寒序科技:SpinPU®磁计算芯片(中国)

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成果单位: 寒序科技(北京)有限公司
合作方式: 面议
所处阶段: 产业化
关键词: 药物研发科学计算航空物流自动驾驶具身智能端侧部署云端部署自旋芯片MRAM方案Chiplet封装混合架构
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姓名: 罗昭初 职位: 联合创始人兼首席科学家 最高学历: 博士 毕业院校及专业: 清华大学材料系 个人/团队介绍: 公司联合创始人兼首席科学家罗昭初是北京大学助理教授、研究员、博士生导师。罗昭初分别于2012年和2017年在清华大学材料学院获得学士和博士学位。2017年起在瑞士苏黎世联邦理工学院和保罗·谢尔研究所进行博士后研究。2021年9月加入北京大学物理学院凝聚态物理与材料物理研究所应用磁学中心担任助理教授。近几年以第一作者或通讯作者在Science,Nature,Science Adv.,Adv. Mater.等期刊发表多篇学术论文,获得国家自然科学基金委优秀青年(海外)荣誉,并申请了多项国际专利和国家专利,多次受邀在美国物理学会APS会议、国际磁学与磁性材料MMM会议等国际会议上做邀请报告。

核心问题

当前AI算力芯片在药物研发、科学计算、航空物流及自动驾驶等领域面临算力不足、能耗高、部署难度大等痛点。传统CPU、GPU及超算难以满足日益增长的高性能、低功耗计算需求,而量子计算机虽具潜力但尚未成熟。

解决方案

寒序科技推出SpinPU®磁计算芯片,包括M系列磁概率计算芯片和E系列磁逻辑计算芯片。M系列基于自旋技术,提供超强算力,适用于专用计算加速,速度、能耗优势显著。E系列则针对Transformer架构定制,支持自动驾驶、具身智能等领域,具备低功耗、低时延、低成本等优势,适用于端侧部署。即将推出的E系列新品采用Chiplet先进封装与MRAM存储,进一步降低成本,提升带宽,满足主流AI大模型推理需求。

竞争优势

SpinPU®芯片在计算速度、能耗、成本等方面均表现出色,媲美未来量子计算机。产品性能达国际领先水平,已获多项荣誉及立项支持。公司联合创始人兼首席科学家罗昭初拥有深厚学术背景及多项国际专利,为产品研发提供强大技术支持。寒序科技以技术创新为核心,致力于解决AI算力芯片领域的痛点问题,为行业提供高效、低成本的解决方案。

成果公开日期

20250327

所属产业领域

新一代信息技术

产品设计方案

(1)公司的SpinPU®-M系列磁概率计算芯片是一款基于自旋(Spin)的全新AI算力芯片,其提供的算力可以迅速部署于药物研发、科学计算、航空物流等领域进行专用计算加速,计算速度、能耗优势将远超CPU、GPU、超算,媲美未来量子计算机。公司在2024年7月推出了SpinPU®-M01磁概率计算芯片,采用磁学路线,达到了1024概率比特数、1023的连接度和16的位宽精度,可在室温下工作,更易于集成和扩展。该芯片实现了D-Wave Quantum(NYSE: QBTS)的绝热量子计算机无法实现的比特间的全连接性,可以解决绝热量子计算机(D-Wave的产品等)无法解决的1024节点全连接Max-Cut求解问题。在1024节点全连接Max-Cut问题求解测试中,SpinPU®-M01磁概率计算芯片与英特尔公司(NASDAQ: INTC)2023年Q3发布的主系列性能最高的产品 Intel i9-14900k CPU 相比,在相同求解精度下,SpinPU®-M01的片上求解平均加速超54倍,在更大规模下展现出数百倍速度优势。 (2)公司的SpinPU®-E系列磁逻辑计算芯片采用更低成本的片上MRAM高带宽方案,为Transformer架构定制设计,支持大量自动驾驶、具身智能领域典型算子,具有低功耗、低时延、低成本、高计算并行度、高吞吐量的优势,有望在有限功耗内,适配主流AI模型,完成端侧部署。产品性能达国际先进水平。-3.1、政策风险 (1)国家政策变化风险 公司属于集成电路设计产业,受到国家行业与产业政策的影响。近年来,国家给予本行业诸多政策支持。国务院、工信部、商务部等国家主管机关相继出台了一系列政策措施,为该行业的发展营造了有利的宏观环境。这些政策包括财税优惠、投融资支持、研发资助、人才培育、知识产权保护以及市场应用推广等,旨在推动集成电路设计产业的技术创新和市场竞争力提升。公司及公司所属行业近年来的快速发展与上述政策密切相关,若今后相关政策出现不利变化,将会对公司业务产生不利影响。公司需要密切关注政策动向,及时调整战略,以应对可能的风险。 (2)研究开发政策变化风险 国务院关于《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》中提到聚焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料、集成电路设计工具、基础软件、工业软件、应用软件的关键核心技术研发,不断探索构建社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制。科技部、国家发展改革委、工业和信息化部等部门做好有关工作的组织实施,积极利用国家重点研发计划、国家科技重大专项等给予支持。若未来研究开发政策变化将对公司研发计划开展造成一定影响。 3.2、市场风险 (1)宏观经济波动风险 经济增速和宏观经济的波动将直接影响公司下游服务客户的经营发展情况,从而对公司所属的集成电路设计行业造成影响。因此,经济增速放缓、宏观经济波动都将影响公司经营业绩变动趋势,给公司发展和经营带来一定风险。 (2)行业竞争风险 我国集成电路设计行业近年来发展迅猛,市场化程度逐渐提高。公司的竞争对手多发展迅速,且整体规模和综合实力较高,如D-Wave Quantum Inc.等。如果公司不能持续保持业务创新与增长,可能在激烈的市场竞争中处于劣势,对经营业绩产生不利影响。 随着集成电路设计行业的快速发展,客户对算力的需求亦不断增长。伴随新产品、新模式的不断推陈出新,存在潜在竞争者参与行业竞争,并导致公司的市场份额或竞争地位下滑之风险。 (3)中美贸易摩擦导致的销售波动风险 受中美贸易摩擦影响,公司本身和主要客户可能被美国商务部列入“实体清单”。目前,公司与客户业务合作稳定,并保持持续增长。但如若摩擦加剧,可能导致客户降低对公司相关服务的采购,使得公司存在销售收入较大波动的风险。 3.3、技术风险 (1)公司研发工作未达预期的风险 集成电路设计公司需要持续投入大量的资金和人员到现有产品的升级更新和新产品的开发工作中,以适应不断变化的市场需求。由于磁计算芯片属于前沿科技领域,研发项目的进程及结果存在不确定性。此外,公司的技术成果产业化和市场化进程也会具有不确定性。如果未来公司在研发方向上未能正确做出判断,在研发过程中关键技术未能突破、性能指标未达预期,或者研发出的产品未能得到市场认可,公司将面临前期的研发投入难以收回、预计效益难以达到的风险,对公司业绩产生不利影响。 (2)核心技术泄密的风险 集成电路设计行业为典型的技术密集型行业,核心技术是公司保持竞争优势的有力保障。目前公司多项产品和技术处于持续研发阶段,核心技术人员稳定及核心技术保密对公司的发展尤为重要。若公司在经营过程中因核心技术信息保管不善、核心技术人员流失等原因导致核心技术泄密,将对公司业务发展和研发工作进程造成不利影响。 (3)知识产权风险 作为一家科技创新型企业,公司未来将拥有较多的专利、软件著作权、集成电路布图设计、专有技术等知识产权,该等知识产权是公司取得竞争优势和实现持续发展的关键因素。公司在业务开展过程中可能存在相关知识产权被盗用、不当使用或产生知识产权纠纷等风险。此外,由于集成电路设计业务的国际化程度较高,不同国别、不同法律体系对知识产权权利范围的解释和认定存在差异,若公司未能准确理解该等法律法规,可能会引发争议甚至诉讼,从而影响公司业务开展。 3.4、经营风险 (1)客户无条件解除合同的风险 未来公司可能存在与主要客户签署含无条件解除合同条款的销售合同的情况。公司与相关客户均保持了长期、稳定、良好的合作关系,相关客户也未出现未经与公司协商,无条件解除合同的情形。但若相关客户对公司业务需求量下降,要求与公司无条件解除合同,将对公司生产经营带来一定负面影响。 (2)产品或质量控制风险 未来公司可能会存在因违约、考核结果等导致罚款、扣减服务费情况。公司将不断完善内部控制制度,尽量减少和避免上述情况的发生,但若上述情况仍不可完全杜绝,由此产生的产品或质量控制风险可能会对公司的生产经营、客户关系造成一定的不利影响。

当前进展

目前我国磁计算芯片产业主要包括上游半导体材料和半导体设备,中游芯片设计、晶圆制造和封装测试,下游人工智能、云计算和数据中心、边缘计算和物联网等应用领域,处于产业快速发展期。中国磁性元器件市场规模在2023年达到578亿元,同比增长9.47%。随着研发实力的提升,中国已涌现出一批拥有自主品牌的规模化本土厂商,如可立克、京泉华、美信科技等。未来,磁计算芯片有望在更广泛的领域实现应用,推动相关产业的升级。 据TrendForce集邦咨询统计,2023-2027年中国大陆的成熟制程(28nm及以上)产能占比将由29%增长至33%,其中2023年产值达1377亿元,中国大陆成熟制程产能充足;据台湾《经济日报》报道,大陆代工厂(中芯国际、华虹集团等)的12英寸晶圆价格下调了40%之多,还为8英寸晶圆提供额外20%-30%的折扣,中国大陆厂商成熟制程价格优势明显。寒序科技采用国内28nm成熟制程和MRAM先进存储,研发磁概率计算芯片和磁逻辑计算芯片,具有良好的产业基础和明显的成本优势。 寒序科技孵化于北京大学应用磁学中心罗昭初团队。应用磁学中心隶属于北大物理学院和人工微结构国家重点实验室,拥有以院士(1人)、教授、副教授(共8人)为主导的科研队伍,承担了国家863、973等国家重点研发计划项目,在Nature、Science等国际顶级期刊发表论文500余篇,申请发明专利24项,获国家教委科技进步一等奖两次,国家自然科学二等奖两次。罗昭初研究员深耕于磁学与自旋电子学研究,提出电流驱动的纳米磁畴逻辑运算方法并制备存算一体磁器件,相关成果发表于Nature、Science等国际顶级期刊,带领团队全面掌握自旋电子学器件设计、制备工艺、材料物理、理论分析能力。 寒序科技团队具有磁性专用芯片设计的丰富经验,掌握定制化芯片研发制备技术、工艺,拥有稳定的芯片研发制备平台、产线。该项目是北京大学应用磁学中心在信息化领域的唯一产业化项目,是北京大学物理学院重要产业化成果,具备推动高质量学术成果快速产品化商业化的能力,快速落地满足市场需求的产品,建立起自给自足的生态体系,有能力承接符合国家战略需求和国家安全目标的前瞻性研发计划。

转化现有基础

知识产权情况: 专利,专有技术,工业品外观设计 成果权属: 独占 该技术潜在应用场景及目标客户: (1)公司的SpinPU®-M系列磁概率计算芯片提供的算力可以迅速部署于药物研发、科学计算、航空物流等领域进行专用计算加速。 (2)公司的SpinPU®-E系列磁逻辑计算芯片支持大量自动驾驶、具身智能领域典型算子,有望在有限功耗内,适配主流AI模型,完成端侧部署。 产品形态: 最终消费产品 产品描述: (1)公司的SpinPU®-M系列磁概率计算芯片是一款基于自旋(Spin)的全新AI算力芯片,其提供的算力可以迅速部署于药物研发、科学计算、航空物流等领域进行专用计算加速,计算速度、能耗优势将远超CPU、GPU、超算,媲美未来量子计算机。公司在2024年7月推出了SpinPU®-M01磁概率计算芯片,实现了1,024的概率比特数、1,023的连接度和16的位宽精度,产品性能达国际领先水平。 (2)公司的SpinPU®-E系列磁逻辑计算芯片采用更低成本的片上MRAM高带宽方案,为Transformer架构定制设计,支持大量自动驾驶、具身智能领域典型算子,具有低功耗、低时延、低成本、高计算并行度、高吞吐量的优势,有望在有限功耗内,适配主流AI模型,完成端侧部署。公司即将推出SpinPU®-E系列磁逻辑计算芯片,为主流AI大模型底座定制设计,采用Chiplet先进封装与MRAM先进存储,实现更低成本、开发友好的超高带宽AI大模型推理芯片,完成端侧与云端大模型部署与加速。

转化合作需求

合作方式: 提供技术服务,提供技术咨询,技术联合研发,创新技术产品市场开拓,合同研发外包 合作方式描述: (1)融资需求:公司已完成三轮市场化财务融资,预计第四轮融资将于2025年第一季度正式开启。 (2)市场拓展:向智算中心提供AI芯片、加速卡和服务器,为金融业企业、通信业企业、航空业企业、电力和水利企业、加密需求方、高校研究机构提供云计算租赁服务和项目制解决方案,为互联网大厂的通用大模型、独立的AI大模型企业、可穿戴与AIoT等智能硬件需求方,专业方向的人工智能企业提供云端和边缘端推理芯片算力和解决方案。 (3)交流合作:与芯片设计服务公司、数字后端设计公司、芯片制造厂商、先进封装厂商、芯片与器件测试厂商、服务器供应商、IP 和芯片定制服务公司、EDA厂商、PCB厂商、散热与接口设计服务厂商、硬件工业设计服务厂商、电子元器件销售商等公司开展交流合作。 融资情况及需求: 公司自2023年8月18日成立以来,先后完成数千万元人民币三轮市场化财务融资,投后估值亿元级人民币。公司预计2025年上半年进行下一轮融资,融资额5000万元人民币,投后估值4亿元人民币。

摘要

(1)公司的SpinPU®-M系列磁概率计算芯片是一款基于自旋(Spin)的全新AI算力芯片,其提供的算力可以迅速部署于药物研发、科学计算、航空物流等领域进行专用计算加速,计算速度、能耗优势将远超CPU、GPU、超算,媲美未来量子计算机。公司在2024年7月推出了SpinPU®-M01磁概率计算芯片,实现了1,024的概率比特数、1,023的连接度和16的位宽精度,产品性能达国际领先水平。

(2)公司的SpinPU®-E系列磁逻辑计算芯片采用更低成本的片上MRAM高带宽方案,为Transformer架构定制设计,支持大量自动驾驶、具身智能领域典型算子,具有低功耗、低时延、低成本、高计算并行度、高吞吐量的优势,有望在有限功耗内,适配主流AI模型,完成端侧部署。公司即将推出SpinPU®-E系列磁逻辑计算芯片,为主流AI大模型底座定制设计,采用Chiplet先进封装与MRAM先进存储,实现更低成本、开发友好的超高带宽AI大模型推理芯片,完成端侧与云端大模型部署与加速。 (3)公司申报并获得由北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会组织的新一代信息通信技术创新专项课题项目“基于SRAM+MARM混合架构的高带宽AI推理芯片研制”立项。项目曾获第三届“京彩大创”北京大学生创新创业大赛总决赛季军;中国国际大学生创新大赛(2024)北京赛区亚军、全国总决赛金奖;第十一届“创青春”中国青年创新创业大赛总决赛数字经济赛道初创组金奖;中关村科学城·第十二届“东升杯”国际创业大赛最具创新奖。 (4)公司联合创始人兼首席科学家罗昭初是北京大学助理教授、研究员、博士生导师。罗昭初分别于2012年和2017年在清华大学材料学院获得学士和博士学位。2017年起在瑞士苏黎世联邦理工学院和保罗·谢尔研究所进行博士后研究。2021年9月加入北京大学物理学院凝聚态物理与材料物理研究所应用磁学中心担任助理教授。近几年以第一作者或通讯作者在Science,Nature,Science Adv.,Adv. Mater.等期刊发表多篇学术论文,获得国家自然科学基金委优秀青年(海外)荣誉,并申请了多项国际专利和国家专利,多次受邀在美国物理学会APS会议、国际磁学与磁性材料MMM会议等国际会议上做邀请报告。

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