中國手機廠商發(fā)起“芯”戰(zhàn)事
沒有底層核心技術的旗艦手機就是空中樓閣。
作 者 丨 宿藝
編 輯 丨 子淇
中國手機市場 “芯”戰(zhàn)事打響，底層硬件秩序的構建也將深遠影響未來市場格局。
3月3日，首款搭載OPPO自研NPU芯片——馬里亞納X的 Find X5系列正式開售。OPPO副總裁、中國區(qū)總裁劉波在接受媒體專訪時透露：“目前自研芯片馬里亞納X已經向臺積電下單超千萬顆，Find X 5系列銷量預計較Find X 3系列顯著提升”。
更重要的，中國主要TOP手機企業(yè)（OPPO、華為、vivo、小米）全部開啟“芯戰(zhàn)”， 而馬里亞納X的意義，不僅在于OPPO最終加入這場“芯戰(zhàn)”，更在于其“造芯”難度明顯超過了之前僅推出ISP芯片的其他廠商?？梢哉f，OPPO在芯片創(chuàng)新這條路上走的更遠、更堅決。
馬里亞納X背后的技術挑戰(zhàn)難度與風險，可能遠超大眾想象：
首先，馬里亞納X并不是一顆單純意義上的ISP圖像處理器。
如今中國TOP手機企業(yè)基本都擁有了ISP芯片能力。華為早在2015年推出的麒麟950就搭載了自研ISP設計，甚至被業(yè)界認為是“麒麟的重要轉折點”，如今麒麟的特點是將AP、BP、ISP、NPU全部集合在一款SoC中，其帶來的影像進階體驗也非常顯著，甚至被余承東評價為“甩競爭對手一條街能力”。在此之后，小米和vivo也分別推出了各自的ISP影像芯片：澎湃C1和V1。
從馬里亞納X的架構來看，更像處于麒麟SoC與獨立ISP的“中間狀態(tài)”：其本身具備獨立的ISP，同時又具備完整的AI計算、控制（CPU）、傳輸等單元。
如今全球手機影像發(fā)展呈現出兩種態(tài)勢：一是很多安卓手機品牌采用的影像“堆料”，如超大底、超高像素、超大攝像頭，帶來的結果就是機身越來越厚重，很多主打影像的安卓“超大杯”都近乎成了“半斤機”，明顯這條路不可持續(xù)。另一個就是蘋果與谷歌堅持推動的“計算影像”路線，如iPhone 13系列攝像頭模組還處于1200萬像素級別，但其視頻影像一直處于“吊打安卓”狀態(tài)，谷歌當年推出的Pixel 2依靠單攝卻超越很多旗艦的雙攝（包括iPhone X）的表現更是令業(yè)界印象深刻。
兩者選擇的重要區(qū)別就在于芯片。蘋果A系列處理器通過增加Bionic（仿生）后綴，代表著其擁有了神經網絡引擎，這是iPhone影像往往給外界“硬件弱、體驗強”的關鍵。谷歌前有Google Visual Core圖像協(xié)處理器，從Pixel 6開始更是搭載了谷歌自研的芯片——Google Tensor。這些芯片中既有傳統(tǒng)的中央處理器，也有計算攝影必須的人工智能核心和圖像處理核心（ISP），Google Tensor更是集成了一顆TPU，這是谷歌在AI計算領域的優(yōu)勢所在。
那么馬里亞納X搭載NPU之后的算力有多強呢？OPPO官方數據顯示，其峰值AI算力高達18 TOPS，甚至已經超過了同代旗艦蘋果iPhone 13系列上采用的A15 Bionic芯片的AI算力（15.8Tops），當然也超過了Google Tensor，并且還將全部算力專用于AI計算攝影。
當然，性能并不是全部，OPPO在打造馬里亞納X過程中還面臨三大挑戰(zhàn)：性能與功耗的均衡；算法ISP硬化；影像NPU多個系統(tǒng)模塊的協(xié)同，以及與手機影像的軟硬一體化深度整合。
性能與功耗往往是個很難兼顧的“反向選擇”。與其他NPU或者SoC相比，馬里亞納X采用了“AI專芯專用”的DSA高效架構（與谷歌TPU相同）。OPPO芯片產品高級總監(jiān)姜波在接受媒體專訪時透露：馬里亞納X在研發(fā)過程中對每個模塊和細節(jié)都要“扣功耗”，甚至經常發(fā)生激烈的爭論。最終馬里亞納整顆芯片只有1.8W功率，能效為11.6 TOPS/W，相當于蘋果A15處理器的水準，創(chuàng)造了手機端搭載NPU的最佳能耗比。
手機企業(yè)自研ISP的另外一大目標、或者說挑戰(zhàn)就是影像算法的ISP“硬化”。與馬里亞納X一同首發(fā)搭載的Find X5系列，同時也采用了OPPO自研的3A算法（自動曝光、自動白平衡，自動對焦），從而實現了自研芯片+自研算法的高度整合，從而進一步提升影像計算效率并降低功耗。這肯定會給OPPO首款自研影像NPU研發(fā)與調試明顯增加了挑戰(zhàn)難度，尤其是在Find X5系列目標搭載量產的固定時間節(jié)點下。OPPO首席產品官劉作虎將其稱之為“Find史上最冒險的一次影像投入”，為此OPPO產品部門投入了超過200個工程師歷經6個多月不舍晝夜的影像調試。
第二，是臺積電6nm制程。
馬里亞納X是全球首個移動端6nm影像專用NPU，也是中國手機企業(yè)第二次將量產的移動芯片制程提升至6nm之內（上一次還是麒麟9000）。
移動芯片行業(yè)14nm被稱為“成熟制程”，7nm開始進入“先進制程”。比如大家熟知的高通驍龍870、麒麟990都采用了7nm制程，天璣1200則采用了與馬里亞納X相同的6nm制程。
先進制程作為半導體頂級技術與“稀缺資源”，本身就是一個高投入、高風險，同時又不是一個簡單砸錢就可以解決的領域。比如全球具備6nm以內成熟制程的就臺積電與三星半導體兩家企業(yè)，而進入臺積電6nm以內頂級供應移動合作商的，如今也只有高通、蘋果和聯發(fā)科三個玩家，當然還有之前的華為海思，如今又多了一個OPPO。
那進入6nm先進制程投入有多大？半導體技術研究機構Semiengingeering公布的一個行業(yè)數據可以參考：16nm節(jié)點需要1億美元，7nm節(jié)點需要2.97億美元，到了5nm節(jié)點，開發(fā)芯片的費用達到5.42億美元。業(yè)界也曾傳出這樣的說法：“沒有2億美元，不要考慮6nm項目”。另一個參考是采用臺積電7nm的麒麟980發(fā)布之時，《壹觀察》曾經在專訪中得到的一個數據：“相關研發(fā)工程師超過千人、投入遠超3億美元”。
那么作為采用臺積電6nm制程，同時又是首款芯片研發(fā)的OPPO而言，馬里亞納X投入之大可想而知。來自供應鏈消息，僅單次流片這一個環(huán)節(jié)的費用就高達1億元人民幣。
芯片行業(yè)還是“堆人”的領域，并且堆的還是同樣費錢的半導體工程師。如今處于只推出ISP芯片的國產企業(yè)，目前大都沒有公布過研發(fā)工程師數量。有數據可查的信息是，華為海思超過1.5萬人，紫光展銳是約4000人，而成立不足三年的OPPO芯片部門則一下擁有了超過2000人，甚至已經可以進入排名前十的全球主要IC設計公司名單，而馬里亞納團隊更是在三個月前剛剛度過了兩歲生日。即使以芯片行業(yè)畢業(yè)生40萬/年的起薪來算，OPPO在研發(fā)人力的投入也是巨大的，并且還是成本越來越高的長期投入。
所以說，OPPO做芯片是“真金白銀”的砸了下去，甚至有些“義無反顧”。姜波對此表示：“我們做的是全行業(yè)都在探索，但還沒有完美解決方案的事情。從團隊成立第一天，整個過程都非常挑戰(zhàn)” 。OPPO將“馬里亞納”這個地球上這個最深的海溝命名來提醒團隊：“自研芯片如臨深淵，坎坷而曲折”。
OPPO創(chuàng)始人陳明永在2021未來科技大會上也強調稱：“OPPO會持續(xù)投入資源，用幾千人的團隊，去腳踏實地搞自研芯片。無論前路多少挑戰(zhàn)，我們都將堅持不懈，咬定青山不放松?！?/span>
中國手機企業(yè)現今面臨兩大關口：安卓手機同質化競爭進入飽和狀態(tài)之后如何實現差異化創(chuàng)新突破？蘋果一家獨大之后的高端市場如何破局？
“造芯”是這兩大關口的共同“路徑點”之一。
大眾消費者逐漸發(fā)現，在前期歷經數年的移動影像快速進階之后，近兩年已經呈現明顯放緩趨勢：大底尺寸已經接近消費者對機身厚度、重量的要求極限，超高像素對手機端的體驗提升有限，同時又會加重存儲空間要求。發(fā)布會PPT上的數據越來越漂亮，然而智能手機帶給用戶的新鮮體驗卻越來越少。
當然影像硬件還有進步空間，但相比而言用戶和產業(yè)都需要更具創(chuàng)意的“新解法”—— OPPO Find X5在影像工程結構上采用了鏡頭+傳感器雙重懸浮防抖，支持五軸運動補償、±3°防抖與±0.7°旋轉防抖，最終實現0.5秒安全快門與“全場景防抖”，這在隨手抓拍、暗光、視頻等用戶日常且剛需的手機拍攝場景體驗提升都很重要。
但更關鍵的是，伴隨光學硬件越來越接近手機形態(tài)的物理邊界，“計算影像”才是進入新階段的真正賽點，這應該OPPO堅定“造芯”、而且首顆就是復雜NPU影像芯片而非單純ISP的重要原因。
姜波對此表示：自研AI算法可以與自研NPU更好結合，自研ISP可支持差異化的影像運算，專用的Memory（系統(tǒng)緩存）、內存控制器、CPU（控制單元）、I/O數據接口（傳輸速度高達8.5GB/秒）等可以支持更好的計算影像目標實現。智能手機影像整合方面，OPPO工程師將馬里亞納X放在圖像傳感器與驍龍通用ISP之間，可以直接從原始圖像數據計算做起，從而減少過去原始數據壓縮帶來的影像信息損失及通用ISP的功耗，同時可以更加充分地發(fā)揮OPPO自研影像NPU的差異化影像能力，包括對抖音、微信等第三方APP的差異化優(yōu)勢影像體驗支持。
最終馬里亞納X給OPPO帶來的影像價值也非常明顯：手機企業(yè)終于有能力對高成本定制傳感器的潛力“榨干”，并且同時將功耗與發(fā)熱控制在合理的水平之內，安卓影像也第一次有能力支持極限視頻規(guī)格：4K+20bit RAW計算+AI+Ultra HDR，為安卓計算影像樹立了全新標準。
創(chuàng)新減緩是智能手機進入成熟周期必然面臨的現實狀況，但創(chuàng)新變緩并不是沒有創(chuàng)新，而創(chuàng)新的難度增加了，對手機企業(yè)的綜合創(chuàng)新實力、投入意志要求更高了。因此技術創(chuàng)新必須進入深水區(qū)甚至是無人區(qū)，才能繼續(xù)滿足大眾用戶對移動影像這個“第一剛需”的不斷進階需求。
“三分天下有其一”是OPPO在高端手機市場的目標。
華為因外在原因空出大量市場份額之后，“沖擊高端”成為其他TOP國產手機品牌共同的急迫選擇，但“高端”即不會一撮而就，也絕非的單純通過堆料+提升售價的簡單邏輯。CINNO Research數據顯示，2021年國內5000元以上的高端市場，蘋果份額從2020年的48%大幅增長至75%。以至于有媒體發(fā)出了“華為跌倒，蘋果吃飽”的感慨。
陳明永認為：堆高硬件配置不是高端突破，核心還是用戶高端體驗上能否突破和認可，同時品牌能否與消費者的主流主張吻合、與技術發(fā)展趨勢一致。
2018年重啟Find X系列，是OPPO高端品牌的延續(xù)，也是發(fā)起新沖鋒的開始。不過OPPO在旗艦上一直都有自己的堅持，比如在產品設計上強調產品美學和ID設計，這在OPPO Find X與OPPO Find X3上表現尤為明顯。但美學與手感是需要相應代價的，特別是安卓手機影像拼大底的階段，“秀肌肉”還是“做生意”的內部討論也越來越激烈。
即使如此，Find X系列還是受到了越來越多的用戶認可。比如此前獲取的一個數據是，Find X3系列則實現了在中國市場銷量同比增長263%，海外銷量同比增長212%，在電商4000元以上價位段的份額同比增長64%。OPPO首款折疊屏Find N在預約階段就突破百萬，上市后“一機難求”，刷新折疊屏品類周銷量數據（BCI數據），2021年12月僅銷售9天就占據當月中國市場折疊屏份額25%，成為“中國市場有史以來銷售速成最快的折疊屏”手機。更有意義的一個數據是，Find N購機用戶40%來源于蘋果， 預定用戶中10%用戶為iPhone13 Pro Max用戶。能吸引到蘋果最高端的圈層用戶“跨系統(tǒng)”換機，足見Find高端產品思路對了，并直接推動OPPO在國內7000元+這一真正的旗艦檔位完成突破。
自研影像專用NPU馬里亞納X的出現，真正實現了“用關鍵技術解決關鍵問題”，給安卓廠商的影像突破提供了新想象。“一幀影像，動用兩塊芯片”，是OPPO通過掌握核心技術打通影像垂直整合的嘗試，更是安卓廠商真正深入底層站到技術制高點的決心。
而從 “自研芯片已經向臺積電下單超千萬顆”來看，OPPO對2022年的高端市場的繼續(xù)突破充滿了信心。值得一提的是，Find X5系列今天正式開售，隨即包攬全平臺手機品類全價位段銷量&銷售額雙冠軍。
即使如此，OPPO內部仍然保持克制，OPPO副總裁、中國區(qū)總裁劉波對此表示：“我希望Find X5賣爆，但是如果別人做同樣的事情，也可以爆，說明這件事的門檻還不夠高”。
從2018年停下娛樂營銷至今，OPPO逐步擺脫了“明星代言”的固有標簽。如今OPPO主打的有新形態(tài)Find N系列、創(chuàng)新科技Find X系列、主打人像視頻的Reno系列。過去大眾更多了解的是Reno系列，而如今伴隨Find系列進入固定更新節(jié)奏、包括芯片與系統(tǒng)底層技術在內的強力加持，以及營銷資源對Find系列的全面投入，OPPO在高端品牌層面也正迎來標志性的節(jié)點。
陳明永近期接受媒體專訪時也對此表示：“OPPO營銷部門這兩年是最痛苦的，以前營銷做法都被我停下來了。因為我發(fā)現它不起作用了，新的方法需要重新去學習，重新去摸索打法”。陳明永強調稱：OPPO打造高端產品并不存在“時間窗口”，因為高端產品首先是一個人群的剛需，假如蘋果這代不行那么他們就會等下代。吸引高端用戶換機關鍵還是手機企業(yè)自己要耐得住寂寞，在技術創(chuàng)新和產品打磨上真正為高端用戶解決一些痛點的體驗問題，能夠帶來真正的使用便利，不能急于求成。
進入5G時代，OPPO開始密集“變陣”，從技術創(chuàng)新領域來看尤為明顯。
2019年底的首屆OPPO未來科技大會上，陳明永明確提出了OPPO面向未來新十年萬物互融時代的全新定位與戰(zhàn)略思考，包括“OPPO早已不只是一家手機公司，未來整個行業(yè)將不會再有純粹意義上的手機企業(yè)”，并計劃未來三年投入500億研發(fā)預算，目標轉型為“一家綜合型全能科技公司”。值得關注的是，OPPO馬里亞納芯片團隊也在2019年組建與啟動研發(fā)立項。
一年之后的2020 OPPO未來科技大會上，陳明永提出了“3+N+X”的OPPO科技躍遷戰(zhàn)略，其中“3”代表了OPPO目標長期投入的軟件工程能力、硬件基礎技術、服務能力。OPPO隨后在內部推出了推動軟件工程和扶持全球開發(fā)者的“潘塔納爾計劃”、硬件芯片領域的“馬里亞納”計劃，以及打造云服務的“亞馬遜計劃”。目標聚合公司內外部的優(yōu)勢資源，強化結構性的底層科技創(chuàng)新，加速推進“萬物互融”生態(tài)系統(tǒng)實現。
與此同時，OPPO的技術積淀也在不斷加深。過去一年，OPPO與40多所國際知名院校、150多位專家學者、40多個顧問建立了合作，新增了120多個合作項目。OPPO也正式成立了健康實驗室，搭建了一支融合了生物醫(yī)學、算法、傳感器和數據科學等領域的跨學科研究團隊。2月10日，世界知識產權組織（WIPO）在日內瓦發(fā)布的數據顯示，OPPO以2208件PCT國際專利申請量位列申請人排行榜全球第六位。
三年投入500億的研發(fā)承諾，當初外部還有很多不同聲音。兩年之間，伴隨真金白銀的投入，OPPO的科技之樹逐漸開花結果，馬里亞納X無疑就是其中一個最曙目的果實。
“手機產品線不再像過去只是一個單一的產品，它背后有很多相互連接的技術，而這些技術需要通過底層來將軟件、硬件兩個層面打穿，這就是OPPO做芯片的邏輯”， 陳明強調稱。
蘋果已經在這條路上飛奔，繼手機、平板、穿戴之后，蘋果在PC上也采用了自研的M1處理器，并且獲得了成功。而華為如果沒有外部制裁，同樣也將延續(xù)這一賽道，即使芯片自研被打斷華為仍堅持通過軟件系統(tǒng)與應用創(chuàng)新達成這一目標。這都在不斷印證了OPPO的準確判斷。而這也應該是OPPO直接越過ISP深入NPU專用影像芯片的重要原因。
馬里亞納X無論對OPPO芯片、影像，還是萬物互融時代的連接構建來說，都將是一個新的開始。比如媒體們在提前十多天拿到Find X5 Pro評測時發(fā)現不斷伴隨固件升級影像體驗快速提升，表明6nm制程的馬里亞納X還具備很大的挖掘潛力。比如2000人規(guī)模的芯片團隊搭建，以及架構、算力指標、軟硬件與傳感器配合形成的包括芯片經驗，讓OPPO的芯片團隊接下來的動作想象力巨大。再比如陳明永提出對OPPO核心技術的渴望：“科技公司必須通過關鍵技術解決關鍵問題，如果沒有底層核心技術就不可能有未來，而沒有底層核心技術的旗艦產品更是空中樓閣”。
2022 OPPO未來科技大會上，姜波手里拿著一顆馬里亞納X芯片首次走向大眾，并宣布“這顆NPU芯片不僅是過去十年的總結，也是OPPO未來十年影像的新開篇之作”；劉作虎發(fā)布了之后打破折疊屏首銷單月記錄的Find N；OPPO研究院院長劉暢發(fā)布了OPPO三年來推出的第三代智能眼鏡OPPO Air Glass，并在三個月之后宣布了量產、售價與上市信息。這一切，都很像是科技公司對“良將如云，產品強悍”的理想追求。
陳明永也一改“內斂”表現出了足夠的激情，宣布了OPPO的新品牌主張——微笑前行，并表示OPPO“要做微笑前行的爬坡者”。之后的媒體采訪中，陳明永解釋這源于OPPO本分的價值觀：“堅持做正確的事情，對的路，就不怕遠，不怕難”。
OPPO發(fā)展到今天，已經證明了自己并不是一家向市場妥協(xié)的公司：既是一個實用產品主義者，同時也充滿了技術與品牌理想主義。這為其贏得了越來越多的用戶、員工與合作伙伴的理念，并在價值觀層面上獲得了認同。帶來的結果就是：對內不刻意追求銷量的OPPO，長期穩(wěn)定地處于全球與中國市場主要TOP手機品牌；對外不炒作 “科技驅動”，卻成為如今在芯片領域繼華為之后走的最遠的企業(yè)。
對于馬里亞納X或者是OPPO芯片的未來，我們不妨回頭去看k3v2芯片時代的海思麒麟，即使一度被外界噴的很慘，但華為還是“頭鐵”的扛了下來，直到麒麟920完成翻轉，并最終成為華為在影像、高端市場超越蘋果的核心支點。今天的馬里亞納X，顯然要比麒麟的起步更要順利，而時間和市場也一定會給堅持投入的創(chuàng)新者以超出預期的褒獎。
可以說，OPPO通過技術求變與自我刷新已經走出了傳統(tǒng)的舒適區(qū)，而唯有如此OPPO才真正有機會在萬物互融時代成長為“一家綜合型全能科技公司”。
就像陳明永所說：“走出自己舒適區(qū)，才能去迎接一種新的變化”，“我認為現在OPPO是在正確的路上”。
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