OPPO要用長(cháng)期主義啃自研芯片硬骨頭。作者 | 云鵬
編輯 | 漠影
隨著(zhù)通信、芯片、AI等各類(lèi)技術(shù)的快速發(fā)展，近年來(lái)我們在影音娛樂(lè )體驗方面的一個(gè)突出感受，就是內容質(zhì)量越來(lái)越高。視頻越來(lái)越清晰，邁向4K甚至8K時(shí)代，而曾經(jīng)只在專(zhuān)業(yè)音樂(lè )愛(ài)好者之間流行的無(wú)損音頻體驗也開(kāi)始逐漸大眾化，被更多普通消費者所接觸到。但問(wèn)題也隨之而來(lái)：越來(lái)越高的內容質(zhì)量，也反向對技術(shù)、設備提出了更高的要求。即便是今天，我們在通勤的路上，想通過(guò)一副TWS藍牙無(wú)線(xiàn)耳機聆聽(tīng)一首192kHz/24bit的無(wú)損音質(zhì)歌曲，都是幾乎不可能實(shí)現的。我們需要找到一副有線(xiàn)耳機，甚至還需要外接編解碼設備，才能最終實(shí)現高品質(zhì)音樂(lè )的收聽(tīng)，體驗遠不夠便捷。這種設備與設備之間高質(zhì)量?jì)热莸膫鬏斖袋c(diǎn)，本質(zhì)上還是底層技術(shù)存在瓶頸，沒(méi)有實(shí)現打通。說(shuō)起設備協(xié)同互聯(lián)的流暢體驗，大家總會(huì )想到蘋(píng)果，其實(shí)蘋(píng)果正是因為實(shí)現了芯片、系統層面的全部自研，才最終讓設備之間的流暢協(xié)同成為了現實(shí)。包括OPPO、vivo、小米在內的國內手機廠(chǎng)商們近年來(lái)也在積極探索相似的路子，重視自研軟硬件技術(shù)的打通，甚至一度掀起了自研芯片的熱潮。但最終潮水褪去，能夠實(shí)現自研芯片大規模量產(chǎn)落地、取得良好反饋，并實(shí)現產(chǎn)品迭代的廠(chǎng)商，卻不多。就在今天的OPPO未來(lái)科技大會(huì )上，OPPO秀出了自家的第二顆自研芯片，一顆藍牙音頻SoC芯片馬里亞納 Y。
要知道，距離上次OPPO的首顆自研影像NPU馬里亞納 X發(fā)布，才過(guò)去了一年，OPPO在自研芯片這條賽道上的步速，顯然已經(jīng)超過(guò)了絕大部分同類(lèi)企業(yè)。不要小看這顆藍牙音頻SoC，實(shí)際上，馬里亞納 Y第一次讓無(wú)損藍牙音頻體驗成為了可能，不論是12Mbps的藍牙傳輸速率、590 GOPS算力的NPU，還是領(lǐng)先行業(yè)2代的N6RF制程工藝，這顆小小的芯片都將藍牙音頻體驗第一次推到了“無(wú)損時(shí)代”。
在OPPO的第二顆自研芯片發(fā)布之際，芯東西有幸與OPPO芯片研發(fā)團隊相關(guān)負責人進(jìn)行了一次兩個(gè)多小時(shí)的深度交流，嘗試挖掘馬里亞納 Y背后所攻克的關(guān)鍵技術(shù)難題，并探討了OPPO對自研芯片的深入思考、底層邏輯以及長(cháng)期戰略。
01.從馬里亞納 X到YOPPO自研芯片扎入深水區
說(shuō)到手機廠(chǎng)商自研芯片，很多人的第一反映或者疑問(wèn)就是：到底靠不靠譜？很多廠(chǎng)商都在做自研芯片，這些芯片是面子工程、秀技術(shù)嗎？還是真正“要一個(gè)猛子扎下去，做上個(gè)十年八年”的大事？不論業(yè)內有怎樣的討論，至少從OPPO的自研影像NPU馬里亞納 X到今天的自研藍牙音頻SoC馬里亞納 Y，我們能夠看到OPPO芯片發(fā)展的清晰軌跡。根據官方數據，從去年發(fā)布至今，OPPO馬里亞納 X的出貨量已經(jīng)達到了千萬(wàn)級，在Find X5、Reno8、Reno9系列這些主力熱銷(xiāo)產(chǎn)品中都已經(jīng)大規模商用，后續還會(huì )有更多手機搭載這顆芯片。
據了解，目前業(yè)內對于這顆芯片的反饋都比較積極，也積累了良好的用戶(hù)口碑，即使在一年之后，其技術(shù)特性在行業(yè)中依然能夠處于領(lǐng)先位置。從馬里亞納 X中，我們不難看出，OPPO的自研芯片絕不是面子工程，而是真正的做到了“從用戶(hù)中來(lái)，到用戶(hù)中去”的良性循環(huán)，并不斷迭代向前。實(shí)際上，身為“系統廠(chǎng)”的OPPO來(lái)做自研芯片，優(yōu)勢就在于此：OPPO對于用戶(hù)場(chǎng)景的理解會(huì )優(yōu)于傳統芯片設計廠(chǎng)商，對于芯片性能的取舍，可以更好地把握優(yōu)先級。而在芯片完成后，團隊則可以根據用戶(hù)反饋來(lái)對其進(jìn)行迭代升級。OPPO芯片產(chǎn)品高級總監姜波告訴芯東西，馬里亞納 X雖然是一顆協(xié)處理器，但總線(xiàn)架構到完整系統的設計、芯片的實(shí)現、前端后端整個(gè)的設計，OPPO積累了大量的技術(shù)和經(jīng)驗。更為關(guān)鍵的是，馬里亞納 X加速了OPPO內部垂直整合的體系化和進(jìn)程。馬里亞納 X之后，OPPO決定在自研芯片的深水區再進(jìn)一步，推出了旗艦藍牙音頻SoC芯片馬里亞納 Y。實(shí)際上，選擇發(fā)力藍牙音頻領(lǐng)域的原因也很簡(jiǎn)單，就是因為該領(lǐng)域的用戶(hù)痛點(diǎn)十分明顯，而OPPO自研芯片的核心目的，正是改善用戶(hù)體驗。當下中國移動(dòng)音樂(lè )用戶(hù)已經(jīng)超過(guò)了7億人，這樣龐大的內容消費量級，也催生了對高質(zhì)量音頻體驗的需求，無(wú)損音頻、計算音頻的已經(jīng)逐漸走入大眾視野，而隨著(zhù)AI技術(shù)、環(huán)境感知、自然語(yǔ)義處理等技術(shù)融入計算音頻領(lǐng)域，更具個(gè)性化的聲音體驗也呼之欲出。但現在的藍牙音頻芯片，實(shí)際上很難滿(mǎn)足這一系列新增的需求，此時(shí)，就需要有人突破行業(yè)的天花板，將產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更快地帶向下個(gè)時(shí)代，從而解決這些突出的痛點(diǎn)。這一次，這個(gè)人正是OPPO。
02.做一顆藍牙音頻SoC芯片有多難？突破行業(yè)天花板，解決四大“從0到1”難題
雖然馬里亞納 Y看起來(lái)只是一顆藍牙音頻芯片，但實(shí)際上，它與傳統藍牙芯片完全不同。馬里亞納 Y是一顆獨立的SoC，就如同手機SoC芯片一樣，它可以獨立驅動(dòng)一臺音頻設備，比如一副TWS耳機或一臺智能音箱。深度到馬里亞納 Y的架構中，我們能看到，它包含諸多模塊，從藍牙、高性能DSP、超高算力NPU再到射頻模塊，可以說(shuō)是“麻雀雖小五臟俱全”，這也證明了，OPPO已經(jīng)具備了SoC芯片解決方案的設計能力。![]()
正如前文所說(shuō)，OPPO做自研芯片就是瞄著(zhù)用戶(hù)痛點(diǎn)去的，那么馬里亞納 Y核心到底要解決什么問(wèn)題，這其中的難點(diǎn)又在哪里呢？在深入挖掘馬里亞納 Y的技術(shù)特性時(shí)，有四大方面升級給我留下了比較深刻的印象，這四方面的技術(shù)升級從某種程度上來(lái)說(shuō)也是助推OPPO突破藍牙音頻體驗瓶頸的關(guān)鍵利器。1、解決192kHz/24bit無(wú)損音頻的無(wú)線(xiàn)化難題提到無(wú)線(xiàn)傳輸，目前應用最廣泛的連接技術(shù)非藍牙莫屬，過(guò)去五年里，藍牙設備出貨量已經(jīng)達到了203億臺，但藍牙的優(yōu)勢在于低功耗和靈活性，其峰值數據傳輸速率直到最新的藍牙5.3標準，也僅有3Mbps，而實(shí)際應用中的速率僅有一半左右，大約為1.5Mbps。我們反復提及的“192kHz/24bit”，是一組形容音頻規格的數據，我們可以簡(jiǎn)單理解為，192kHz/24bit代表了目前最高規格的無(wú)損音頻，而傳輸這種質(zhì)量的音頻，所需要的傳輸速率至少為9Mbps。也就是說(shuō)，藍牙的峰值速率，與高質(zhì)量無(wú)損音頻的傳輸需求之間，存在較大鴻溝。為此OPPO自研了最高速率12Mbps的藍牙傳輸技術(shù)，第一次實(shí)現了高質(zhì)量無(wú)損音頻的“傳輸自由”。
值得一提的是，在4倍于標準藍牙速率、1.5倍于2022年旗艦手機SoC芯片藍牙速率的基礎上，OPPO還自研了高性能的編解碼技術(shù)URLC，而這項技術(shù)是專(zhuān)門(mén)為12Mbps超高速藍牙定制的。簡(jiǎn)單理解，URLC技術(shù)可以將音頻壓縮到更小的體積，從而提升無(wú)損音頻的傳輸效率。此前如FLAC、ALAC這些傳統藍牙編解碼技術(shù)只能做到70%左右的壓縮率，而OPPO的URLC定制音頻編解碼技術(shù)則可以將無(wú)損壓縮率提升至50%。此外，URLC編解碼還支持80Kbps-10Mbps的動(dòng)態(tài)碼率，這就意味著(zhù)，即使在比較復雜的使用場(chǎng)景中，馬里亞納 X也可以精細地調節傳輸碼率，從而確保音頻傳輸的流暢性，反映在用戶(hù)體驗上，就是惱人的斷連、卡頓會(huì )更少。
2、突破數據傳輸瓶頸之上，解決個(gè)性化音頻需求難題如今AI已經(jīng)深度融入了手機的各個(gè)方面，從性能、視頻、拍照、游戲到通信，比如馬里亞納 X通過(guò)AI計算實(shí)現了4K視頻拍攝的實(shí)時(shí)降噪，通過(guò)AI計算讓手機憑借一顆攝像頭也能實(shí)現接近雙攝光學(xué)虛化效果的視頻拍攝體驗。但在音頻領(lǐng)域，AI的融入顯然稍慢了一些。雖然當下大火的空間音頻功能、主動(dòng)降噪功能以及人耳自適應動(dòng)態(tài)音頻調整等功能，都涉及到“計算音頻”，但目前音頻的絕大部分計算處理都是通過(guò)DSP（數字信號處理器）來(lái)完成的，包括音樂(lè )的播放、編解碼。比如空間音頻功能，就是通過(guò)DSP來(lái)實(shí)現3D空間的渲染，再結合傳感器的頭部位置數據，實(shí)現頭轉跟隨的效果。在這樣的行業(yè)大背景下，OPPO成為了第一個(gè)吃螃蟹的人，他們在馬里亞納 Y中集成了一個(gè)高性能的NPU單元，第一次讓AI與計算音頻實(shí)現了深度融合。
這個(gè)NPU單元的算力最高能夠達到590 GOPS，同時(shí)馬里亞納 Y中的DSP算力也做到了25 GOPS，相比之下，目前全球銷(xiāo)量最高的耳機芯片的算力僅為9 GOPS左右。眾所周知，NPU相比于傳統DSP單元，運行AI算法時(shí)更加高效，可以說(shuō)是事半功倍，而這個(gè)獨立NPU的加入，也讓音頻計算可以不依賴(lài)手機SoC，實(shí)時(shí)地在設備內運行，降低了數據在耳機與手機之間傳輸所帶來(lái)的延遲。姜波在交流中特別提到，針對音頻的NPU架構設計，與針對視頻的NPU架構設計是完全不同的，因此團隊在自研芯片IP架構方面也做了很多工作。依托NPU過(guò)硬的算力基礎，馬里亞納 Y第一次實(shí)現了音頻在端側的聲音分離。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，我們可以將音頻中的不同音軌進(jìn)行“自定義”修改，比如我們喜歡聽(tīng)人聲，就可以將歌手的聲音拉近，這樣聽(tīng)起來(lái)的效果，就像他們在我們耳邊歌唱一樣。此外，得益于聲音分離技術(shù)，我們能夠通過(guò)音軌分離、重新定位渲染空間等功能，將一些復有年代感的懷舊的作品實(shí)時(shí)轉化成立體聲、環(huán)繞聲或者全景聲的音頻內容，這樣的便捷體驗在過(guò)去是完全無(wú)法想象的。3、緊跟先進(jìn)工藝，突破傳統藍牙音頻芯片能效比天花板提到芯片設計，一個(gè)避不開(kāi)的話(huà)題就是工藝制程的選擇，而此次馬里亞納 Y所采用的臺積電最新N6RF射頻工藝，正是其核心優(yōu)勢之一。![]()
提到芯片制程工藝，我們通常會(huì )想到7nm、5nm、4nm，甚至是3nm，實(shí)際上，相比于智能手機SoC芯片所使用的工藝，射頻芯片的制程工藝發(fā)展相對平緩，直至2021年，射頻工藝首次演進(jìn)至N6節點(diǎn)。要知道，目前全球范圍內，用上臺積電N6RF先進(jìn)制程工藝的只有蘋(píng)果的H2芯片、蘋(píng)果S8芯片中的GPS模塊和此次OPPO發(fā)布的馬里亞納 Y。據姜波介紹，臺積電去年6月才宣布推出這一工藝，而今年OPPO就已經(jīng)將其用在了自研芯片里并成功商用落地。在這背后，OPPO早在臺積電對外發(fā)布該工藝前一年就開(kāi)始雙方的合作對接了。在這個(gè)過(guò)程中，OPPO的芯片研發(fā)團隊需要測試工藝的特性，更好地掌握這一工藝，這需要有過(guò)硬的中后端能力，這方面OPPO的團隊是很有經(jīng)驗的。能夠第一時(shí)間掌握行業(yè)中最先進(jìn)的工藝，并應用于芯片之中，這既是馬里亞納 Y出色能效比表現的基礎，也是OPPO研發(fā)團隊實(shí)力，以及與臺積電緊密合作關(guān)系的體現。
4、翻過(guò)射頻芯片設計這座“大山”最后，OPPO在射頻芯片領(lǐng)域的突破也值得關(guān)注，正如行業(yè)中共識的那樣，射頻芯片一直被認為是芯片設計中的一座大山，也是最具挑戰性的一個(gè)領(lǐng)域。姜波形象地說(shuō)道，“做射頻的就像是老師傅和手藝人一樣，要是靠經(jīng)驗摸索去設計，如果沒(méi)有這樣的積累和積淀是很難做得非常好的?！?/strong>在射頻芯片設計中，各種指標的均衡沒(méi)有定論，很多指標的性能要求都需要挑戰工藝極限，或者設計創(chuàng )新性的電路結構，這非?？简炑邪l(fā)設計人員的經(jīng)驗積累。另一方面，還有工藝和封裝的客觀(guān)限制因素增加難度，比如RF CMOS技術(shù)中，噪聲系數和線(xiàn)性度存在天然短板，設計人員只能通過(guò)電路結構和無(wú)法定量分析的隔離措施來(lái)緩解問(wèn)題。OPPO這次使用的是臺積電最新的射頻工藝，客觀(guān)上來(lái)說(shuō)也是“摸著(zhù)石頭過(guò)河”，因此每一步都必須走得非常小心謹慎。總體來(lái)看，馬里亞納 Y在藍牙音頻芯片的不少關(guān)鍵技術(shù)上都有開(kāi)創(chuàng )性的探索和突破，在藍牙傳輸、AI計算音頻、射頻等領(lǐng)域實(shí)現了“從0到1”的技術(shù)創(chuàng )新。在這些技術(shù)特性的加持下，馬里亞納 Y真正解決了當下藍牙音頻領(lǐng)域的用戶(hù)痛點(diǎn)，讓無(wú)線(xiàn)化享受高質(zhì)量無(wú)損音頻內容成為了可能，而只有這種端與端之間底層的技術(shù)打通，才能實(shí)現更高質(zhì)量的用戶(hù)體驗。
03.一次邊界的突破為萬(wàn)物互融生態(tài)奠定底層能力
從馬里亞納 Y這些核心特性和技術(shù)突破中我們可以想象，做這樣一款在行業(yè)中從0到1的芯片，其難度之高。OPPO是真的在自研芯片的深水區中堅定地扎了下去，并越潛越深。通過(guò)與OPPO芯片研發(fā)團隊的深度交流，我們進(jìn)一步了解到了OPPO為什么要做這顆馬里亞納 Y，以及這背后的更深層次意義。姜波坦言，從商業(yè)角度來(lái)看，采用三方芯片的確更加節約成本，但是馬里亞納 Y這顆芯片背后所代表的自研能力，才是真正無(wú)法通過(guò)三方芯片獲取的。去年，OPPO的馬里亞納 X主要聚焦影像方面的體驗升級，而此次的馬里亞納 Y則聚焦于音頻體驗的改善。從影像到音頻，是技術(shù)能力邊界的進(jìn)一步拓展和變化，是對新領(lǐng)域技術(shù)的一次探索。馬里亞納 Y作為OPPO首個(gè)SoC芯片解決方案，標志著(zhù)OPPO首次進(jìn)入了連接芯片設計的領(lǐng)域，具備了藍牙連接的軟硬件全套能力，這也意味著(zhù)OPPO首次具備了“計算+連接”能力的藍牙SoC平臺設計能力。其次，當我們將目光放得更遠時(shí)會(huì )發(fā)現，面向未來(lái)的“萬(wàn)物互融”時(shí)代，這樣的自研芯片能力還有更廣闊的想象空間，可以成為技術(shù)基座般的存在。實(shí)際上，OPPO這種端對端的連接技術(shù)，是硬件能力里面非常重要的基礎性技術(shù)，在OPPO強調“萬(wàn)物互融”的大方向下，未來(lái)他們必定還會(huì )在短距通信、端到端體驗方面做更多探索和改進(jìn)，這種“基礎能力”是OPPO必須要掌握的。未來(lái)，各類(lèi)智能設備的協(xié)同、交互，各類(lèi)智能化體驗的打通，已經(jīng)是必然大趨勢，今天幾乎所有智能手機廠(chǎng)商都已經(jīng)轉型為“智能軟硬件生態(tài)”廠(chǎng)商，而在這其中，OPPO顯然在軟硬件自研技術(shù)方面走在了前列。隨著(zhù)此次大會(huì )上OPPO安第斯智能云的發(fā)布，OPPO硬件（馬里亞納自研芯片）、軟件（潘塔納爾跨端系統）和服務(wù)（安第斯智能云）的布局已經(jīng)正式完成。而“芯云一體、多端融合”也必然會(huì )成為OPPO這家科技巨頭面對未來(lái)競爭時(shí)核心優(yōu)勢。此時(shí)自研芯片版圖的拓展、在更多智能硬件領(lǐng)域的落地，其重要性可想而知，這種底層能力的不斷鞏固、擴展、垂直整合，為萬(wàn)物互融的實(shí)現奠定了基礎。
04.三年攻堅秀出雙芯，死磕自研用長(cháng)期主義啃芯片硬骨頭
不論是馬里亞納 X還是馬里亞納 Y，兩款自研芯片從規格特性、技術(shù)前瞻性亦或是制程制程方面，都走在了行業(yè)前列，甚至填補了不少所在領(lǐng)域的空白，這背后，我們能清楚地看到OPPO希望長(cháng)期布局自研芯片的決心。從2019年11月開(kāi)始，OPPO自研芯片團隊正式成立并立項，一年后的12月14日，第一款自研芯片馬里亞納X殺入了影像賽道，而今天，立項三年，OPPO已經(jīng)交出了第二款自研芯片產(chǎn)品。其實(shí)除了影像、藍牙音頻，OPPO還在多年前就實(shí)現了快充全鏈路芯片自主定義、自主研發(fā)設計，這也是OPPO在手機快充技術(shù)上一直能夠保持領(lǐng)先的根本原因之一。據了解，目前OPPO的芯片研發(fā)團隊規模已經(jīng)發(fā)展到了2000人以上，根據業(yè)內信息，OPPO此前招集了芯片設計領(lǐng)域的諸多“精兵強將”，在人才的挖掘上不遺余力。正如OPPO所說(shuō)，他們是在用“十年磨一劍”的心態(tài)去做芯片。今天，OPPO未來(lái)科技大會(huì )已經(jīng)走過(guò)三屆，在2019年的第一屆大會(huì )上，OPPO創(chuàng )始人兼CEO陳明永提出了“萬(wàn)物互融”的概念，并宣布OPPO未來(lái)三年將投入500億元來(lái)布局“萬(wàn)物互融”生態(tài)的研發(fā)。從那時(shí)起，OPPO自研芯片就已經(jīng)成為自研技術(shù)日程表上的重要一環(huán)。在2020年的未來(lái)科技大會(huì )上，OPPO提出了“3+N+X”的 戰略，其中3代表的三大基礎技術(shù)，分別是硬件、軟件和服務(wù)基礎技術(shù)，正對應了今天我們看到的馬里亞納自研芯片、潘塔納爾跨終端系統和安第斯智能云。當然，在做自研芯片這條路上，OPPO必然還會(huì )遇到更多挑戰，在馬里亞納 X影像NPU、馬里亞納 Y藍牙音頻SoC之后，還會(huì )有更多技術(shù)空白需要OPPO去填補。業(yè)內曾經(jīng)有這樣一種說(shuō)法，做自研芯片是“九死一生”，但在與OPPO芯片研發(fā)團隊的交流中，我能明顯感受到，OPPO的心態(tài)是非常積極的。在OPPO看來(lái)，做自研芯片，他們會(huì )始終保持一顆“平常心”，因為他們知道這必定會(huì )是一場(chǎng)“持久戰”，做自研芯片既不會(huì )輕而易舉，但也不會(huì )無(wú)路可走。“給用戶(hù)提供價(jià)值”既是OPPO做自研芯片的起點(diǎn)，無(wú)疑也會(huì )成為他們做自研芯片的最佳終點(diǎn)。
05.從影像NPU到藍牙音頻SoCOPPO自研芯片駛上快車(chē)道
從馬里亞納 X到今天的馬里亞納 Y，OPPO自研芯片的技術(shù)實(shí)力進(jìn)一步提升，在諸多領(lǐng)域實(shí)現了關(guān)鍵技術(shù)突破，OPPO自研芯片的技術(shù)邊界得到拓展，也為未來(lái)的互融生態(tài)打下了良好的基礎。當下，OPPO的核心技術(shù)布局基本完成，軟硬一體、多端融合的態(tài)勢其實(shí)也對廠(chǎng)商自身的硬核技術(shù)能力提出了更高的要求。自研芯片對于手機廠(chǎng)商的重要性愈發(fā)凸顯，尤其是專(zhuān)用自研芯片，在特定領(lǐng)域性能、功耗方面的優(yōu)勢是傳統通用芯片無(wú)法相比的，未來(lái)智能設備的連接不斷強化，自研芯片能力無(wú)疑會(huì )扮演越來(lái)越重要的角色，甚至左右戰局、市場(chǎng)格局。未來(lái)，無(wú)論AI廠(chǎng)商、手機廠(chǎng)商亦或是互聯(lián)網(wǎng)廠(chǎng)商，自研芯片仍將是各家科技公司的核心戰場(chǎng)，OPPO的馬里亞納 Y芯片首次落地會(huì )帶來(lái)怎樣的表現，OPPO自研芯片還能在馬里亞納下潛多少，我們拭目以待。
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