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,并具备四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,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,可能没有未来。没有核心底层技术的旗舰产品,也可能是空中楼阁。”陈明永说,“通过芯片切入,主攻底层核心技术,(才能)让软件、硬件、服务发挥协同优势,把用户体验的一致性和一惯性真正地做好。”

 

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。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,以实现通讯传输、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》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》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,三星是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,国产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。这需要国产手机厂商持续投入人力、财力和时间,不断积累know-how,做好机型的取舍。

 

好在,国产手机厂商对于自研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。

 

作者丨张心怡

编辑丨连晓东

美编丨马利亚