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国产手机芯片,这回站出来的是OPPO!
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2023-01-01 17:54内蒙古活力创作者
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临近2022年年末,一篇OPPO创始人陈明永的内部讲话流出,其中关于自研芯片这件事,陈明永表示:一定要做,而且一定要做好的。
不得不承认,面对老美的打压,国内半导体产业很久没有听到如此孤注一掷、破釜沉舟的声音了。
就在日前,国内晶片产业大V爆料,OPPO自研的手机芯片将会在2023年第三季度流片,采用台积电4nm制程工艺,外挂联发科的5G基带芯片,相关产品预计会在2024年上半年问世。
要知道,台积电4nm制程工艺是先进制程,往往只有高端芯片才会采用,而OPPO的首款自研芯片,就用上了4nm制成,可想而知OPPO对这款芯片的定位以及所付出的巨大心血。
因此外界推测,首款搭载OPPO自研芯片的手机大概率不会很便宜,价格甚至会在3000元以上。
值得注意的是,就在媒体爆出这条消息的前三天,12月27日,OPPO芯片研发中心项目用地摘牌,位于东莞滨海湾新区的交椅湾半岛,面积共计387亩,投资总额45亿元,规划里包括:芯片研发中心、芯片实验测试中心、半导体装备研究中心、5G终端研发中心、AI研发中心等等。
很显然,OPPO对待芯片研发的态度,同样贯彻了OPPO对长期主义的坚守。
数据显示,2021年以来,在OPPO投资的22个项目中,有9家芯片公司,涵盖了光电3D、射频、模拟电路、激光芯片等半导体领域。
如果投资项目还不直观,最明显的还是研发支出。
2018年,OPPO的研发费用还不足40亿元,一年之后猛增到100亿,2019年年底,陈明永表示未来三年,OPPO将投入500亿元用于技术研发,平均到每年就是166.66亿元,数倍于2018年,其中,陈明永特意提到“要构建底层硬件核心技术以及软件工程和系统能力。”
2020年,数位半导体行业顶级工程师加入OPPO,其中就包括前联发科COO朱尚祖。
而作为OPPO重视研发投入的回报,2021年,OPPO的专利申请数量在国内仅次于华为,截止今年年底,OPPO已经有数百项芯片相关的专利储备。
此时很多人会有疑问,OPPO为什么要自己做芯片?
根据市场统计机构IDC的预测,2022年全年,全球智能手机市场出货量恐怕会下跌9.1%,手机市场呈现出肉眼可见的萎缩态势,而目前困扰智能手机产业的诸多不利因素当中,首当其冲的就是产品同质化。
各家手机厂商,都用着同样的处理器平台、摄像头CMOS、软件系统、屏幕总成,只是因为品牌、利润的不同,各有取舍而已,罗永浩对这种情况有非常形象的比喻,他说:手机厂商都是“方案整合商”,都是“供应链供的”,国内除了华为,都是“组装厂”。
很显然,长期对产业方案、供应链的依赖,简单的“拿来主义”,很容易让手机市场陷入同质化的竞争当中。
而且,同质化也是国产手机迈向高端市场的重要阻碍,在OPPO的认知里,利用核心技术,带动手机产品突破高端市场的桎梏,成为了一种可能的选择。
值得注意的是,目前的OPPO已经入到了一个相对关键的时间窗口,对比友商,OPPO 2022年的年增长率并不乐观,下降幅度甚至超过了同行。
尤其是在高端市场,OPPO至今没有能够成功破局的现象级产品,市场声量不如隔壁的vivo X90系列,后者凭借24%的市场份额,帮助vivo坐稳了国内3500-5000元价格段的第一把交椅。
而vivo自研的V2芯片,显然是功不可破,复制了当年华为依靠自研芯片在高端市场破局的成功经验。
目前对于OPPO来说,这样的成功经验显然非常有借鉴的必要。
最后,有了OPPO的躬身垂范,其他手机厂商的自研SoC很有可能也会随之在一两年内相继问世,未来三到五年,我们很有可能会迎来自研手机SoC的井喷式增长,国产手机将会呈现出越来越特立独行和与众不同的发展态势。
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马里亚纳X只是第一步,接下来的每一步,都是要把底层核心技术逐步掌握在自己手中
文 | 柳书琪
编辑 | 谢丽容
在上一个十年,对于 科技 产业的发展,人们热衷于谈论应用与产品层面的创新。而到了新的 历史 周期,半导体等硬 科技 的必要性愈发显现。
造芯热浪,一股不可小觑的势力来自中国手机产业,华为、OPPO、小米等头部手机厂商无一不在夯实自己的硬 科技 实力。
12月14日,OPPO在2021 INNO DAY上发布了首款自研芯片,影像专用NPU芯片“马里亚纳X”,揭开了OPPO造芯计划的面纱。
当天,OPPO创始人兼首席执行官陈明永说,“2019年,我们说要有十年磨一剑的勇气,勇于踏入研发深水区。历时三年,现在我可以说,我们踏入深水区的第一步就是这颗芯片。”
不同于小米的澎湃C1与vivo V1这两颗ISP图像处理器,马里亚纳X的定位是一款影像专用的NPU芯片(神经网络处理器)。据OPPO研究院院长刘畅介绍,马里亚纳X采用台积电6nm先进制程工艺,在控制能耗比的同时,聚焦影像AI算法与HDR(高动态范围图像)的提升。
这几年来,手机产业的竞争越发趋于内卷,在一个红利见顶、创新缓慢的市场里,各家手机厂商疲于缠斗。手机厂商之所以在今年并未拉开明显差异,一大要害就是都缺乏底层研发实力。
马里亚纳计划已有了初步的成果,但终端厂商与传统的芯片公司相比,积累有限,要想拥有成熟的SoC(主芯片)研发能力,还需要漫长的过程。
从芯片产业链上来,中国最明显的短板是先进制程的生产能力,但实际在高端芯片的设计环节也相对薄弱。拥有主芯片设计能力的厂商仅有华为海思、联发科与紫光展锐,且后二者主要生产中低端芯片,具备6nm以内的芯片设计能力的厂商也屈指可数。
非自研不可?
手机厂商要不要自研芯片?一个观点是,芯片产业已有非常成熟的解决方案,手机厂商在芯片设计上的积累难以与专业队媲美,因此没有必要非得采用自研芯片。
但另一个观点是,对手机厂商而言,这件事情不得不做,还得做好。
仅从手机行业来看,可以自主设计制造芯片,是手机厂商通往顶级的门票。全球高端手机厂商,苹果、华为、三星无一不具有自主研发的芯片实力。苹果手机的创新力近年来屡遭诟病,但其在A系列芯片的发布依然备受瞩目,并被认为是苹果手机能保持强有力竞争优势的关键。
核心芯片技术都采购自专业芯片厂商,是绝大多数厂商的选择。但距顶级 科技 企业始终差一个身位。近年来的国际环境,让中国手机厂商更意识到了将自主研发实力掌握在自己手中的迫切性。
“ 科技 公司必须通过关键技术解决关键问题,如果没有底层核心技术,就不可能有未来;而没有底层核心技术的旗舰产品,更是空中楼阁。”陈明永说。
如果萌生了这个想法,手机厂商自研芯片接下来的逻辑显得顺理成章。从前芯片厂商虽然能提供通用平台,但仍然需要终端厂商进行定制化、有针对性的性能调校,这本身就要求终端厂商懂芯片。在此基础上,再向前进一步就进入到了自研的阶段。
对于“主芯片厂商可能会集百家所长,将手机厂商自研芯片的特性汇于一身”的观点,姜波的看法是,这并不意味着手机厂商没必要自研芯片。一方面,通用芯片要同时支持多家公司的算法,做全集,研发周期必然更长。另一方面,手机厂商自研芯片的特性和思路如果被纳入主芯片中,表明这的确是业内公认的价值点,吸纳所长会促进全行业的共同发展。
对于OPPO来说,OPPO手机一向以擅长影像为点,选择在该领域做自研芯片的第一步,顺理成章。手机要对标的影像品质,是单反相机这样的专业设备,但因为手机外形所限,传感器尺寸不能无限增大。“依靠AI算法,可以接近甚至达到单反的水平。”
之所以选择从影像领域切入造芯,也是由于通用芯片和ISP无法满足计算影像在算力和能效上的需求,这就需要自研专用NPU来解决。姜波表示,算法与芯片、软件与硬件的结合在计算影像中起到了决定性作用。当算法和芯片不能做到互相间完全开放、完全紧密耦合的时候,是无法发挥出最大效益的。
“只有将AI算法引入影像,才能大幅提高影像体验的上限。影像专用NPU将成为手机影像发展的主流方向。”他说。
此外,影像体验是最容易被用户感知、影响购买决策的因素,也是高端手机最直观的性能体现之一。Judd Heape表示,定制影像部分的芯片所取得的成效是更明显的,尤其在骁龙平台基础上,可以在软件层进一步定制。
姜波认为,OPPO从影像专用NPU入手,优势在于此前已有十年的相关积淀。过去OPPO已在不同的手机上实现了传感器、摄像头模组、镜头的定制,在10倍混合光学变焦等影像技术方面有一定先发优势。此外基于通用芯片平台,OPPO也在AI算法上有所积累。到了今天这个时间点,是时候推出自己的芯片了。
自研需要跨越几道坎?
术业有专攻,手机厂商造芯,能做到哪一步?
姜波2019年加入OPPO,此前他曾在头部手机芯片厂商负责产品工作,目前他在OPPO主持马里亚纳X的研发工作,从团队搭建、到确定研发方向、设立性能指标,再到自研核心IP、批量生产。简单说,这是一支全新的团队,所做的工作从0到1、从无到有。
首次发布的芯片就采用了6nm先进制程工艺。由于市面上没有6nm独立NPU的参考设计,核心IP需要全部自研。姜波回忆,当初团队研究了不少公共IP,也有厂商可以提供NPU,但综合考虑了场景、算法以及能耗效率,OPPO依然决定自研核心IP。此次马里亚纳X中核心IP MariNeuro和MariLumi都来自OPPO自研。
“大原则是,IP本身一定要带来差异化。如果有现成的IP可以满足要求,我们是非常开放的,但如果第三方NPU达不到能耗效率,那还是没法用。”姜波说。
从工艺制程来看,6nm及更先进的制程采用的是EUV光刻技术,而成熟制程采用的是DUV光刻技术,前者的成本达到千万级美元水平,比12nm高出2-3倍。
姜波曾多年在专业芯片设计公司工作,他感受到最大的区别在于芯片公司更看重需要什么规格的芯片,而终端公司造芯的视角是从用户场景反推,有什么用户痛点。芯片只是整个智能手机精密体系中的一环,它需要与其他零部件和功能协调配合。
最初在设计马里亚纳X时,不断有OPPO终端产品线的同事询问,额外增加这颗芯片对电池容量、手机使用时长的影响有多少,又会带来多大的增益,这与芯片厂商的设计思路截然不同。
OPPO目前对影像芯片的未来演进方向看起来已经有清晰的规划。姜波透露,OPPO将要打通影像的垂直整合,将影像链路的各个环节掌握在自己手中,拥有完全独立自主的技术体系。
只有一条路
选择从6nm先进制程的影像专用NPU切入,这意味着OPPO已拿到了高阶制程的入场券,开端不错。
未来技术创新方向上,OPPO提出“3+N+X”战略,“3”代表硬件基础技术、软件基础技术和服务基础技术;“N”代表能力中心,包括互联互通、多媒体、人工智能和安全隐私等;“X”代表差异化技术,包含闪充、影像、新形态和AR增强现实技术等。
芯片是这块战略拼图中至关重要的一块。对终端厂商而言,芯片实力从前相对薄弱,但现在这是一块不得不补齐的能力。这不仅影响着手机公司能否在当前的高端战役中成功突围,从长远看,它将决定了一家公司是诸多零部件的组装厂商,还是世界级的 科技 公司,二者未来的想象空间和市场潜力不可同日而语。
2018年设立研究院是OPPO的标杆性事件,这意味着OPPO将加大在底层核心技术领域的研究与投入。截至三季度末,OPPO全球专利申请量超过7.3万件,全球专利授权量超过3.3万件,其中发明专利申请量占所有专利申请的90%,发明专利授权量连续三年位居中国企业前三位。
除了自研,OPPO也在通过加速扩大投资版图,获得更丰富的能力。据第三方数据机构IT桔子显示,今年OPPO的投资项目数量达到14起,其中芯片已成为重点投资领域。近几年OPPO已投资仟目激光、灵明光子、杰开 科技 等10家芯片公司,被投企业主要从事智能终端的电子零部件芯片设计和制造。
如今的时代背景下,芯片等核心技术的国产化替代布局已在加速。云岫资本发布的报告显示,2020年中国半导体行业股权投投资金额超过1400亿元,较2019年增长了近4倍。
人们越来越清楚地认识到,必须将核心技术牢牢握在自己手中,自主打造系统化的生态和解决方案。OPPO看起来打算在这条路上走到底。“马里亚纳是世界上最深的海沟,这意味着这注定是一条坎坷而曲折的路。”陈明永说,“但只要是对的路,就不怕远,更不能怕难。”
7月14日消息,对于全球头部的智能手机厂商来说,自研的手机芯片早已是一项不可或缺的核心竞争力。不论是在自研手机芯片上早已获得成功的三星、苹果、华为,还是仍在努力当中的小米,以及正准备推出自研手机芯片的OPPO。
参考图,图文无关
关于“OPPO造芯”在业内早已不是秘密。近几年来,OPPO一直持续在芯片领域进行着相应的研发布局和投入,旗下已经成立了多家与芯片设计相关的企业,比如上海瑾盛通信 科技 有限公司、哲库 科技 (上海)有限公司等。此外,OPPO内部还成立了芯片TMG(技术委员会)。
2020年2月16日晚间,OPPO CEO助理发布了一篇名为《对打造核心技术的一些思考》的内部文章,其中涉及软件开发、云,并首次公布了与芯片相关的“马里亚纳计划”。虽然OPPO没有明确说明以此命名的原因,但众所周知,马里亚纳是世界上最深的海沟,以此命名也足见OPPO对于造芯之难的清醒认识。
近日,OPPO中国区总裁刘波接受了媒体采访时透露,OPPO不排除自研芯片,当需要的时候可能就会去做,其核心还是在于去解决问题。
据“问芯”援引来自供应链的爆料称,OPPO首款自研的芯片将会采用台积电6nm工艺代工,可能是一颗简易版的 SoC,也可能会是一款图像信号处理器(ISP)芯片,并且部分 IP 技术或将与国产通信芯片厂商翱捷 科技 (ASR)合作。
根据上个月披露的翱捷 科技 招股书显示,在半导体 IP业务方面,翱捷 科技 自主研发并积累了包含 2G 至 5G 的多模通信协议栈 IP、ISP、LPDDR 2/3/4x、USB 2/3 Phy、PCIe Phy 等 SoC 芯片所需的大部分模拟 IP 及数字 IP,可 运用于各类芯片设计,部分 IP 已向国内知名手机厂商授权。而翱捷 科技 的半导体IP授权业务目前主要客户正是OPPO。此外,在2021年1月,翱捷 科技 还与小米移动软件签署了 IP 授权协议,授权的IP也主要为ISP相关IP。
基于此,我们不难猜测,OPPO的首款手机芯片确实可能只是一颗手机ISP芯片,结合OPPO自己的ISP算法,可以作为手机主控芯片的协处理器,帮助手机进行更精细、更先进的图像处理,类似于小米此前推出的澎湃C1。
不过,如果仅仅只是一颗ISP芯片,似乎没有太大的必要用到6nm的制程,毕竟作为第一款芯片,采用高端制程,不仅会带来投入成本的大幅提升,同时难度也将会增加,风险也较大。根据预计,仅开一次光罩费用就高达1500万美元,如不成功这1500万美元就等于是打水漂了。
另外值得一提的是,翱捷 科技 自研的5G基带芯片已成功流片,最快年底将量产。那么OPPO的后续如果将推出手机SoC芯片,可能也将会考虑集成翱捷 科技 的5G基带IP或者外挂翱捷 科技 的5G基带芯片。
编辑:芯智讯-浪客剑
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