舉辦的新品發布會上，耐能創始人兼CEO劉峻誠率先登場，以《引領終端AI》為題，正式發布這款智能物聯網專用AI SoC——KL520。

圖：耐能KL520智能物聯網專用AI SoC及其開發板

“KL520芯片采用40納米工藝，采用可重組架構，算力最高可達345GOPS，采典型功耗500毫瓦，硬件的運算效率達70%，是競爭對手2-3倍。” 耐能公司創始人兼CEO劉峻誠博士對電子發燒友記者表示，“KL520可以達到支持ONNX、Tensorflow、Keras、Caffe框架，采用Vgg16、Resnet、GoogleNet、YOLO等主流的CNN模型，壓縮精度損失＜0.5%，在人臉識別、物品識別、身體與手勢識別、3D傳感等應用上都有不俗表現。”

耐能KL520智能物聯網專用AI SoC如何能實現小體積、低功耗和有效算力？在出貨量為千萬級的物聯網AI芯片市場主打哪些應用落地？發布會現場，劉峻誠博士帶來了精彩講解，還有美國高通公司風險投資總監毛嵩、大唐半導體研發部技術總監母大學、奧比中光高級戰略BD總監彭勛祿、驀然認知創始人兼CEO戴帥湘接連登臺，分享了各自在AI領域的布局、與耐能的合作情況。

可重組架構支持物聯網領域多元應用

作為耐能首款智能物聯網專用AI SoC芯品，KL520研發難度比一般的AI加速芯片（ASIC）更加高，這款產品顯然度過六大關鍵技術難關，總線架構技術、IP核可復用技術，軟硬件協同技術、時序分析技術、驗證技術、可測性設計技術，這些關鍵技術都涉及跨學科知識，開發流程多達40個工序。

圖：耐能AI生態

對于為何采取可重構設計架構？劉峻誠分析說，AI的應用呈現多元化，2D和3D的人臉識別，語言語義和物體識別，每個神經網絡支持不同的應用，比如ResNet做人臉識別效果非常好，SSD300主攻物體識別和分類，這些神經網絡的核心區塊都有相似點，有些廠商將不同部分放在芯片上，支持的部分越多，芯片就越大，功耗就越高，價格也越高。

圖：KL520算力能效比

耐能公司發明了專利技術，將神經網絡小的區塊建成模塊，采用類似于樂高積木的搭建方法，實現不同功能，比如語音+視覺、3D人臉識別，正是耐能獨家專利技術的支持，KL520實現了低功耗的同時，一顆物聯網芯片可以支持多種應用。隨后，劉峻誠放出了耐能KL520智能物聯網專用AI SoC的架構圖與詳細參數。

圖：耐能KL520智能物聯網專用AI SoC的架構圖

對于客戶的不同需求，耐能提供兩種服務。有些客戶不具備芯片二次開發能力，耐能提供定制化的芯片，軟件都已經做完；還有一些國際客戶，研發團隊很強大，自家進行客制化開發，耐能編譯器平臺支持95%以上的AI開發者，不需要了解硬件，編譯器產生指令集，基于芯片做二次開發。

AI商業化2.0時代，低功耗物聯網芯片極具市場潛力

高通風險投資總監毛嵩認為，在2014年，全世界進入AI 1.0時代，卷積神經網絡算法很快被商用起來，高通重點關注擁有數據落地場景的垂直行業公司。當時在智能AI終端市場還沒有出現低功耗的產品；現在，全球進入AI商業化2.0，進入行業IoT趨勢，AI進入到各個子行業中，解決的是傳統行業用傳統勞動力－人眼去檢測的問題，不要求很高的精度，有效算力＋低功耗＋高兼容性+可控成本成為物聯網芯片的需求關鍵點。

耐能是物聯網芯片需求的先進提供商之一，其推出的KL520芯片目前具備驅動物聯網細分市場AI芯片需求的能力。劉竣誠指出，KL520的應用領域廣泛，可以賦能智能門鎖、門禁系統、機器人、無人機、智能家電、智能玩具等眾多品類，有實力成為業界主流的AI賦能者。“2018年公司創立之處，耐能為客戶提供NPU IP以及算法、圖像識別軟件，為客戶定制的兩顆NPU芯片都以IP授權為主，2019年5月我們推出AI Soc芯品——KL520，2019年第四季度，耐能將發布更高規格的第二款AI SoC——KL720。

智能門鎖和3D感測的落地應用

“2018年，中國智能門鎖市場出貨量達到1300萬套，到了2020年，中國智能門鎖出貨量預計會達到2000萬套，但目前市場上2D人臉解鎖技術存在安全性差，客戶滿意度低的痛點，3D人臉解鎖可以解決，但是目前3D人臉解鎖芯片功耗多大，產品處于實驗開發階段。” 大唐半導體產品開發部總監母大學分析表示，KL520針對物聯網嵌入式應用，低功耗正好契合大唐的需求。

面對智能門鎖產業日益凸顯的安全問題和“智能門鎖+AI”“智能門鎖+安全”趨勢，大唐半導體選擇攜手耐能，打造3D人臉識別安全智能門鎖解決方案。母大學指出，這款方案主打安全和低功耗，在不增加智能門鎖電池容量前提下，將智能門鎖在業界做到標桿，實現4V情況瞬間電流400毫安以內，達到功耗平衡，提升客戶的滿意度。

這款方案兼具安全芯片主控、低功耗AI芯片、3D人臉識別算法、BLE5.0等四大亮點。他相信，通過大唐半導體和耐能強強聯手、優勢互補，有望破解智能門鎖的安全保障、系統穩定、功耗問題、售后問題等多項難題。

母大學指出，耐能3D方案在專屬打造的輕量級AI芯片強大的AI算力的支持下，不僅利用了人臉識別、人臉比對、活體檢測等紅外人臉信息，而且通過紅外相機和彩色相機得到的特征點視差計算出人臉的3D信息，然后將得到人臉3D信息和人臉2D紅外圖像信息、RGB圖像信息通過耐能融合算法與原始數據進行匹配，結果都和錄入數據匹配才算認證成功，安全性得到極大的提升，誤識率僅為數十萬分之一。同時，對包括室內室外的光線環境均能很好適應，也能有效地防止多種材質的相片、顯示屏甚至人臉模型的攻擊。

奧比中光高級戰略BD總監彭勛祿介紹說，作為全球領先的3D視覺技術方案提供商，奧比中光是國際上少數幾個掌握3D傳感絕大部分核技術、產品已廣泛應用于客廳生態、3D掃描、機器人、安防、金融等20多個業務領域，在全球各國家和地區擁有3000多家客戶。未來，奧比中光將持續推動AI 3D傳感技術對垂直行業的深度賦能，讓所有終端都能看懂世界。

圖：耐能3D傳感方案

展望2019年AI芯片市場中耐能公司發展的愿景，劉竣誠表示：“耐能團隊和技術的基因是終端側的圖像處理，我們會持續設計低成本和低功耗的AI視覺芯片。同時，我們也收到客戶需求，他們希望在AI視覺芯片上增加語音識別功能，因此我們的下一代芯片會規劃集成離線AI語音識別。支持多種數據源輸入，這也符合我們Edge AI Net的愿景。”

在市場拓展上，耐能憑借實力向多個物聯網細分市場發力。“我們看到智能門鎖、掃地機器人都有百萬芯片的市場容量，智能音箱市場特別大，Google和亞馬遜都有很大的出貨量，KL520除了系統級芯片外，還可以當作協處理器，搭配主芯片后進入這個市場是具備實力的。

據悉，目前耐能是通過智能門鎖市場保住芯片的流片成本，未來我們進軍智能音箱、智能手機和智能安防（智能攝像頭）市場，2019年第四季度，耐能將發布更高規格的第二款AI SoC——KL720，以保證市場策略得到產品上的支持。” 劉竣誠分析說。