AI芯片助推華米科技穿戴產(chǎn)業(yè)升級

今年中秋節(jié)前一周，華米科技發(fā)布了新一代自有品牌的兩款產(chǎn)品——Amazfit米動健康手環(huán)1S和Amazfit智能手表，并在最后環(huán)節(jié)以“one more thing”的形式推出了一款可穿戴AI芯片“黃山1號”，據(jù)稱這是業(yè)內(nèi)首款可穿戴AI芯片。

華米創(chuàng)始人兼CEO黃汪當時稱，這顆AI芯片采用業(yè)內(nèi)全新的RISC-V指令集，并集成四大AI處理器模塊，并且已經(jīng)流片成功，將應(yīng)用在2019年上半年的可穿戴新品中。

然而這顆AI芯片僅僅浮現(xiàn)了“冰山一角”，更多的故事則塵封在海平面之下。

華米這顆可穿戴AI芯片到底是什么，背后經(jīng)歷哪些歷程，與手機AI芯片有何不同？它對標誰，又要取代誰？它是否還承載著華米新的構(gòu)想和商業(yè)突圍？帶著種種疑惑，智東西近期來到華米位于北京的辦公室，獨家對話CEO黃汪，起底華米首顆可穿戴AI芯片背后的陽謀！

華米的辦公室在科技企業(yè)林立的中關(guān)村軟件園，樓前的楓葉已轉(zhuǎn)至金黃，在陽光下甚是漂亮。正如同4年前成立的華米，幾年光景，如今已登頂美國紐交所，真可謂時勢造英雄。

這一天上午10點半我們到達華米的辦公室，見到了那把專屬華米的紐交所敲鐘錘。如今華米在北京、合肥、深圳以及硅谷均有團隊。

這天早晨黃汪剛飛回北京，并在早高峰中從首都機場趕回到辦公室。他徑直走進會議室，臉上帶著些許差旅中的倦容。沒有過多寒暄，我們便直接聊起了AI芯片，“今天多聊聊AI芯片，少聊些產(chǎn)品”，又顯示出他對這一話題的興趣。

▲華米創(chuàng)始人兼CEO黃汪

通過與黃汪溝通，我們發(fā)現(xiàn)這顆可穿戴AI芯片與大家所熟知的手機AI芯片并不相同，它更多的是類似一款協(xié)處理器專門處理AI的功能。同時他還透露了一個重要的信號，華米想要依托AI芯片向醫(yī)療、健康云服務(wù)商邁進，來實現(xiàn)更大的商業(yè)野心。

黃山1號AI芯片背后：歷時2年半投入數(shù)千萬

2014年7月份，雷軍發(fā)布了由華米生產(chǎn)的小米手環(huán)，歷時1年多到2015年9月，這款手環(huán)銷量就實現(xiàn)了千萬量級。而當一個產(chǎn)品達到年銷千萬時，對芯片的需求就尤為大。

在這種情況下，兩個考慮讓黃汪決定做芯片。一個是為了進一步構(gòu)建未來產(chǎn)品的競爭力，華米對于可穿戴產(chǎn)品的更多想法需要底層芯片的支持，而采用外部芯片在需求滿足上相對受限，并且保密性較難保障。另外，當產(chǎn)品銷量達到千萬量級，已經(jīng)能夠收回IoT芯片的成本。

隨著時機的成熟，2年半之前，華米就悄悄的將觸角伸向了芯片領(lǐng)域，但最初并沒有對外講。華米第一次提及AI芯片是在2016年底，黃汪在一封內(nèi)部信中說，華米要正式成立一個AI實驗室，并順帶提到未來也會有AI芯片出來。

但最初華米并沒有第一時間考慮到在芯片中加入AI功能，而是從實踐中摸索了大半年后才決定加入AI。

黃汪稱，“可穿戴對產(chǎn)業(yè)有推動作用的主要有兩塊，一塊是運動+體育，一塊是健康+醫(yī)療，而華米這款芯片主打的就是健康醫(yī)療。”

但在實踐中他發(fā)現(xiàn)，健康醫(yī)療的AI算法在通用處理器上根本跑不了，要么CPU的運算速度不夠，要么功耗特別大，根本無法滿足長時間的心臟檢測。因此，華米就將AI引擎做到芯片中，通過AI芯片同時滿足高計算力與低功耗。

華米可穿戴AI芯片的打造涉及算法團隊、芯片團隊以及外圍團隊等多個團隊的協(xié)作。華米AI實驗室團隊規(guī)模在30人左右，再加上華米收購的Zeep團隊（這是一家北美的多運動傳感器技術(shù)公司）構(gòu)成了AI芯片的核心算法團隊。

華米AI芯片的硬件團隊則分布在***、以色列、硅谷、圣地亞哥幾個跟芯片產(chǎn)業(yè)緊密相關(guān)的地方，黃汪笑稱，“人才在哪，我們的團隊就在哪里”。

除此之外，華米還投資了RICS-V指令集陣營中較為核心的一家公司SiFive，結(jié)合外部資源探索在新計算機體系架構(gòu)上的應(yīng)用。他還透露道，“在RISC-V陣營中，最著名的公司我們幾乎都投資了，并且部分是跟BAT一起投的?！?/p>

在研發(fā)投入上，相比手機AI芯片動則就幾億美元的投入，IoT芯片的花費則要少得多。黃汪稱，打造一款I(lǐng)oT芯片幾千萬人民幣就可以搞定，研發(fā)投入不會超過1個億。因為IoT芯片不需要追求那么高的制程，主要比拼低功耗和在低功耗下處理更多任務(wù)，55nm/40nm這類非常成熟的半導(dǎo)體工藝就可以滿足需求。

黃山1號AI芯片采用的就是55nm工藝制程，代工廠也在***。他稱采用這種非常成熟的制程，可選擇的代工商會很多，這樣不需要將芯片代工鎖定在某一家，從而降低對生產(chǎn)方的依賴。

黃汪還向智東西透露這款芯片的最新進展，他稱把搭載AI芯片的電路板替換掉這一代手環(huán)中原來的電路板，產(chǎn)品功能AI算法都能夠跑起來。這說明黃山1號在技術(shù)邏輯上確實可用，不過真正的產(chǎn)品化、規(guī)?；瘧?yīng)該還有一段路要走。

醫(yī)療健康專用AI處理器背后的技術(shù)路徑

黃山1號AI芯片與我們認知較多的手機AI芯片并不相同，它可以智能手表中作為一款協(xié)處理器芯片，配合主處理器工作，也可以在智能手環(huán)中扮演主處理的角色。

舉例來說，黃山1號就像蘋果A12或是華為麒麟980 SoC中的一個NPU模塊，專精于AI運算，但不存在于SoC中，而是單獨存在電路板中。

這顆可穿戴AI芯片整體由兩部分構(gòu)成，一部分是一顆主頻可達240MHz的處理器；另一部分是四個AI引擎，分別是HeartID、ECG、ECG Pro、Arrhythmia，形成不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)在本地端對心率、心電、心律失常等心臟問題進行實時監(jiān)測分析。

其中這款A(yù)I芯片中有兩點值得關(guān)注，其一是AI引擎（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），其二是它采用的全新的RICS-V指令集架構(gòu)。

黃汪介紹道，與手機中GPU/NPU所處理的圖像、語音數(shù)據(jù)不同的是，這顆可穿戴AI芯片做的是人體生物信號的處理。它的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也不像視頻處理動則就上千層，而是只有100層以內(nèi)。

但由于病人的心律、心電等數(shù)據(jù)很難采集，并且這個領(lǐng)域的數(shù)據(jù)需要專業(yè)的醫(yī)生來標注，這就導(dǎo)致這一領(lǐng)域的AI模型很難訓(xùn)練?！叭A米是業(yè)內(nèi)為數(shù)不多的公司，同時具備心臟領(lǐng)域數(shù)據(jù)的采集、標注、AI模型訓(xùn)練能力”，他談道?？梢娫诳纱┐黝I(lǐng)域，相比算法，數(shù)據(jù)才是更核心的壁壘。

在芯片架構(gòu)上，華米沒有使用業(yè)內(nèi)使用最多、最為穩(wěn)定的Arm架構(gòu)，而是采用了RICS-V指令集架構(gòu)。

黃汪稱，華米團隊本身就是做嵌入式系統(tǒng)出身，在選擇使用什么樣的計算機體系架構(gòu)上是很擅長的，盡管當時這一架構(gòu)在應(yīng)用上尚未成熟，仍然選擇了它。

“從技術(shù)角度來說，RISC-V是IoT時代最適合的處理器架構(gòu)，它具備延展性，非常靈活，既可以做低功耗，也可以做復(fù)雜的AI計算”，黃汪稱。

此外，由于RICS-V是一款開源架構(gòu)，使得這款芯片成本小于1美元，而如果采購市面上具備同樣主頻但不具備AI功能的芯片售價都在2美元左右，這也將進一步降低華米在芯片端的采購費用。

今年9月份華米發(fā)布的新一代智能手環(huán)盡管可以實現(xiàn)對心律等的7*24小時監(jiān)測，但并不能實現(xiàn)實時監(jiān)測。具體來說，其心律、心電的監(jiān)測要通過光學(xué)傳感器采集用戶數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)皆贫巳プ鎏幚?，再將計算結(jié)果傳回手環(huán)，但一旦沒有網(wǎng)絡(luò)就無法完成實時監(jiān)測。

有了這顆AI芯片后，智能手環(huán)可以直接在本地對心率、心律、心電等進行監(jiān)測，通過將AI前移，進行實時監(jiān)測。得益于RICS-V指令集架構(gòu)，AI芯片可以在實現(xiàn)端側(cè)智能的同時，保證7*24小時的低功耗運作。

在具體應(yīng)用到華米智能手表與智能手環(huán)兩個產(chǎn)品線上，這顆AI芯片所扮演的角色也不相同。它應(yīng)用在智能手表中定位是一顆協(xié)處理器芯片，配合北京君正的主處理器發(fā)揮作用。而在智能手環(huán)中，這顆AI就可以扮演主處理器的角色，替代之前的芯片，滿足手環(huán)對算力的需求。

黃汪也表示，這款A(yù)I芯片不是為了取代合作伙伴，比如高通、君正等，而是在主處理器芯片相配合，提升智能手表的計算能力。

芯片背后是華米更大的圖謀

但華米的野心遠不止一顆AI芯片，今天黃汪也向智東西透露了他對華米未來新的戰(zhàn)略構(gòu)想：它要做醫(yī)療健康領(lǐng)域的“亞馬遜”！通過芯片+傳感器+云服務(wù)的布局，華米希望以AI芯片為抓手，在華米產(chǎn)品、品牌之外去賦能行業(yè)，實現(xiàn)華米在商業(yè)模式上的一次突圍。

他說，這顆芯片最大的功能是能夠監(jiān)測心率、心電等心臟問題，未來還會加入血壓、血糖的監(jiān)測，這就是一顆醫(yī)療健康領(lǐng)域的AI芯片，未來華米可能會把芯片賦能出去，“芯片成本1美元就夠了，完全可以成本價送給你，但要用我的云服務(wù)”。

他以亞馬遜為例解釋道，大家都知道亞馬遜是云服務(wù)商，但它也參與了很多芯片，它并不指望芯片賺錢，而是希望在端側(cè)為它帶來更多用戶，使用它的云服務(wù)。

這也是黃汪構(gòu)想的華米未來的盈利模式，依靠傳感器+芯片+云，開放端側(cè)能力，靠云服務(wù)盈利，做一個醫(yī)療、健康領(lǐng)域的云服務(wù)商。他稱華米不會排斥任何第三方使用它們的芯片。

但他也并未透露與哪些公司在AI芯片以及云服務(wù)上達成合作，只是稱這是華米關(guān)于未來的一個戰(zhàn)略。至于盈利方式，他也只是模糊的提到了按年或按月收服務(wù)費。

只能說，目前華米自己跑通了芯片+傳感器+云服務(wù)的這套模式，但在云服務(wù)商、行業(yè)賦能的道路上，華米也正在探索。

心電監(jiān)測背后的技術(shù)門道

芯片+傳感器+云服務(wù)構(gòu)成了華米未來商業(yè)模式的一個閉環(huán)，這里還有一個環(huán)節(jié)傳感器，它對于AI芯片發(fā)揮作用，商業(yè)模式的實現(xiàn)都尤為重要。黃汪稱，未來傳感器部分也會向行業(yè)開放。

在心臟的監(jiān)測防護上，AI芯片中的AI功能有賴于傳感器對心率、心電等數(shù)據(jù)的采集，華米十分重視傳感器的研發(fā)。黃汪談道，華米米動健康手環(huán)1S中采用了自研的PPG心率傳感器，相比之前采購的傳感器，心率監(jiān)測準確性提升至98%，功耗降低80%。

黃汪稱，“這一代產(chǎn)品的最大亮點，是通過光學(xué)傳感器對心臟進行24小時自動監(jiān)測，這項技術(shù)是領(lǐng)先業(yè)界整整一代的?！?/p>

而心率數(shù)據(jù)的搜集主要通過兩種技術(shù)路徑，一種是心電圖數(shù)據(jù)，需要用戶按壓手環(huán)，通過心電傳感器采集；另一方面通過PPG心率傳感器自動獲取海量的心率數(shù)據(jù)，通過這兩類數(shù)據(jù)來進行心臟問題的監(jiān)測。

而傳統(tǒng)的心電圖往往是由醫(yī)院的心電圖機完成，它采用放大電路的形式，將人體心臟活動時產(chǎn)生的生物電信號（心電信號）自動記錄下來，從而供醫(yī)生診斷。

盡管蘋果、華米等公司都在通過光學(xué)傳感器進行心率、心電監(jiān)測，并且在技術(shù)邏輯上予以實現(xiàn)。但產(chǎn)業(yè)對這種心率監(jiān)測方式的認可似乎才剛剛開始。如何獲得國家與專業(yè)醫(yī)療機構(gòu)的認可，無疑對于可穿戴產(chǎn)品的擴散尤為重要。

黃汪稱，這一代手環(huán)已經(jīng)通過國家食品藥品監(jiān)督管理總局認證。并且在臨床方面，華米也與業(yè)內(nèi)心臟病領(lǐng)域知名醫(yī)院北京安貞醫(yī)院與中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院合作，讓心臟病人通過手環(huán)來監(jiān)測心率問題，并為醫(yī)生專門開發(fā)一套使用界面，以便清晰看到病人心電圖的變化。

但從行業(yè)來看，通過可穿戴設(shè)備獲得心電監(jiān)測的方式在實際應(yīng)用中到底如何，專業(yè)醫(yī)療機構(gòu)接受程度如何，似乎還需要時間來驗證。

縱向延伸產(chǎn)業(yè)鏈，橫向擴充品類

如果把AI芯片+傳感器+云服務(wù)這套商業(yè)模式，看作是華米從智能手環(huán)/智能手表出發(fā)，在運動醫(yī)療產(chǎn)業(yè)上下游的延伸與布局，縱向突破核心技術(shù)，橫向擴充品類。

而在橫向品類的布局中，黃汪稱華米把可穿戴品類分成運動與健康兩部分，主線是智能手表/智能手環(huán)，華米也從最初的小米手環(huán)擴展到自有品牌的Amazfit智能手表與智能手環(huán)產(chǎn)品。

除了手環(huán)外，華米還自建團隊做了智能運動鞋、運動衣服類的產(chǎn)品。此外華米也通過投資進行更多布局，比如投資深圳市云頂信息技術(shù)公司，將產(chǎn)品品類擴展至智能牙刷。

此外，在渠道上，除了小米的線上線下渠道外，華米在京東、天貓開設(shè)了自有品牌店。與此同時華米也在擴寬國際渠道，包括歐洲、俄羅斯、印度、印度尼西亞等地的市場。

可見圍繞著可穿戴領(lǐng)域，華米圍繞著縱向、橫向兩個維度進行產(chǎn)業(yè)鏈的拓展與品類的擴充，呈現(xiàn)出一個更加立體的商業(yè)模式。

手機廠商入局能否構(gòu)成威脅？

可穿戴市場在2014年前后可謂異?；馃?，誕生了一大波可穿戴廠商，可謂“春秋爭霸”。但行業(yè)過高的期望也導(dǎo)致前兩年可穿戴市場經(jīng)歷了一個低潮，大批公司已淘汰出局。

而隨著蘋果對行業(yè)的引領(lǐng)以及可穿戴和運動、健康的結(jié)合，這一市場近期又呈現(xiàn)出活力，包括華為、聯(lián)想、三星等手機廠商幾年來持續(xù)投入，擴展穿戴品類，構(gòu)建服務(wù)，并且也取得不錯銷量。

▲2017年可穿戴市場份額，數(shù)據(jù)來源IDG

由于可穿戴產(chǎn)品天生跟智能手機有一種強關(guān)聯(lián)，尤其是具有很強用戶基礎(chǔ)的手機廠商，比如華為今年上半年手機出貨量近1億部，即便是以很低的轉(zhuǎn)化率都可以為可穿戴產(chǎn)品帶來可觀的銷量。以手機公司為代表的消費電子廠商的持續(xù)跟進又能否影響產(chǎn)業(yè)格局？

在黃汪看來，手機廠商的入局構(gòu)不成絕對威脅?！霸谶@么多行業(yè)跳進來做智能手表的公司中，最容易做出產(chǎn)品達成目標的可能是手機公司，但能做到什么程度呢？”黃汪質(zhì)疑道：“可穿戴跟手機涉及到的傳感器大不相同，比如手機不需要光學(xué)傳感器，也不需要醫(yī)療傳感器；手機也不需要運動算法；這對于任何公司都是全新的，需要數(shù)據(jù)和算法的積累?！?/p>

對于如今可穿戴市場多股力量的涌入，他認為各家手機廠商都會做可穿戴設(shè)備，但往往會在低端市場殺的一塌糊涂，最終演變成一個拼渠道、拼價格的行為，使穿戴產(chǎn)品就變成一個簡單的消費電子產(chǎn)品。

而市場中高增值的部分一定要看實際功能和品牌，消費者最終會回歸到剛需功能上。

針對可穿戴市場的競爭格局，黃汪認為無論手機廠商還是PC廠商，3年后市場將進行大洗牌，全世界只有2類公司能夠跑出來，一類是高端品牌，比如蘋果；另一類是有技術(shù)又具備價格優(yōu)勢的公司，比如華米。市場會變成“三明治”結(jié)構(gòu)，在高端品牌與高性價比品牌擠壓下，其他品牌都在中間。

他還不忘吐槽道，“這就是為什么Fitbit比較慘的原因?！?/p>

結(jié)語：AI芯片助推穿戴產(chǎn)業(yè)升級

通過與華米CEO黃汪的深入溝通，我們更加清晰的認識到黃山1號AI芯片背后的思考和打造歷程，以及它與手機AI芯片的不同。

這顆AI芯片也承載著華米新商業(yè)模式的探討，華米開始在產(chǎn)品與品牌之外，謀求醫(yī)療、健康場景下的云服務(wù)發(fā)展。

與此同時，可穿戴市場經(jīng)過過去一段時間的行業(yè)低潮后，正迎來一個良性發(fā)展的階段，但未來的格局仍有眾多變數(shù)，不僅有手機廠商的介入，還有可穿戴關(guān)鍵技術(shù)的推動。但不變的一點是，可穿戴產(chǎn)品正成為AI芯片落地應(yīng)用的另一個重要終端。