华米OV齐造芯 自研芯片是手机竞争下半场？
2021-12-24 中国电子报
12月14日，OPPO发布自研影像专用NPU马里亚纳X。自此国产手机“四大厂”华米OV齐聚造芯赛道。目前，全球手机厂商的用“芯”方式有自研SoC、自研与购买SoC混用、自研专用芯片、全部购买芯片等不同策略，高通、联发科等SoC厂商的市场占有率，使自研SoC的手机厂商必须有足够销量的高端机型托底。但是，在智能手机高度同质化的趋势下，手机厂商对于自研芯片的投入产出比，有了更多的考量。 OPPO自研芯片的两个理由 “在芯片产业如此成熟的今天，我们为什么要搞自研芯片？”在OPPO未来科技大会伊始，OPPO CEO陈明永主动谈起了这个话题。 他的答案有两点。 首先是用户需要。在陈明永看来，用户对影像的需求正在不断升级，要解决影像的行业难题，就必须提供芯片级的解决方案。 对于这一点，OPPO芯片产品高级总监姜波从技术层面进行了进一步的诠释。 随着用户对手机影像创作的要求越来越高，通过AI技术提升影像的质量上限已经成为手机厂商的普遍策略。但是，AI技术对于手机芯片的算力与能效平衡提出了极高的要求。从主流的手机芯片架构来看，CPU和GPU可以做AI计算，但效率和能耗都难以满足要求。之后，手机SoC逐渐引入通用NPU，但也只能完成照片级的AI处理。 为了兼顾用户对AI性能和低功耗的需求，OPPO采用DSA架构开发了马里亚纳X。DSA是面向特定领域的专用架构，能针对一类应用进行架构优化，以实现更好的能耗比。马里亚纳X就是一颗针对影像处理的专用NPU，其AI算力最高可达到每秒18亿次，超越了苹果A15芯片15.8亿次的记录。每瓦每秒AI计算可达11.6万亿次，提升了手机NPU的能效表现，并具备4倍于主流旗舰平台的HDR能力和无损的实时RAW计算。 另一个自研芯片的理由是OPPO的战略选择。 在2020年未来科技大会上，陈永明带来了OPPO的“3+N+X”的科技跃迁战略，并宣布自2020年起三年内，OPPO将为之投入500亿元的研发费用。 在OPPO的构想中，“3”指硬件、软件和服务的基础技术。“N”是OPPO长期构建的能力中心，包括人工智能、安全隐私、多媒体、互联互通等。“X”指OPPO差异化的技术，包含影像、闪充、新形态、AR等。 陈明永表示，马里亚纳海沟是“3+N+X”的必然选择。 “一个科技公司如果没有底层核心技术，就可能没有未来。没有底层核心技术的旗舰产品，也可能是空中楼阁。”陈明永说，“只有通过芯片切入，主攻底层核心技术，才能让软件、硬件和服务发挥协同的优势，把用户体验的一致性和一贯性真正地做好。” 手机用芯的四种策略 目前手机厂商用芯大概有四种策略。一是以苹果为代表的厂商，已经实现了在所有机型使用自研SoC。二是以三星为代表的厂商，部分机型使用自研SoC，部分机型使用高通的通用芯片。三是以OPPO、vivo等为代表的厂商，面向特定功能自研专用芯片。四是完全使用高通或联发科芯片。 从难度等级来看，自研SoC仍然是难以逾越的门槛，能实现SoC在所有机型的应用更是难上加难。在全球手机厂商中，仅有苹果、华为、三星、小米曾发布自研SoC。其中，小米首款SoC自2017年发布后，至今未推出后续芯片。而三星也未能在所有机型使用自研SoC。 “过去全球有数十家芯片企业可以制造手机SoC，进入智能机时代后，具备手机SoC设计能力的企业锐减。这是因为智能手机的SoC相当复杂，包括CPU、GPU、Modem、ISP、Memory等，以实现通信传输、高速计算、图像处理等诸多功能，设计出一款PPA（性能、功耗、面积）均衡的手机SoC难度极高。”赛迪顾问集成电路产业研究中心总经理滕冉向《中国电子报》记者表示。 SoC的精密度和容错率，也让手机厂商对于自研SoC的使用和发布采取更加谨慎的态度。 “SoC芯片容错率非常低，运算能力、功耗、故障发生率都摆在那里，如果手机厂商发布的一款SoC芯片有问题，不仅影响手机销量，之后其SoC的认可度也很难提高。因此，手机厂商对SoC芯片的研发和使用非常谨慎。”芯谋研究高级分析师张彬磊向《中国电子报》记者指出。 而三星在中高端机型同时使用自研和高通SoC的策略，是出于成本和市场布局的双重考量。 “苹果主打高端手机市场，三星则在高中低端市场全面布局。苹果、三星的自研SoC主要用于高端手机；在中低端市场，三星可以通过采购高通芯片管控成本，而苹果几乎没有面向中低端市场的手机。这种用芯策略反映的是两个公司不同的发展策略。”张彬磊说。 至于自研专用芯片的厂商，大多将着眼点放在影像能力的提升，包括vivo的自研ISP（图像处理器）V1、小米的自研ISP澎湃C1以及OPPO本次发布的影像专用NPU马里亚纳X等，这也与智能手机基于手机影像进行差异化竞争的路线相符。相比SoC，专用芯片的集成度、模块之间的协同程度不需要那么高，研发门槛有所降低，可操作性更强。 投入产出的基准在变 虽然手机厂商获取和使用芯片的方式不同，目的却趋于一致，那就是最大化的投入产出比。 以此为前提，手机厂商要采用自研芯片，尤其是自研SoC，需要足够比例和销量的高端机型来消化研发费用。这也是为什么三星等混用自研和高通芯片的厂商，主要将自研SoC用于高端手机。 “销量有限的情况下，自研并不节省支出，采购芯片的成本更低，这也是国内几家安卓厂商的早期发展道路。但销量大且稳定以后，自研芯片更有成本和供应链的优势，尤其是苹果这种产品单一并且主打高端的手机厂商。”张彬磊表示。 在智能手机高度同质化的趋势下，投入产出比的定义也在发生变化。如OPPO、vivo等厂商针对差异化竞争点研发芯片的策略，有利于厂商在手机市场的内卷中获得更高的品牌收益。 “中短期来看，手机厂商使用高通、联发科等公司的成套解决方案无疑更加稳妥，但智能手机面临高度同质化，开发专用领域的芯片可以实现差异化竞争策略，有助于手机厂商获得更高利润。”滕冉说。 一旦自研芯片成为手机竞争下半场的入场券，通用芯片的性价比优势也存在削弱的可能。 “各家自研以后，受销量影响，高通、联发科的芯片将有不同程度上涨，购买通用芯片的支出也将上涨。”张彬磊指出。 自研SoC是终极目标 要实现自研芯片从专用到通用，从可用到好用，国内手机厂商仍然任重而道远。目前高通、联发科等企业经过多年的研发和产业化过程，牢牢把握超过90%以上手机SoC市场份额，新进入玩家面临技术和市场的双重壁垒。这需要国内手机厂商持续投入人力、财力和时间，做好机型的取舍。 好在，国内手机厂商对于自研SoC的难度，已经有了充分的认知。 在发布澎湃C1之后，小米表达了再次进军自研SoC的决心。 “我们还是要以这个（澎湃C1）为起点，重新出发，回到我们手机的心脏器件SoC芯片的设计制造当中去。”小米集团手机部ISP芯片架构师左坤隆表示。 而陈明永也明确表态，马里亚纳X只是OPPO芯片自研的起点。对于这条道路的艰难和挑战，他和OPPO几千人规模的自研团队，都抱有充分的觉悟。 “自研芯片注定是一条坎坷而曲折的道路，马里亚纳是世界上最深的海沟，意味着自研芯片的艰难。尽管如此，OPPO已经做好准备。马里亚纳X只是一小步，我们的脚步不会停止，我们会持续地投入资源，用几千人的团队脚踏实地去搞自研芯片。虽然这条路很漫长，前路充满挑战，但我们会坚持不懈，咬定青山不放松。”陈明永说。 |