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OPPO「造芯」,小步快跑 oppo,芯片

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-12-16 14:58:51
导读

造芯这件事,传统芯片厂商更多考虑的是终端厂商成本与需求的平衡,但OPPO是“加法”思维,用“饱和式”堆料的做法去做芯片。撰文|郭朝飞芯片竞争进入白热化。12月14日的第三届OPPO未来科技大会上,OPPO自研的6nm影像专用NPU(神经网络处理器)芯片面世,命名为马里亚纳MariSiliconX。据悉,OPPO高端旗舰FindX最新系列,将

造芯这件事,传统芯片厂商更多考虑的是终端厂商成本与需求的平衡,但OPPO是“加法”思维,用“饱和式”堆料的做法去做芯片。

撰文|郭朝飞

芯片竞争进入白热化。

12月14日的第三届OPPO未来科技大会上,OPPO自研的6nm影像专用NPU(神经网络处理器)芯片面世,命名为马里亚纳MariSiliconX。

据悉,OPPO高端旗舰FindX最新系列,将率先搭载该芯片,预计2022年一季度首发。

在两年前的未来科技大会上,OPPO创始人陈明永说,要有“十年磨一剑”的信念,勇于迈进研发“深水区”,构建最为核心的底层硬件技术。很显然,这个核心底层硬件技术就是芯片。

“马里亚纳 X只是OPPO自研芯片的一小步,OPPO未来会持续投入资源,用几千人的团队,去脚踏实地做自研芯片。”陈永明说。

陈永明对OPPO有着怎样的期待?OPPO的边界究竟在哪里?

1

两个关键问题

马里亚纳MariSiliconX是一款专门用于影像的NPU芯片,而非通用的SoC(系统级芯片)。其基于DSA架构,采用台积电6nm工艺制程。

该芯片集成了OPPO自研的MariNeuroAI计算单元,提供18TOPs的最大有效算力,以及业界领先的11.6TOPs/w的能效表现,面向OPPO自研AI算法,实现最高效的计算加速和功耗优化。相比之下,苹果A15芯片的算力约为15TOPs。

“有一个NPU不难,但在应用场景算法约束下,能达到这样的能耗效率,是非常难的。”OPPO芯片产品高级总监姜波说。

马里亚纳MariSiliconX集成了自研的MariLumi影像处理单元,实现HDR性能的新突破。

MariLumi影像处理单元支持最高20bit的处理位宽,并支持20bitUltra HDR,是目前旗舰平台HDR能力的4倍。在即时呈现的画面中,最亮与最暗处的亮度对比极值达到100万比1,几乎与人眼的感受无异。

此外,马里亚纳MariSiliconX可以帮助OPPO重塑无损影像链路,将传统链路在后端完成的AI计算,推向拥有最多原始信息的最前端——RAW域,为计算摄影的未来发展带来革新。

当然,马里亚纳MariSiliconX并不是要代替主芯片,而是二者搭配使用,帮助后者解决一些问题,实现1+1>2的结果。

关于OPPO首块芯片,还有两个问题值得探讨,一是OPPO的第一块芯片为何选择影像专用方向?二是为什么是难度更高6nm制程?

目前,影像功能是手机行业竞争的一个关键点。OPPO发现,通用芯片无法满足AI对计算影像在算力和能效上的需求,需要专用的NPU来解决算力与能效问题。此前,OPPO在影像方面也探索过混合光变等技术,发觉仍然存在障碍。他们得出结论:如果没有自己的基础硬件能力,会受到很多限制,因此首款芯片选择了影像NPU。

据OPPO芯片产品高级总监姜波回忆,一开始OPPO在市场上也看过一些芯片厂商的NPU,那些产品的最大问题是,无法根据OPPO的场景与算法,实现最优能耗效率。

要知道,目前6nm芯片,国内只有华为海思、OPPO、联发科与阿里可以实现设计并量产。

事实上,OPPO也评估过12nm的芯片,相比6nm,前者研发周期更短,基础IP等资源也会更容易获取。然而,12nm亦很难达到终端层面功耗性能极致的要求,甚至做完还不如此前5nmSoC的整体效果,这样专门做一个芯片就没有意义。

“我们没有其他选项,必须选择6nm。”姜波说。

OPPO造芯,早已有迹可循。

在2019年首届OPPO未来科技大会上,陈明永宣布,未来三年将投入500亿研发预算,除了持续关注5G、人工智能、AR、大数据等前沿技术,还要构建底层硬件核心技术以及软件工程和系统能力。

此后时间不长,OPPOCEO特别助理在内部发文,提及OPPO三大计划,包括软件开发、云,并首次公开关于自研芯片的“马里亚纳计划”,前两者则被命名为“潘塔纳尔计划”和“亚马逊计划”。

2019年10月初,OPPO就组建了芯片技术委员会进行资源的管理与协调。目前OPPO芯片团队已有数千人,其目标不止芯片,而是直指全套的自研能力。

芯片也一直是OPPO投资的重要领域。据不完全统计,2021年OPPO投资9家半导体公司,涉及芯片设计、封装、测试等。
OPPO“造芯”,不可小觑。

2

“加法”思维

做芯片并不是一件容易的事,费钱又费力。

拿OPPO选择的6nm制程来说,目前市场上生态并不发达,由于缺乏IP,研发周期比成熟制程长6-9个月。此外,6nm以及更先进的制程,采用EUV光刻技术,而成熟制程则是DUV光刻技术,前者的成本达到千万级美金水平,比12nm的高出2~3倍。单是一次流片,耗费就达上亿元。

OPPO为何一定要自研芯片?

单拿首款6nm的影像NPU来说,这意味着OPPO已经拿到高阶制程的入场券。

早在2017年,小米董事长雷军与微软CEO萨提亚·纳德拉交流时就说过,“今天的手机之争就是相机之争,相机之争就是AI之争。”姜波的观察是,影像是各厂商从各个层面探索、创新、提升的大赛道,除了OPPO,很多人也在朝这个方向努力。

事实上,要想做好影像旗舰体验,必须打通影像的垂直整合,未来所有厂商都将面临这个问题。在姜波看来,只有把影像链路上的各个环节控制在自己手中,才能做好影像。垂直整合中,最难的是对用户需求的判断。因为一旦判断失误,会影响后面设计芯片的所有配合与设计工作。

“得益于OPPO在移动智能设备多年的经验,我们清楚知道消费者的真实需求,马里亚纳MariSiliconX补足了OPPO在影像计算单元上的最后短板——缺乏可控的影像专用处理器。”姜波说。

在OPPO2021年未来科技大会上,陈明永透露,自研芯片OPPO主要有两方面考虑,一是用户需要;二是OPPO战略的必然选择。

陈明永坦承,“我们看到,用户对手机影像的需求在不断升级,虽然OPPO有超过10年的影像技术积累,但我们走得越深就越发现,要想真正解决影像的行业难题、提供超越用户期待的产品体验,就必须从芯片上下功夫,提供芯片级解决方案。”

在他看来,万物互融时代,必须通过关键技术解决关键问题。一家科技公司,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。

在2020年的OPPO未来科技大会上,陈明永公布了“3+N+X”的科技战略,就是要以芯片切入,主攻底层核心技术,让软、硬、服发挥协同优势,把用户体验的一致性和一贯性真正做好。

目前,做高端手机是国产手机的一致选择。OPPO将其FindX3系列视为高端手机的破局产品,目标是,“希望未来600美元以上的市场有三个品牌,而OPPO能够进入TOP3。”

高端手机竞争必然从参数、配置等层面向研发、芯片等过渡。

“整个芯片目前的定位,还是从用户体验的角度出发,解决用户痛点。如果我们的能力能够解决这些痛点,那我们就自然会进一步去做。”姜波承认,自研芯片这两年,对他们这个建成不久的团队来说,挑战还是蛮大的,尤其是涉及到核心IP的自研,实现最关键的从0到1、从无到有,克服了很多困难。

也因此,OPPO做芯片的思路与传统芯片厂商并不一样。传统芯片厂商更多考虑的是终端厂商成本与需求的平衡,OPPO做芯片是"加法"思维,用“饱和式”堆料的做法去做芯片,从而提升用户体验。

3

第三块屏幕

陈明永对OPPO的定位是一家科技公司,而不只是手机公司,OPPO的边界也就不是手机,技术储备也不会局限于芯片。

推出自研芯片的同时,OPPO还发布了新一代智能眼镜——OPPOAir Glass。目前,市面上各种智能眼镜并不少见,其痛点在于,用户往往不得不“二选一”,在智能与便携之间抉择。要么智能沉重,不方便携带;要么时尚美观,却并不智能。

OPPOAir Glass似乎有意解决这个问题。

其轻盈小巧,主体重量不到30g,镜片厚度仅1.3mm。此外,由于采用光波导蓝宝石镜片,拥有1400nit的平均入眼亮度,单个像素仅4微米的硅基MicroLED显示屏,最高亮度可达到300万尼特。这使得无论室内外,投射画面的文字与图像都确保清晰。

体验方面,AirGlass除了常见的,浮现天气、健康管理、日程管理等以外,还加入导航、AR探店功能。比如,导航是将线路以文字+图标的形式浮现在眼前,AR探店能浮现周边建筑物距离以及方位。此外,眼镜还可实现演讲提词、实时翻译等功能。

这不是OPPO第一次发布手机以外的智能产品,OPPO以手机为基础,不断拓宽其边界。

2020年未来科技大会上,亮相的是OPPOX 2021 卷轴屏概念机、OPPOAR Glass 202 1概念眼镜与OPPOCybeReal 全时空间计算AR应用三款产品。

在OPPO的“3+N+X”战略中:3是指硬件、软件和服务的基础技术,作为一家软硬服一体化的科技企业,OPPO正持续提升软硬服一体化能力。N是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是指差异化的技术,包含影像、闪充、新形态、AR等。

OPPO将投入战略性资源打造差异化的技术点,给产品带来颠覆性的创新,从而革新用户体验。

据陈明永介绍,OPPO联合清华大学,对人类未来的底层需求进行了研究,结合OPPO的科技赛道,明确OPPO智慧生活的四大主题,分别是:智慧文娱、智慧生产、智慧学习和智慧健康。未来,OPPO将围绕四大智慧主题持续发力,为更多用户提供美好智慧生活。

可以预见,未来OPPO将有更多手机之外的产品出现。其中,智能眼镜将会是一个非常重要的品类。OPPO判断,个人用户的第一块屏幕是手机,第二块屏幕是智能手表,而泛在现实技术的发展将使智能眼镜成为新的“第三块屏幕”。

从手机到智能眼镜,再到自研芯片,这是OPPO从手机厂商到科技公司的演进,也是持续技术积累的结果。

数据显示,截至2021年9月30日,OPPO全球专利申请量超过73000件,全球授权数量超过33000件。其中,发明专利申请数量超过66000件,发明专利申请在所有专利申请中占比90%。据世界知识产权组织(WIPO)发布2020年国际专利条约(PCT)申请数量排行榜,OPPO全球排名前十。

此外,值得注意的是,OPPO在AI领域的全球专利申请超过2550件,主要布局在计算机视觉、语音技术、自然语言处理、机器学习等方面。影像专利全球申请超过9300件,授权超过3900件。

当然,陈明永深知,做芯片不易,持续创新更难,也才有了马里亚纳这个芯片的名字。不过,他选择迎难而上,正如OPPO全新的品牌主张:微笑前行。

“坚持做正确的事情,对的路,就不怕远,不怕难。我想,无论面对怎样的困难,只有前行,才能解决问题。微笑前行,是OPPO一路走来的姿态,更是我们面对未来的态度。”陈明永说。

审校|陈秋霖

END


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(文/小编)
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