OPPO自研芯片不相信奇跡

作者 | 包永剛? 編輯 | 王川

“終端科技公司跨界芯片領(lǐng)域，最重要的是兩顆心——決心和耐心。”??

“如果要自研手機主芯片，要投入多少錢？花多長時間？”2013年的一天，一位手機公司的創(chuàng)始人親自到訪Arm中國CEO位于上海的辦公室，想搞清楚這些問題，這位創(chuàng)始人得到的答案是：至少投入10億人民幣，燒5-10年。2013年，風(fēng)靡全球的iPhone已經(jīng)用上了第三代自研芯片，眼看大量消費者排隊搶購售價高昂的蘋果手機，讓很多其他手機公司的一把手們開始認(rèn)真思考自研芯片的必要性。

隨著智能手機的競爭從早期單一的供應(yīng)鏈元器件競爭，轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S度，真正能夠為用戶帶來全方位差異化體驗競爭。蓄力已久的OPPO再也坐不住，在2019年前后開啟了自研芯片。“通用硬件的限制，讓手機廠商進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新時，猶如戴著鐐銬跳舞?！痹诖蟛糠质謾C圈和芯片圈資深人士看來，自研芯片是國內(nèi)手機廠商沖擊高端和實現(xiàn)用戶差異體驗唯一的路徑，但會有不同的選擇。

12月14日，OPPO的第二顆自研芯片——馬里亞納? MariSilicon Y揭開神秘面紗。從馬里亞納 X到馬里亞納 Y，OPPO的自研芯片到底想做什么？

?01從計算攝影卷到計算音頻

1895年12月28日，一輛火車“駛?cè)搿狈▏屠璧囊患铱Х瑞^，盡管只是無聲的黑白影像，在座觀眾還是被剛剛誕生的無聲電影嚇得四散奔逃。

科技的進(jìn)步往往在一個意想不到的時間給人驚喜，就像如今的智能手機AI功能，足以讓一位對拍照興趣不高的消費者，在體驗到通過AI影像功能隨手拍出大片的瞬間，就會當(dāng)即下單一臺新手機。過去幾年間，手機影像的功能和體驗越來越極致，但音頻的體驗還有很大的提升空間，視頻和音頻的發(fā)展出現(xiàn)了不均衡，音頻體驗的提升成為了近幾年手機行業(yè)的一大重點。

2022年最新手機旗艦SoC的重頭戲，除了進(jìn)一步提升計算攝影，就是大幅改進(jìn)音頻功能。聯(lián)發(fā)科的最新旗艦處理器天璣9200，支持192kHz/24bit音頻編解碼，盡管藍(lán)牙速率達(dá)到了8Mbps，但考慮到實際環(huán)境對于速率的影響，即便是用最優(yōu)秀編解碼壓縮技術(shù)，也難以支撐192/24龐大的文件體積。換言之，192kHz/24bit的超高清無損音頻，需要更極致的藍(lán)牙速率。

高通第二代驍龍8支持的驍龍暢聽技術(shù)，支持48kHz無損音樂串流，并通過動態(tài)頭部追蹤支持空間音頻，呈現(xiàn)完整的環(huán)繞聲沉浸感。

從兩大通用芯片今年的動作來看，計算音頻和無損音頻是今年芯片的主旋律。無損音頻本來只是音樂發(fā)燒友才能享受到的聽覺體驗，但隨著全球各大流媒體音樂平臺提供高品質(zhì)的無損音樂，比如Apple Music已有超過7500萬首的無損音頻（192kHz/24bit）歌曲，QQ音樂、酷狗、酷我音樂、網(wǎng)易云音樂提供96kHz/24bit的高解析音頻（Hi-Res），高清無損音頻正從小眾成為大眾。

可惜的是，由于最新的藍(lán)牙5.3的最高傳輸速率是3Mbps，無法承載無損音頻傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，享受無損音頻仍需要有線耳機，直到OPPO第二款自研芯片馬里亞納Y誕生。馬里亞納Y能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙速率4倍的12Mbps超高速藍(lán)牙（比今年旗艦級SoC的8Mbps藍(lán)牙速率還高1.5倍），搭配OPPO自研的URLC無損編解碼技術(shù)，OPPO率先在業(yè)界實現(xiàn)了最高品質(zhì)192kHz/24bit無損音頻的無線互傳。

“藍(lán)牙無線耳機真的可以實現(xiàn)192kHz/24bit音頻傳輸？TWS有必要做無損嗎？”音樂發(fā)燒友難免質(zhì)疑。但更多普通消費者的心聲是，“音樂是不是無損我的‘木耳朵’也聽不出來?！睙o損音頻只是無線音頻體驗提升的一部份，2019年由蘋果AirPods Pro引領(lǐng)的計算音頻功能是所有人都能輕松感知的音頻體驗提升。憑借H1芯片，AirPods Pro實現(xiàn)的主動降噪和空間音頻，創(chuàng)造前所未有的聲音體驗。

作為2022年推出的藍(lán)牙SoC，馬里亞納Y追求極致藍(lán)牙傳輸速率的同時，也是業(yè)界首個集成NPU的藍(lán)牙音頻SoC。“目前，音頻的絕大部分計算處理都通過DSP（數(shù)字信號處理器）完成。最新的空間音頻，也是通過DSP實現(xiàn)3D空間的渲染，結(jié)合傳感器的頭部位置數(shù)據(jù)實現(xiàn)。”O(jiān)PPO芯片產(chǎn)品高級總監(jiān)姜波表示?！榜R里亞納Y高性能NPU單元的算力達(dá)到了超前的590 GOPS，結(jié)合高性能DSP 25 GOPS的算力（屬于全行業(yè)性能最強的DSP之一），相比傳統(tǒng)低算力DSP有巨大的性能優(yōu)勢。超強的算力結(jié)合先進(jìn)的AI算法，馬里亞納Y有望創(chuàng)造全新的計算價值。”

?OPPO也展示了空間音頻之后，新一代計算音頻的樣子。比如自定義全景聲，用戶可以自定義修改每一條音軌的音量，并且將音頻中識別的聲音，調(diào)整到任意位置，所有的這些調(diào)整都由用戶自己定義。又比如萬能全景聲，借助強大的NPU，即便是普通音頻也能實時轉(zhuǎn)化成立體聲。換言之，馬里亞納 Y中的NPU計算出的萬能全景聲，實際解決的是目前中文曲庫大量不支持杜比全景聲格式的尷尬。目前盡管Apple Music已支持了空間音頻，但事實上大量的中文歌曲并不支持。

也可以說，OPPO是用計算換空間?！靶酒牡芷谄毡檩^長，馬里亞納Y的能力水準(zhǔn)，在2年的時間內(nèi)都會是旗艦級。”姜波說。這就引出了一個關(guān)鍵問題，OPPO真的有必要自研一顆超前的藍(lán)牙音頻SoC芯片？這是一筆劃算的生意嗎？

02想構(gòu)建自身護(hù)城河，必須多「造」不同品類的芯

去年，包括OPPO在內(nèi)的幾家手機廠商相繼發(fā)布自研影像NPU或ISP芯片。前產(chǎn)業(yè)分析師呂昊認(rèn)為，“一顆很小的ISP芯片，價值有限，以當(dāng)下手機的影像水平，提升難度很大?！庇惺謾CSoC公司的高管去年直言，“等我們明年的產(chǎn)品發(fā)布，這些自研的ISP的價值就大大降低。”

姜波對自研NPU影像芯片持樂觀態(tài)度，他對雷峰網(wǎng)說，“這是一個好現(xiàn)象，大家都在做，說明方向是對的。馬里亞納X自研影像NPU搭載在最新的旗艦手機中，從能效算力的角度來說都有價值。另外，在一些場景，主芯片的ISP和馬里亞納 X協(xié)作能實現(xiàn)更多功能，兩者并不矛盾。未來我們會基于馬里亞納 X繼續(xù)探索AI+多媒體。”

OPPO的自信是因為足夠有底氣。雖然馬里亞納X是去年發(fā)布，但采用了先進(jìn)的臺積電6nm工藝，AI算力高達(dá)18TOPS，能效比達(dá)到了11.6TOPS/W，從應(yīng)用的角度看，未來一兩年依舊是旗艦級水準(zhǔn)。今天發(fā)布的馬里亞納Y，讓OPPO多了一個實現(xiàn)差異化功能的強大芯片，也為OPPO后續(xù)的產(chǎn)品創(chuàng)新增加了底氣。

蘋果熱銷的iPhone搭載的是自研A系列芯片，讓消費者愿意等幾個月的AirPods核心是自研W1芯片，創(chuàng)造前所未有聽覺體驗的AirPods Pro搭載了自研H1芯片。而即便是MacBook中負(fù)責(zé)指紋信息單一功能，也加了一顆自研T1芯片。

蘋果的成功已經(jīng)證明，想要充分發(fā)揮系統(tǒng)公司更懂消費者需求的優(yōu)勢，自研不同類型和不同領(lǐng)域的芯片必不可少。但這條路充滿了挑戰(zhàn)，手機行業(yè)資深產(chǎn)品經(jīng)理宇立指出，“以自研手機芯片為例，CPU以及GPU等這些核心模塊都可以購買Arm驗證好的產(chǎn)品，并非巨大的挑戰(zhàn)，考驗的部分是整合周邊的模塊和器件，比如射頻、電源、時鐘分配等，更耗費時間和精力，甚至可能影響成敗。”

事實上，射頻芯片相比數(shù)字芯片，其設(shè)計難度陡然增加，馬里亞納Y作為一款射頻芯片，對于自研芯片團(tuán)隊僅成立三年的OPPO，考驗可謂巨大。

一方面，設(shè)計射頻芯片需要深厚的經(jīng)驗積累和探索創(chuàng)新，因為射頻芯片設(shè)計中各種指標(biāo)均衡沒有定論，很多指標(biāo)要求都需要挑戰(zhàn)工藝極限，設(shè)計創(chuàng)新性電路結(jié)構(gòu)，需要老師傅和手藝人。另一方面，射頻工藝和封裝有客觀限制因素，例如RF CMOS技術(shù)中，噪聲系數(shù)和線性度存在天然短板，只能通過電路結(jié)構(gòu)和無法定量分析的隔離措施緩解問題，存在許多不確定性。

馬里亞納Y采用的是臺積電最先進(jìn)射頻工藝N6RF，同樣采用這一工藝的只有蘋果H2芯片和蘋果S8芯片中的GPS模塊，馬里亞納Y的領(lǐng)先性不言而喻。“在臺積電對外公布N6RF工藝前一年，我們雙方就已經(jīng)開始合作?！苯ㄍ嘎?，“使用臺積電未經(jīng)市場充分驗證的最新射頻工藝，‘摸著石頭過河’每一步都走得非常小心謹(jǐn)慎。

剛流片回來調(diào)試時確實遇到了一些挑戰(zhàn)，但今天發(fā)布的馬里亞納Y已經(jīng)達(dá)到了我們的設(shè)計目標(biāo)。MariSilicon Y的研發(fā)速度大約是全球頂級科技公司研發(fā)同類產(chǎn)品的2倍。”“OPPO強調(diào)萬物互融，未來一定會在短距通信、端到端的體驗上做很多探索和改進(jìn)。”姜波確信。從協(xié)處理器馬里亞納X，到藍(lán)牙音頻SoC馬里亞納Y ，OPPO自研芯片的下一個目標(biāo)是什么？

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03跨界自研芯片的成功法則——十年磨一劍

距離蘋果首款自研芯片面世已經(jīng)過去12年，蘋果才最終推出性能超CPU霸主的M系列PC芯片。而近兩年自研芯片大獲成功的亞馬遜，也是基于對自身業(yè)務(wù)的了解，加上多年在芯片領(lǐng)域的積累，才成為云計算業(yè)界爭相追趕的對象?！跋到y(tǒng)公司之所以投身高風(fēng)險、難度大的芯片領(lǐng)域，為的是具備差異化的競爭力，本質(zhì)上還是經(jīng)濟(jì)賬。”這是不少業(yè)界人士的共識。

芯片研發(fā)是長周期，高投入，需要巨大的出貨量才能實現(xiàn)成本優(yōu)勢的行業(yè)，這對于任何一家想要跨界到芯片領(lǐng)域的具備軟硬件一體的終端公司都是不小的挑戰(zhàn)?！皬纳虡I(yè)角度，自研芯片無論是投入成本，還是市場投資回報率看，短期來看都非常不劃算，采用第三方芯片方案更節(jié)約成本，但MariSilicon Y所代表的自研能力無法通過第三方芯片獲得。

自研芯片是OPPO抱定宗旨一定要做，并且一定要做好的?！苯ㄟ@句話足以說明踏實自研芯片需要目光長遠(yuǎn)?！癘PPO的芯片團(tuán)隊有超過2000人?！毙酒I(lǐng)域多位資深人士都對雷峰網(wǎng)說，“從團(tuán)隊規(guī)模和進(jìn)展看，我更看好OPPO自研芯片。”特別是，在消費市場需求低迷的當(dāng)下，OPPO還在堅持投入芯片的研發(fā)，足以說明OPPO尊重半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的長周期規(guī)律。

OPPO創(chuàng)始人陳明永在近期的一次內(nèi)部講話中說：“我們做芯片，從未寄希望能有奇跡?！钡绻鸒PPO早在2019年就定下的三大核心計劃（馬里亞納自研芯片、潘塔納爾跨端系統(tǒng)、安第斯智能云）形成合力，是否會創(chuàng)造奇跡？