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近日，36氪獲悉，存算一體芯片公司知存科技宣布完成1億元B1+輪融資，本輪融資由深創投領投，國開科創跟投，指數資本繼續擔任獨家財務顧問。今年1月，知存科技才獲得領航新界領投，天堂硅谷、瑞芯投資跟投的2億元B1輪融資。截至目前，知存科技B輪系列融資已累計達3億元。
知存科技成立於2017年，專註於存算一體芯片研發。知存科技已發布和量產了存算一體加速器WTM1001、存算一體SoC芯片WTM2101兩代產品，其中WTM2101芯片與主流數字NPU、DSP相比，在同等功耗水平下，算力可提高數十倍，主要運用於智能語音、智能健康和輕量級視覺市場。
知存科技
在傳統的馮·諾依曼結構中，存儲和運算是分離的，CPU/GPU訪問存儲器的速度決定了系統運行的速度。隨着半導體技術快速發展，CPU/GPU運算速度已遠遠超過訪存速度，出現存儲牆問題，基於傳統馮·諾依曼結構的電子計算機難以滿足數據處理更快速度、更低功耗的需求。
於是，存內計算概念誕生了。存內計算芯片的計算可以直接在存儲器上進行，以新的運算架構進行二維和三維矩陣乘法/加法運算，可極大幅度消除數據搬移帶來的數據傳輸緩慢、功耗高、搬運能耗大等問題。此外，它還可以使用存儲單元直接參与邏輯計算，提升芯片算力。
存算一體有着近存計算、存內計算、 存內邏輯等多種技術路線。其區別在於，存內計算的計算可直接利用存儲單元完成計算和存儲兩個功能，近存計算則是通過2.5D/3D封裝技術將存儲器和計算單元的距離拉近。知存科技是多元化存算一體技術公司。
二代芯片產品量產時間減半
2022年1月，知存科技宣布了存算一體SoC芯片WTM2101正式量產，並於3月推向市場，近期已有包含WTM2101芯片的產品上市。算力可達到50Gops ，功耗僅5uA-3mA，可應用於智能語音、智能可穿戴設備等多種應用場景，滿足上百條命令詞連續識別、AI通話降噪、實時健康、人形和凝視檢測等多種功能，具有低功耗、高算力、多應用的優勢。該芯片採用1.8M非易失性存儲計算單元，可同時運行2-3個高性能模型，該芯片採用WLCSP封裝技術，僅2.6mm*3.2mm大小。
首顆量產存算一體SoC芯片WTM2101
知存科技創始人兼CEO王紹迪告訴36氪，相較於知存科技第一代產品WTM1001，WTM2101在性能上有着10倍以上的提升。此外，WTM2101的研發時間僅用了兩年時間，遠低於WTM1001的4年研發時間。知存在明年會推出新一代存內計算芯片，算力將比WTM2101提高600倍，研發周期進一步縮短。
知存科技創始人兼CEO 王紹迪
研發時間縮短背後，是知存科技在存內計算芯片上的積累，上一代產品讓知存科技產品跑通了存內計算芯片的量產過程。
存內一體芯片的難關
存內計算有着極高的技術壁壘。一家存內計算公司想完成一款芯片設計，需克服多個難關。
首先，需要選擇正確的材料。
可用於存算一體的成熟存儲器有FLASH、SRAM、DRAM、ReRAM、MRAM等多種介質。但從生產層面，沒有一種存儲器或工藝有針對存內計算進行優化，行業從業者需對多個路線進行嘗試，選擇其中一條方案。
王紹迪告訴36氪：“真正了解存內計算芯片、且有研發經驗的人非常少。如果從材料角度，企業可從密度、計算功耗、精度等角度選擇材料，但在怎樣用集成電路設計架構和量產這兩個問題上，什麼材料有缺陷，缺陷是否克服，必須親自經歷一遍才能有所了解，尋找做出成品可能性最大的材料。”
從2012年到2017年期間，知存科技CTO郭昕婕用了4、5年時間研究各類材料，嘗試了從ReRAM到Flash的各種存儲器材料，直到2016年終於研發出了第一顆存內計算芯片。王紹迪告訴36氪，這也是國際上第一顆可用於3層以上深度學習的存內計算芯片，僅郭昕婕的實驗室取得成功。
知存科技CTO 郭昕婕
其次，整個芯片設計過程有多重難關。
在設計上，存內計算的設計方式與傳統數字電路完全不同，它不採用邏輯門設計，且主要通過存儲單元做計算，市場上沒有成熟的設計方法。且整個設計過程，傳統芯片可通過EDA等工具輔助數字芯片設計，而存內一體芯片沒有可購買的EDA工具。需要工程師通過一次次調試積累經驗，轉化成設計方法，開發自有工具，再不斷迭代升級。
在工藝層面，晶圓製造廠沒有針對存內計算的專門工藝，企業需持續與晶圓廠合作優化工藝。王紹迪分享到，存內計算的工藝並不複雜，只是關注點與傳統存儲器不同，傳統存儲器非常注重的工藝點對於存內計算並不那麼重要，但與此同時傳統存儲器不在意的一些工藝偏差，就可能會讓存內計算出現良率下降。並且整個工藝調整過程難度高、時間漫長。如果做一個新的技術節點工藝，需至少提前3年開始研發，且一次技術迭代就需要至少一年時間。
知存科技用了多年時間把芯片材料選擇、芯片設計、量產過程中的坑都趟了一遍，針對新工藝和新產品的研發做了多年pipeline的規劃，這也是其二代芯片產品的研發時間僅一代產品一半的原因之一。
打造通用芯片
在產品定位上，知存科技希望將其產品打造成通用性芯片，構建生態，將產品用於更多領域，如移動終端、IPC、AR、 VR、 顯示 、車載、AloT等場景。
據王紹迪介紹，知存科技正打造第三款存算一體產品，第三代相較於第二代產品算力會提高600多倍，單核能效提供10倍。第三代產品的架構將持續使用至少5年時間，為終端客戶、開發者提供穩定的產品架構和開發生態。
在王紹迪看來，知存科技正處於打磨產品、穩定架構、着重打造應用場景、初步建立生態的關鍵時期。基於知存科技已有的開發方案，公司可以在1-2個月時間內為客戶完成開發，客戶自行開發也需2-4個月時間。之後，知存科技將繼續打造更好的開發工具鏈，打造標準化存內計算產品，推出不限場景、易開發、成本優惠的產品。
知存科技的芯片已完成10多個產品原型，部分已經量產。
在創始團隊上，創始人兼CEO王紹迪畢業於北京大學微電子系，在UCLA電子和計算工程學院取得碩士和博士學位；聯合創始人、首席科學家郭昕婕博士2011年在美國加州大學聖塔芭芭拉分校（UCSB）攻讀博士，成為製備國際首個ReRAM器件和存算陣列的Dmitri B. Strukov教授的第一位博士生。自2012年起開展Flash存算一體研發，曾於2016年完成國際首個Flash存算一體計算芯片驗證。2017年，郭昕婕博士又進一步攻下7層神經網絡的浮柵存內計算深度學習芯片，並作為第一作者將這一成果發布在IEEE電子器件大會(IEDM 2017)上。也是在這一年，國際上開始大力資助存內計算技術的研發，十多家初創公司成立，眾多國際頂級半導體公司，類似Intel、IBM、美光等在該領域投資布局。
目前，知存科技超過80%人員為研發人員，有着專業學術背景或知名半導體企業工作背景，平均10年以上行業經驗。知存的研發團隊穩定且合作緊密，過去幾年中，他們已經逐漸成長為了一支獨有的存算一體芯片產業化團隊，兼具工藝、設計、量產、軟件能力，同時擁有頂級行業合作夥伴。
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