从ISP到AP，手机企业造芯进阶到底有多难？

　　近日，有数码博主爆料OPPO自研的手机AP（应用处理器）将在2023年第二季度流片，第三季度量产。这也是2022年4月以来，行业人士又一次爆料OPPO自研手机AP将在2023年量产的消息。从2021年12月发布首款自研NPU，到2022年12月发布自研音频SoC芯片，OPPO在芯片研发上可谓步履不停。当手机的同质化竞争蔓延到高端机型，差异化、个性化发展已经成为头部厂牌的共识，按需开发的自研芯片成为新一轮火拼对象。但是，手机AP的设计难度与专用类芯片不可同日而语，即便研发出AP，也要考虑是否集成基带，以及从能用到好用的迭代。对于OPPO等国内手机厂商而言，芯片自研关关难过，但是，造芯这条路上，只有披荆斩棘，关关难过关关过才能事事难成事事成。国内手机厂商造芯第一步：专用芯片小试牛刀2022年，手机市场需求持续低迷，高端机型成为冷年之中为数不多的增长动能。Counterpoint数据显示，2022年第二季度，全球高端智能手机的平均销售价格同比增长8，达到创纪录的780美元。1000美元及以上价格段的智能手机销售额同比增长94。在销量方面，高端市场连续第九个季度表现优于全球智能手机市场整体水平。2022年第二季度全球高端手机不同价格区间的市场占比及同比增长率数据来源：Counterpoint通过高端手机守住基本盘，成为手机厂商的共同选择。但是，在高端化机型的竞争中，单纯在配置和堆料上下功夫，只会使手机厂商在同质化的道路上持续内耗。如何带来差异化乃至个性化的用户体验，对手机厂商的产品设计和垂直整合能力提出了更高的要求。以手机影像为例，除了更多的摄像头和更高的主摄像素，人文标签成为手机厂商新的宣传点。比如OPPOFindX5Pro追求对20世纪90年代面世的哈苏XPAN宽画幅相机的还原，vivoX70系列寻求对Biotar、Distagon、Sonnar和Planar四款蔡司经典镜头的再现。这一方面提升了手机摄影体验，另一方面也用不同的影像风格彰显旗舰机型的差异化路线，从功能和情怀等不同层次为消费者带来新鲜感。2021年至今，国内手机厂商的自研热情在专用芯片迎来了一波爆发。vivo在2021年9月推出了自研独立ISP芯片V1，作为通用处理器难以满足用户个性化或重度拍摄需求的补充。目前，vivo的自研ISP已经迭代至第三代。小米2021年3月推出ISP澎湃C1，后续又推出了快充芯片澎湃P1和电池管理芯片澎湃G1，且P1和G1组成了小米澎湃电池管理系统，实现了自研芯片之间的联动。OPPO的芯片自研，也是从影像专用芯片起步。2021年12月发布的首款自研芯片马里亚纳MariSiliconX是一款影像NPU，基于AI算法、AI降噪、实时RAW计算等能力，为OPPO追求自然、舒适、符合记忆的手机影像理念提供算力算法支持。2022年12月发布的马里亚纳MariSiliconY则面向无损音质这一新的消费趋势和用户的个性化聆听体验，是一款蓝牙音频SoC芯片，通过更高的传输速率和无损压缩率更高的编解码技术，更好地满足高解析度流媒体的传输要求。而NPU提供的AI算力，能够在耳机端实现声音分离，支持用户分别调节人声、鼓声、贝斯等音轨，满足个性化的聆听需求。此类专用芯片的着眼点，在于协同第三方公司的手机处理器提升用户体验，并增加手机的差异化和高端化卖点。不过，要实现手机软硬件的一体化和功能整合，最大化实现产品定义阶段的目标功能，像苹果、华为一样自研手机AP乃至SoC（内置基带的手机处理器，或AP外挂基带的手机处理器）显然是一劳永逸的选择。OPPO和小米都曾展现出攻坚AP及SoC的意志。OPPO创始人兼首席执行官陈明永曾表示：自研芯片马里亚纳MariSiliconX只是OPPO的一小步。未来将脚踏实地做自研芯片，咬定青山不放松。小米集团手机部ISP芯片架构师左坤隆也表示，将以澎湃C1为起点，重新出发，回到手机SoC芯片的设计制造当中去。手机厂商自研AP：关关难过关关过行业观察人士指出，手机厂商自研AP有四点好处。一是降低采购成本，提升议价空间。二是提升对软件系统的优化力度。安卓手机通常提供三年的软件更新周期，而苹果能提供大约五年的iOS更新。相比使用第三方处理器，自研处理器使手机厂商能够更好地控制产品，优化对软件的支持。三是提升手机软硬件的协调性，实现更长的电池寿命、更好的RAM管理、更丰富的软件功能、更差异化的摄影算法等。四是更好地提升用户体验。设计定制芯片可以优先实现品牌生态系统的特色功能，使用户体验对于消费者更具吸引力。收益往往与付出成正比。手机自研AP的种种优势，建立在更加复杂的研发过程和更高的技术门槛上。创道硬科技创始人步日欣向《中国电子报》记者表示，从NPU到AP，属于从专用芯片到通用芯片，芯片架构更复杂、处理能力要求更高，对芯片厂商的综合能力和技术积累要求更高。手机厂商要自研手机SoC，除了在芯片领域有足够的技术实力之外，还要求自己产品的量足够大，支撑起自研芯片的生态，目前全球也只有像苹果、三星、华为这样的大厂商，有这样的技术实力和产品生态。步日欣说。而研发AP也并不是手机处理器的终点。下一步还要考虑是外挂基带还是研发一款整合基带的手机SoC。集成基带有着降低功耗、提升手机续航表现、缩小处理器整体面积等多种优势，但集成基带的SoC开发难度远在AP之上，即便是已经推出了十代自研AP的苹果，也在攻坚的路上。芯谋研究企业服务部总监王笑龙向记者表示，手机AP的研发可以购买Arm的CPU和GPU架构再进行定制化开发，而基带的难度更大。要开发并集成基带，需要招募到掌握蜂窝通信的人才，且开发工作量较为饱满，周期也相对长，包括写协议、后期的各种场测，以及兼容各国制式等等，一般需要1500人以上的团队规模。即便开发出了AP与基带整合的手机SoC，要搭载在高端机大量出货，往往还需要持续地迭代更新和软硬件的生态积累。王笑龙表示，手机处理器的开发需要时间积淀，从业内的先例来看，往往需要三代左右的产品迭代周期，才能从能用走向好用。重重挑战人才最缺：聚沙成塔靠坚持种种信息显示，OPPO在其自研芯片版图上，已经在组织、人才、资金上倾斜了一定的资源。从组织来看，如今站在马里亚纳计划背后的主要芯片团队是OPPO的全资芯片公司哲库科技。各大高校发布的校招信息显示，哲库科技（上海）有限公司创立于2019年，聚焦软硬件系统和高端手机芯片研发设计，核心团队以芯片设计和研发相关领域的行业人才为主，其企业使命介绍中也包含对MariSiliconX的介绍。而近期爆料OPPO自研手机AP流片信息的数码博主手机晶片达人也在博文中写道哲库加油。在人才方面，哲库自2021年以来积极推进校招和社招，充实芯片研发团队。哲库2022年12月的社招岗位覆盖系统架构、数字设计、模拟射频、软件开发等12个方向的80个岗位，涉及AI处理器、NPU、SoC、AP、数字IC、模拟IC、通信类芯片等多种芯片品类的设计、开发和验证。在资金方面，据东莞发布消息，OPPO芯片研发中心项目用地于2022年12月摘牌，投资总额45亿元。近期有媒体报道称OPPO首席产品官、一加创始人刘作虎表示，OPPO将在未来3年单独为一加投入100亿元资金，在具体的投入方向上，一加将从CPU、内存和存储这三个角度切入，未来将计划自研存储芯片，OPPO的马里亚纳X芯片也有望在一加手机上使用。其中，考验最大的还是人才。步日欣指出，手机厂商做SoC自研的队伍，大部分还是从展锐、联发科等第三方手机芯片公司分流出来的，如果手机厂商自研成为常态，人才储备必然会面临挑战。王笑龙表示，手机公司除了招募人才，也可以委托芯片设计公司执行一部分工作。但无论如何筹建核心研发团队，要将造芯真正转化为手机产品的优势，OPPO等手机厂商的路还很长。从专用芯片到模块、功能更加复杂的AP，再到如何集成基带，搭载哪些机型，后续如何随新的手机进行产品迭代，都是手机厂商需要思考的问题。在这条路上，更重要的不是谁能走得最快，而是谁能积累更深、走得更远。
　　喜报！又一家电企业用上自研MCU芯片
　　MCU芯片又成香饽饽
　　作者丨张心怡编辑丨邱江勇美编丨马利亚监制丨连晓东