國產手機大廠芯片“底層技術之爭”

隨著大型手機廠商的競爭進入深水區,技術產能不斷逼近甚至向底層芯片產能擴張,成為必然方向。

 

近日,vivo宣布首款自主研發的ISP(圖像信號處理器)芯片V1將搭載vivo X70旗艦系列,闡述了其對芯片業務探索的思考。在視頻賽道這一影響手機購買的關鍵因素中,OVM早就靠研發推動了。雖然OPPO還沒有官宣,但相關信息基本可以確認。小米更早開始了ISP乃至SOC(系統級芯片)的研發進程。

 

2019年,OPPO官方宣布將大力投資研發包括底層能力在內的多項未來技術能力。當時,OPPO研究院院長劉暢對21世紀經濟報導記者表示,OPPO已經有了電源管理層面的自研芯片來支撐快充技術的落地,對芯片能力的理解已經成為終端製造商越來越重要的能力。

 

這些都意味著,針對核心痛點場景的底層能力建設已經成為大型手機廠商發展的必然。不過,在是否進入SOC上,可能還存在一些分歧。當然,這也是一個門檻很高的領域。如果下定決心要進入,也需要多年的探索和積累。

     
                                                             視頻軌道自研能力之爭

目前,手機廠商之間日益同質化的競爭已成為必然趨勢,不僅影響更新換代周期的不斷延長,也促使廠商不斷向上、向外延伸技術脈絡。

 

其中,圖像是一個不可分割的領域。多年來,手機廠商一直在尋找能夠實現更接近單反相機的成像能力的狀態,但智能手機強調輕薄,對元器件的要求非常複雜,當然也不能輕易完成。

 

因此,手機廠商首先開始與全球各大影像或鏡頭巨頭合作,然後在影像效果、色彩能力等軟件方面探索合作。近年來,隨著需求的進一步提升,這種合作逐漸向硬件領域蔓延,甚至進入了底層芯片研發階段。

 

早些年,SOC有自己的ISP功能。但隨著消費者對手機計算能力的要求越來越高,關鍵性能的獨立運算將更好地提升手機在該領域的能力。因此,定制芯片成為最終解決方案。

 

僅從歷史上公開的信息來看,在各大手機廠商中,華為在多個領域的自研是首屈一指的,隨後小米、vivo、OPPO相繼推出。此後,國內四大頭部廠商在圖像處理能力的芯片自主研發能力上齊聚一堂。

 

今年以來,小米和vivo發布的旗艦機型均搭載了該公司自主研發的ISP芯片。據悉,小米於2019年開始投入ISP的研發,被稱為未來開啟數字世界的鑰匙。vivo首款自主研發的專業影像芯片V1完整項目歷時24個月,研發團隊投入300餘人。具有計算能力高、延遲低、功耗低的特點。

 

當然,不僅僅是芯片。智能終端總是需要打通從硬件到軟件的全鏈路。vivo指出,其將影像技術的研發視為一項系統的技術工程。因此,我們需要通過平台、設備、算法等方面進行合作,算法和硬件缺一不可。vivo希望通過V1芯片進入下一個“硬件級算法時代”。

 

據悉,在整體影像系統設計上,V1可搭配不同的主芯片和顯示屏,擴展ISP的高速影像運算能力,釋放主芯片的ISP負載,服務用戶拍照需求。和錄像同時進行。在給定的服務下,V1 不僅可以像 CPU 一樣高速處理複雜的運算,還可以像 GPU 和 DSP 一樣完成數據並行處理。面對大量的複雜運算,V1相比DSP和CPU在能效比上有了指數級的提升。這主要體現在輔助和加強主芯片在夜景下的圖像效果,配合主芯片ISP原有的降噪功能,實現二次亮度和二次降噪的能力。

 

IDC中國研究經理王曦認為,近年來移動影像的明確方向是“計算攝影”。上游硬件的發展幾乎可以說是透明的,受限於手機空間,上限必然存在。因此,各種圖像算法在移動圖像中所佔的比例越來越大。vivo確立的人像、夜景、運動防抖等主要賽道,都是重度算法場景。除了vivo歷史上已有的定制HIFI芯片傳統外,通過自研定制ISP應對未來挑戰是自然而然的選擇。

 

“未來,隨著影像技術的發展,對算法和計算能力的要求會更高。同時,基於供應鏈風險的考慮,各頭部廠商都引入了多家SOC供應商,多家第三方SOC的ISPS不斷更新迭代。技術路徑也不同。需要手機廠商開發者的適配和共同調整。優化工作勢必會有很大的提升,功耗問題會增加,沒有這回事。“

 

他補充說,因此,專有圖像算法以獨立ISP的形式固定,圖像相關的軟件計算主要由獨立ISP的硬件完成。該模式成熟後,將具有三個含義:體驗端有更高的出片效率和更低的手機發熱;廠商影像團隊的技術路線始終保持在可控範圍內;並在外部供應鏈風險下,實現芯片開發技術全過程的技術儲備和團隊培養,預測行業發展——洞察用戶未來需求——最終通過自有技術團隊開發產品。

                                                         建立基礎核心能力

頭部手機廠商早就想到了底層能力的建設,這也是整個硬件產業生態發展的必然——不斷從下游向上游探索能力,實現系統級的技術能力,也可以形成更高的技術壁壘。

 

不過,目前對於除ISP以外的更難領域的芯片能力的探索和規劃,不同終端廠商的對外說法還是有區別的。

小米明確指出,這些年來一直在探索SOC芯片研發的雄心和實踐,而OPPO並未對SOC的研發進行官方認證。不過,從小米從ISP到SOC的路徑上,我們也不能完全否定其他廠商是否也有類似的考慮。

 

不過,vivo執行副總裁胡柏山對21世紀經濟報導記者表示,高通、聯發科等成熟廠商在SOC方面投入巨資。由於該領域投入較大,從消費者的角度來看,很難感受到差異化的表現。結合vivo的短期產能和資源配置,“我們不需要投資來源來做這件事。從邏輯上講,我們認為投資資源主要是關注行業合作夥伴做不好的投資。”

 

據胡柏山介紹,目前vivo的芯片能力主要包括兩個部分:軟算法到IP的轉換和芯片設計。後者的能力還在不斷加強的過程中,還沒有商用產品。目前vivo將做芯片的邊界定義為:不涉及芯片製造。

 

此前,OPPO副總裁、研究院院長劉暢向21世紀經濟報導記者解釋了OPPO的發展進展以及對芯片的理解。事實上,OPPO在2019年就已經具備芯片級能力。比如OPPO手機中廣泛使用的VOOC閃充技術,底層電源管理芯片都是OPPO自主設計研發的。

 

劉暢告訴記者,目前手機廠商對產品的定義和發展決定了具備對芯片級的理解能力非常重要。“否則,製造商無法與芯片製造商對話,您甚至無法準確描述您的需求。這個非常重要。每一條線都像一座山。”他表示,由於芯片領域離用戶很遠,但芯片合作夥伴的設計和定義都離不開用戶需求的遷移,手機廠商需要發揮連接上游技術能力和下游用戶需求的作用。為了最終生產出滿足需求的產品。

 

從第三方機構的統計數據,或許可以大致了解目前三大終端廠商芯片產能的部署進度。

 

據smart bud全球專利數據庫向21世紀經濟報導記者提供的數據(截至9月7日)顯示,vivo、OPPO、小米擁有大量專利申請和授權發明專利。從專利申請總數來看,OPPO是三者中最大的,小米在授權發明專利佔專利申請總數的比例上具有35%的優勢。智芽諮詢專家表示,一般來說,授權的發明專利越多,專利申請在整體中的比例越高,企業的研發創新能力就越強。

 

smart bud全球專利數據庫還統計了3家公司在芯片相關領域的專利:vivo在芯片相關領域擁有658項專利申請,其中80項與圖像處理相關;OPPO有1604個,其中143個與圖像處理相關;小米有701個,其中49個與圖像處理相關。

 

目前,OVM旗下擁有3家核心業務為芯片研發的公司。

 

OPPO旗下有浙酷科技及其關聯公司,還有上海金盛通信科技有限公司。智亞告訴21世紀經濟報導,前者從2016年開始申請專利,目前已公開專利申請44件,其中授權發明專利15件。金盛通信成立於2017年,已公開專利申請93項,2019年至今,公司擁有專利54項,並與歐寶廣東移動通信有限公司合作申請。大部分技術課題與圖像處理和拍攝場景相關,部分專利與車輛運行狀態預測和人工智能技術相關。

 

北京小米松果電子有限公司作為小米的子公司,2014年註冊的專利申請有472件,其中與北京小米移動軟件有限公司聯合申請的專利53件。圖像處理、智能語音、人機對話等技術。根據智能芽專利數據領域分析,小米松果擁有近500項專利申請,優勢主要涉及圖像和音視頻處理、機器翻譯、視頻傳輸基站和數據處理。

 

工商資料顯示,vivo的微棉通信技術成立於2019年,其經營範圍內沒有涉及半導體或芯片的字眼。不過需要指出,該公司是vivo的主力芯片團隊之一。目前,其主營業務包括“通信技術”。

 

綜合來看,國內大型頭部終端廠商近年來研發投入超過100億,並大力招攬核心技術人才,加強底層芯片自研或連接底層技術框架的相關能力。甚至可以理解為中國基礎技術能力日益壯大的縮影。


發佈時間:Sep-15-2021