從ISP到AP,手機(jī)廠商自研AP:關(guān)關(guān)難過關(guān)關(guān)過
近日,有數(shù)碼博主爆料OPPO自研的手機(jī)AP(應(yīng)用處理器)將在2023年第二季度流片,第三季度量產(chǎn)。這也是2022年4月以來,行業(yè)人士又一次爆料OPPO自研手機(jī)AP將在2023年量產(chǎn)的消息。從2021年12月發(fā)布首款自研NPU,到2022年12月發(fā)布自研音頻SoC芯片,OPPO在芯片研發(fā)上可謂步履不停。
當(dāng)手機(jī)的同質(zhì)化競爭蔓延到高端機(jī)型,差異化、個性化發(fā)展已經(jīng)成為頭部廠牌的共識,按需開發(fā)的自研芯片成為新一輪火拼對象。但是,手機(jī)AP的設(shè)計(jì)難度與專用類芯片不可同日而語,即便研發(fā)出AP,也要考慮是否集成基帶,以及從“能用”到“好用”的迭代。對于OPPO等國內(nèi)手機(jī)廠商而言,芯片自研“關(guān)關(guān)難過”,但是,造芯這條路上,只有披荊斬棘,“關(guān)關(guān)難過關(guān)關(guān)過”才能“事事難成事事成”。
OPPO為何執(zhí)意“造芯”?
中國手機(jī)企業(yè)現(xiàn)今面臨兩大關(guān)口:安卓手機(jī)同質(zhì)化競爭進(jìn)入飽和狀態(tài)之后如何實(shí)現(xiàn)差異化創(chuàng)新突破?蘋果一家獨(dú)大之后的高端市場如何破局?
“造芯”是這兩大關(guān)口的共同“路徑點(diǎn)”之一。
大眾消費(fèi)者逐漸發(fā)現(xiàn),在前期歷經(jīng)數(shù)年的移動影像快速進(jìn)階之后,近兩年已經(jīng)呈現(xiàn)明顯放緩趨勢:大底尺寸已經(jīng)接近消費(fèi)者對機(jī)身厚度、重量的要求極限,超高像素對手機(jī)端的體驗(yàn)提升有限,同時又會加重存儲空間要求。發(fā)布會PPT上的數(shù)據(jù)越來越漂亮,然而智能手機(jī)帶給用戶的新鮮體驗(yàn)卻越來越少。
當(dāng)然影像硬件還有進(jìn)步空間,但相比而言用戶和產(chǎn)業(yè)都需要更具創(chuàng)意的“新解法”—— OPPO Find X5在影像工程結(jié)構(gòu)上采用了鏡頭+傳感器雙重懸浮防抖,支持五軸運(yùn)動補(bǔ)償、±3°防抖與±0.7°旋轉(zhuǎn)防抖,最終實(shí)現(xiàn)0.5秒安全快門與“全場景防抖”,這在隨手抓拍、暗光、視頻等用戶日常且剛需的手機(jī)拍攝場景體驗(yàn)提升都很重要。
但更關(guān)鍵的是,伴隨光學(xué)硬件越來越接近手機(jī)形態(tài)的物理邊界,“計(jì)算影像”才是進(jìn)入新階段的真正賽點(diǎn),這應(yīng)該OPPO堅(jiān)定“造芯”、而且首顆就是復(fù)雜NPU影像芯片而非單純ISP的重要原因。
姜波對此表示:自研AI算法可以與自研NPU更好結(jié)合,自研ISP可支持差異化的影像運(yùn)算,專用的Memory(系統(tǒng)緩存)、內(nèi)存控制器、CPU(控制單元)、I/O數(shù)據(jù)接口(傳輸速度高達(dá)8.5GB/秒)等可以支持更好的計(jì)算影像目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。智能手機(jī)影像整合方面,OPPO工程師將馬里亞納X放在圖像傳感器與驍龍通用ISP之間,可以直接從原始圖像數(shù)據(jù)計(jì)算做起,從而減少過去原始數(shù)據(jù)壓縮帶來的影像信息損失及通用ISP的功耗,同時可以更加充分地發(fā)揮OPPO自研影像NPU的差異化影像能力,包括對抖音、微信等第三方APP的差異化優(yōu)勢影像體驗(yàn)支持。
最終馬里亞納X給OPPO帶來的影像價(jià)值也非常明顯:手機(jī)企業(yè)終于有能力對高成本定制傳感器的潛力“榨干”,并且同時將功耗與發(fā)熱控制在合理的水平之內(nèi),安卓影像也第一次有能力支持極限視頻規(guī)格:4K+20bit RAW計(jì)算+AI+Ultra HDR,為安卓計(jì)算影像樹立了全新標(biāo)準(zhǔn)。
創(chuàng)新減緩是智能手機(jī)進(jìn)入成熟周期必然面臨的現(xiàn)實(shí)狀況,但創(chuàng)新變緩并不是沒有創(chuàng)新,而創(chuàng)新的難度增加了,對手機(jī)企業(yè)的綜合創(chuàng)新實(shí)力、投入意志要求更高了。因此技術(shù)創(chuàng)新必須進(jìn)入深水區(qū)甚至是無人區(qū),才能繼續(xù)滿足大眾用戶對移動影像這個“第一剛需”的不斷進(jìn)階需求。
手機(jī)廠商自研AP:關(guān)關(guān)難過關(guān)關(guān)過
行業(yè)觀察人士指出,手機(jī)廠商自研AP有四點(diǎn)好處。一是降低采購成本,提升議價(jià)空間。二是提升對軟件系統(tǒng)的優(yōu)化力度。安卓手機(jī)通常提供三年的軟件更新周期,而蘋果能提供大約五年的iOS更新。相比使用第三方處理器,自研處理器使手機(jī)廠商能夠更好地控制產(chǎn)品,優(yōu)化對軟件的支持。三是提升手機(jī)軟硬件的協(xié)調(diào)性,實(shí)現(xiàn)更長的電池壽命、更好的 RAM 管理、更豐富的軟件功能、更差異化的攝影算法等。四是更好地提升用戶體驗(yàn)。設(shè)計(jì)定制芯片可以優(yōu)先實(shí)現(xiàn)品牌生態(tài)系統(tǒng)的特色功能,使用戶體驗(yàn)對于消費(fèi)者更具吸引力。
收益往往與付出成正比。手機(jī)自研AP的種種優(yōu)勢,建立在更加復(fù)雜的研發(fā)過程和更高的技術(shù)門檻上。創(chuàng)道硬科技創(chuàng)始人步日欣向《中國電子報(bào)》記者表示,從NPU到AP,屬于從專用芯片到通用芯片,芯片架構(gòu)更復(fù)雜、處理能力要求更高,對芯片廠商的綜合能力和技術(shù)積累要求更高。
“手機(jī)廠商要自研手機(jī)SoC,除了在芯片領(lǐng)域有足夠的技術(shù)實(shí)力之外,還要求自己產(chǎn)品的量足夠大,支撐起自研芯片的生態(tài),目前全球也只有像蘋果、三星、華為這樣的大廠商,有這樣的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品生態(tài)?!辈饺招勒f。
而研發(fā)AP也并不是手機(jī)處理器的終點(diǎn)。下一步還要考慮是外掛基帶還是研發(fā)一款整合基帶的手機(jī)SoC。集成基帶有著降低功耗、提升手機(jī)續(xù)航表現(xiàn)、縮小處理器整體面積等多種優(yōu)勢,但集成基帶的SoC開發(fā)難度遠(yuǎn)在AP之上,即便是已經(jīng)推出了十代自研AP的蘋果,也在攻堅(jiān)的路上。
芯謀研究企業(yè)服務(wù)部總監(jiān)王笑龍向記者表示,手機(jī)AP的研發(fā)可以購買Arm的CPU和GPU架構(gòu)再進(jìn)行定制化開發(fā),而基帶的難度更大。要開發(fā)并集成基帶,需要招募到掌握蜂窩通信的人才,且開發(fā)工作量較為飽滿,周期也相對長,包括寫協(xié)議、后期的各種場測,以及兼容各國制式等等,一般需要1500人以上的團(tuán)隊(duì)規(guī)模。
即便開發(fā)出了AP與基帶整合的手機(jī)SoC,要搭載在高端機(jī)大量出貨,往往還需要持續(xù)地迭代更新和軟硬件的生態(tài)積累。王笑龍表示,手機(jī)處理器的開發(fā)需要時間積淀,從業(yè)內(nèi)的先例來看,往往需要三代左右的產(chǎn)品迭代周期,才能從“能用”走向“好用”。
目前,加入造芯隊(duì)伍的手機(jī)廠商還有:蘋果、三星、華為、小米。其中,華為自研ISP早已落地在自己的手機(jī)系列中;小米已經(jīng)發(fā)布了采用自研ISP+自研算法的澎湃C1,具備了更精細(xì)且更先進(jìn)的3A處理能力。同時還具備雙濾波器,能夠進(jìn)行高低頻并行處理,數(shù)字信號處理效率提升100%。可以預(yù)見的是,未來國產(chǎn)手機(jī)芯片市場的競爭也會愈發(fā)激烈。
目前來看,主要的智能移動設(shè)備的芯片廠商、IP提供商以及智能手機(jī)制造商都在推出自己的ISP芯片,但是ISP仍然存在著較大的技術(shù)壁壘,同時還涉及到資金、技術(shù)、市場等各個方面。
