出品 | 搜狐科技
作者 | 张雅婷
编辑 | 杨锦
近日,OPPO第二颗自研芯片马里亚纳® MariSilicon Y正式发布,采用N6RF先进制程工艺,首次将192KHz/24bit无损音频带入蓝牙设备。
之所以选择做蓝牙音频芯片,OPPO芯片产品高级总监姜波告诉搜狐科技等媒体,首要目的是解决高品质无损蓝牙传输的问题,其次在万物互融的路上OPPO需要自己的连接能力,这次研发经历让OPPO在射频技术上积累了很多经验。
作为OPPO首个SoC芯片解决方案,马里亚纳Y有完整的SoC芯片架构。不过与手机SoC相比,蓝牙音频SoC研发难度小很多,有芯片行业人士认为,相当于“造汽车”和“造自行车”。
在手机SoC领域,目前国内仅有华为海思和紫光展锐两家厂商提供规模量产商用的产品。而蓝牙SoC国产化程度很高,包括杰理科技、中科蓝讯、炬芯科技等国产厂商都有成熟的方案。
研发历时近两年,系OPPO首个SoC芯片
马里亚纳Y在2021年初立项,2022年底发布,研发历时近两年。
与去年OPPO发布的首款自研NPU芯片马里亚纳X不同,马里亚纳Y是OPPO首个SoC芯片解决方案,负责蓝牙音频设备的所有功能。根据介绍,马里亚纳Y有完整的SoC芯片架构,包括CPU、总线、I/O接口、NPU、DSP、射频。
马里亚纳Y采用台积电N6RF先进制程工艺,OPPO之外,目前全球范围内已应用该工艺的只有苹果。6nm是先进制程和成熟制程工艺的分水岭,一般来说,6nm的流片费用是12nm费用的2-3倍,大约在千万美元量级。
相比于逻辑芯片(比如NPU芯片马里亚纳X、苹果A16)的工艺已演进至4nm,甚至在加速探索3nm及更先进的制程。射频芯片的制程工艺发展相对平缓,直至2021年,射频工艺首次演进至N6节点。
姜波表示,台积电从去年发布这项制程到现在仅一年多的时间,要在这么短的时间内把一个刚发布的工艺,落地到实际芯片中是比较有挑战的。这是我们团队第一次做射频的工艺,其中射频性能和能效达标的挑战是很大的。
一位芯片行业从业者对此评价称,OPPO这款蓝牙SoC芯片制程工艺很先进,主要说明了OPPO“有钱”,并且准备将这款芯片做进手机。“因为先进制程工艺主要能实现省电、省空间的效果,但成本非常高,如果只是用在TWS耳机上不会很划算。”
投入上,马里亚纳Y成本比马里亚纳X还高,并且比第三方解决方案要高几倍。
“如果按照外部视角来核算芯片的投入产出,可以说它的投入产出比并不好。”姜波告诉搜狐科技,目前应用到音频产品端普遍还是低成本的芯片,但是低成本芯片在很多方面无法满足的用户需求,我们不认为做一个成本更低的芯片是OPPO自研芯片的方向。
马里亚纳Y有什么用?
据姜波介绍,马里亚纳Y目标解决用户音频体验中“音质”与“智能”的问题。
在“智能”方面,马里亚纳Y首次集成专用NPU单元,为计算音频提供590 GOPS的AI算力,首次在耳机端侧实现了声音分离技术,可以帮助用户可自定义控制人声、鼓声、贝斯等每一个音轨的音量和空间位置,比如将人声放大并且拉近到用户耳边,或将鼓声左右对调,创造个性化听感。
在音质方面,OPPO表示,长期以来,消费者依然无法通过蓝牙耳机获得媲美传统有线耳机的音质。因为蓝牙速率不足,高品质音频(48kHz/24bit无损音频以上规格)的大量数据目前依然只能通过有线传输,无法通过蓝牙无线承载。
通过全球最快的12Mbps蓝牙速率,马里亚纳Y成为唯一支持192kHz/24bit无损音频的蓝牙芯片。192kHz/24bit指的是比特率和采样率,一般来说相关数值越高,声音还原更真实自然、音质更好。
OPPO之外,自研蓝牙SoC的手机厂商还有华为、苹果。不过,今年9月苹果才发布的蓝牙音频H2芯片,最高也只支持48KHz的音频。
需要注意的是,要实现高品质音频体验,无线蓝牙耳机之外,手机也需要支持相关编解码技术。比如由于目前苹果所有手机采用的蓝牙协议,都不支持48khz以上的无损音乐传输,所以即使苹果手机用户使用了支持192kHz/24bit的无线蓝牙耳机,也无法体验到理想效果。
赛迪顾问集成电路研究中心副总经理滕冉告诉搜狐科技,音质效果会受到非常多因素的影响,比如耳机功率放大器、喇叭等硬件,所以提升芯片性能仅仅是提升音质的一个部分。
蓝牙SoC研发难度高吗?与手机SoC差距何在?
虽然OPPO在发布会上不断强调马里亚纳Y有完整的SoC芯片架构,但有芯片行业人士告诉搜狐科技,与手机SoC相比,蓝牙音频SoC研发难度较低。“相当于造自行车和造汽车的差距。”
滕冉认为,蓝牙SoC和手机SoC研发难度不是一个量级。首先能做手机SoC的企业数明显要少于能做蓝牙SoC的,杰理科技、恒玄科技、中科蓝讯、博通集成、炬芯科技等国产厂商都有成熟的方案,国产化程度很高。手机SoC方面,华为海思、紫光展锐之外的国产厂商,没有推出过成熟的产品。
另外,蓝牙SoC不存在准入门槛或者设计难度,对芯片性能、芯片尺寸、集成度要求都更低,只需要提供相对单一的功能。“手机SoC晶体管数量都在100多亿个,蓝牙SoC应该少1-2个数量级。”
“与基带芯片、手机SoC这些大芯片相比,蓝牙芯片做起来肯定是要容易很多。”芯谋研究总监王笑龙认为,研发难度还取决于自研的程度,主要是看有多少自己的IP。芯片IP指的是在芯片中搭载预先设计、验证好的功能模块,有芯片设计公司会选择外购IP,来缩短开发时间、减少工作量。
当然,先从研发难度较低的芯片做起,对于企业来说也是一个比较好的选择。“投入相对来说较低,试错的成本更低,试错容忍的限度更高。”
在近两年手机厂商掀起的自研芯片热潮中,OPPO、vivo、小米均是选择从小芯片做起。OPPO已推出的两款芯片分别聚焦图像处理和蓝牙音频。有媒体报道称,OPPO计划在2024年发布自研4nm SoC芯片。vivo专注迭代图像处理芯片,包括V1、V1+、V2,并明确不做SoC芯片。
小米曾经历过自研手机SoC澎湃S2的失败,近两年在自研芯片上的发力也比较谨慎,推出的是图像处理芯片澎湃C1、充电芯片澎湃P1、电源管理芯片澎湃G1。在接受媒体采访时,小米表示ISP只是起点,还是要回到手机心脏器件SoC的研发中。
造手机SoC不是一件能“大力出奇迹”的事情,需要源源不断地投入时间、人才、金钱,这与公司财务状况、行业发展情况密不可分。回顾华为海思的发展历程,早在1991年,华为便成立了集成电路设计中心,从推出第一款手机AP芯片K3V1到麒麟9000,华为历时约十年在国产手机芯片领域成为“王者”。
王笑龙表示,其他手机厂商难以复制华为海思的成功路径,首先海思是直接做大芯片,路径和策略不一样。其次,华为海思发展期也是手机市场高速发展的时期,现在手机市场已经走下坡路了。
滕冉则认为,企业要想达到华为海思这样的技术水平或者出货量,还要比较长的一个阶段。“从第一颗手机SoC芯片出来后,也要迭代四五年时间才能获得市场真正认可,并且公司经营是在非常良好的状态。”
整体来看,OPPO发布的这两颗自研芯片研发难度相对较低,更像是行业新入局者的“试水”动作,有利于新团队“练兵”,以及核心技术的积累。
正如OPPO创始人陈明永所说,OPPO做芯片,从未寄希望能有奇迹。要想达到国内顶尖芯片设计企业的水平,OPPO还需要一步一个脚印,踏踏实实地向前走。