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【芯调查】小米OV“造芯” 为何都盯上ISP?

来源:爱集微

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#OPPO#

#vivo#

07-31 10:06

集微网报道(记者 张轶群)趋势也好,潮流也罢,手机厂商“造芯”的大幕正在徐徐拉开。

在两年前甚至更早的时间,小米OV的自研芯片计划便开始酝酿,如今迎来阶段性收获期。自小米推出自研芯片澎湃C1后,OPPO、vivo的首款自研芯片产品也相继曝光,中国一线手机厂商悉数加入“造芯”大军。

随着影像赛道升级为手机品牌差异化竞逐的主战场,ISP(Image Signal Processing 图像信号处理器)成为手机厂商自研芯片“投石问路”的第一选择。

手机厂商下场“造芯”,被视为在市场地位逐步稳固,技术实力显著提升后的必然之举,其背后更隐藏着小米OV们远大的抱负和雄心,其产生的影响,也犹如蝴蝶煽动翅膀,逐渐在产业链中蔓延开来。

ISP因何受宠?

小米OV“造芯”都从ISP做起并不是巧合,手机厂商共同看到的是在当下的时点,ISP在自研芯片投入产出比上所体现的巨大价值。

两方面因素决定了ISP成为手机厂商“造芯”的首选切入点。

一是差异化。如今的安卓手机无论从功能、外观、软件、交互等方面,同质化倾向愈发明显,随着手机品牌加速向头部集聚,差异化成为激烈竞争下手机大厂吸引消费者的重要卖点。

而作为高频次使用,消费者能够立刻感知,且有诸多个性化需求的影像环节,则成为手机厂商不断提升技术能力并寻求显著差异化的主赛道。

作为手机影像功能三大核心元件(ISP、CIS、镜头)之一,ISP直接影响传感器支持的像素,决定了对焦、成像速度、图像画质,色彩偏好等,重要性不言而喻。而在手机主芯片目前基本都是“公版货”的情况下,提升手机影像能力方面的差异化,ISP被视为一个重要抓手和突破口。

二是难易度。独立的ISP芯片本身并不需要非常先进的制程,也具有较为成熟的公用IP,可以与各家手机厂商积累的自研算法有效结合,并能较快实现落地。

一位手机影像领域的行业人士告诉集微网,ISP处理图像的流程和环节很多,相较一个完整流程(Full Pipline),目前手机厂商自研的ISP芯片,多为完善和提升其中一小部分环节(Pre-ISP)的功能,用于辅助处理某些特定场景的应用,因为制程不高,能够兼具成本和功能的平衡。

“小米的澎湃C1作为外置独立的ISP芯片,针对3A(自动对焦、自动白平衡、自动曝光)方面的功能进行了优化,但仍然需要同主SoC中的ISP模块进行配合。这种独立ISP芯片的最大好处,是可以实现少数场景下功能的显著提升,如对焦速度,图像质量等,开发难度相对AP、BP等芯片也小得多。”该人士表示。

因此,手机厂商自研芯片,ISP是一个非常合适的起点,兼具重要性和易实现性,投入风险小、潜在回报大,对于手机这种消费周期短、投资风险高的消费品类,手机厂商研发ISP便于上手,且容易做闭环验证,容错率高,不失为一种“进可攻、退可守”的选择。

下一站,AP?

继小米推出ISP芯片产品澎湃C1,并搭载于首款折叠屏手机MIX FOLD之上后,OPPO、vivo的自研ISP芯片也已箭在弦上。

行业媒体《问芯》援引来自供应链的消息指出,OPPO造芯的首款产品可能是简易SoC或ISP,采用台积电6nm制程。

另根据腾讯《深网》的报道,OPPO的自研ISP将首先搭载于明年年初上市的Find X4系列手机上,vivo的ISP自研芯片也将在今年下半年上市的X70系列手机上首发。

ISP为手机厂商自研芯片提供了很好的起点,而根据集微网了解,手机厂商自研芯片的下一个发力点将是AP。

在Gartner研究副总裁盛陵海看来,考虑到目前手机厂商的芯片部门正处于队伍搭建,技术方案磨合之中,从IoT等小芯片方面入手,逐渐积累芯片设计能力会是一个比较实际的选择。

“手机AP、BP(基带处理器)的研发,一是技术门槛高,资金投入大,二是如果做不好,团队容易受挫。”盛陵海表示。

一位芯片行业人士对此表示认同。

“做AP不一定直接做手机AP这样的高阶产品,可以从智能手表等终端的AP开始,小米OV本身也有相应生态和产品。而如果有做大芯片的考量,比如OPPO的ISP真的采用6nm,可能会有流片方面的考虑,通过在小芯片上跑通更先进的制程,熟悉节点工艺以及技术积累,为未来做手机AP做铺垫。”该人士告诉集微网。

采用个位数先进制程的芯片投入不菲,据集微网了解,一颗6nm的ISP芯片Mask的费用(不包含晶圆和IP)将达到七八百万美元。如果研发手机AP芯片,研发团队要达到1000-2000人左右的规模。

多数受访的人士对于手机厂商造芯一事持谨慎乐观的态度。一方面,乐见手机厂商加入自研芯片大军,提升自主能力和产品竞争力,是好事;另一方面,对于砸钱、砸人、砸时间的芯片行业,手机厂商能否保持足够坚定的决心仍有所疑虑,毕竟前有海思耕耘多年才苦尽甘来,后有小米“造芯”历经波折的前车之鉴。

“手机厂商造芯最终能否成功,取决于明确的战略指引和投入的坚决程度。”盛陵海告诉记者。

小米OV的机会

在如今半导体行业高景气度,芯片创业风起的环境之下,手机厂商自研芯片似乎是顺应潮流之举,而在行业人士看来,这是一种必然选择。

根据Counterpoint Research的数据,2020年的全球手机出货排名前六的厂商,分别是三星、苹果、华为、小米、OPPO和vivo,其中前三强均有自研芯片能力,自研芯片在带来整体性能、功耗,集成度方面优势的同时,也帮助这些企业和产品树立了显著的差异化标签和品牌影响力,在市场大获成功。

“随着手机厂商在资本、技术等实力方面的提升,往底层做是自然的事。如果说大家都看到了苹果、三星、华为三家自研芯片带来的好处,小米OV到了如今的位置,想进一步寻求突破,需要去考虑这个事情。”盛陵海告诉集微网。

以ISP为例,近年来手机厂商在影像方面能力的提升有目共睹,头部厂商在影像方面纷纷筑起“护城河”,尽管高通、联发科等主芯片厂商每年都会通过迭代不断提升ISP方面的能力,但仍有一些分析评论指出,这并不能很好地跟上手机厂商对于影像方面的需求。

这个需求来自手机厂商基于自己的用户群体的洞察和把握,希望底层硬件能够提供满足其差异化需要的定制化要求。相对而言,这样的需求往往呈现变化快速的特征,传统芯片厂商的研发周期很难与之匹配,通用芯片也很难满足。

此外,还有多种原因促使手机厂商进入芯片设计领域。

一方面,近年来中兴、华为事件给行业敲响警钟,加之行业缺芯等问题,整机厂商希望提升其核心元器件的自主可控的能力;另一方面,因为华为海思被打压,小米OV也看到市场空间和发展自研芯片业务的机会,至少从人才层面,已经看到这些手机厂商在对海思工程师的大量引入。

而从手机厂商之间竞争的视角,如果有一家企业在芯片上的投入,其他几家就不敢不做,如果有一家做成尝到了甜头,其他几家就更会坚决地进行投入。

“在如今手机行业竞争白热化的背景下,自研芯片即便作为营销卖点,起到的导向作用也是非常巨大的。”一位手机行业人士坦言。

低调的造芯者

随着小米、OPPO、vivo的相继入局,国内一线手机厂商四强华米OV全部涉足自研芯片领域。

在上述手机行业人士看来,如果中国手机厂商有成为全球第一的抱负和雄心,自研芯片是必走的一条路,但也是一条高投入、高风险的难走之路。

正因如此,目前手机厂商对于造芯一事目前毫无例外地保持了极其低调的态度,公开的渠道了解到的信息十分有限,厂商对媒体也极力回避。

上述手机行业人士指出,一方面,手机厂商造芯要考虑同供应链,特别是传统芯片供应商的关系,在目前整个行业都处于缺芯的阶段,高调宣传并非好事,还是要多干少说。另一方面,小米此前“造芯”经历的挫折,也让手机厂商对于自研芯片一事非常慎重。

集微网从供应链人士处了解到,OPPO目前正在组建庞大的芯片研发团队,从联发科、海思、展锐、高通等芯片设计大厂招募大量研发人员,目前团队规模已达到1500人。前联发科COO朱尚祖已担任OPPO咨询顾问,去年有传闻称原联发科无线通讯事业部总经理李宗霖也加盟了OPPO。

“目前看,OPPO的决心最大,1500人的规模差不多已经达到甚至超过展锐IC设计人员的数量。OPPO甚至挖来了展锐位于北美的一支射频RFIC团队,这样看,目标显然是奔着SoC去的。”该人士表示。

vivo至少在三年前计划同三星联合研发Exynos 980时,便开始组建自研芯片团队,并招募了大量芯片领域人才。2019年时任vivo执行副总裁的胡柏山在接受媒体采访时表示,vivo将会建立300-500人的芯片团队,但其强调该芯片团队不是纯芯片研发。

据集微网了解,vivo的芯片研发团队目前在五六百人的规模,对此vivo方面表示不予置评。

此前传闻小米“造芯”的负责人,小米集团高级副总裁、手机部总裁曾学忠婉拒了集微网的采访。但据集微网了解,小米自研芯片团队的负责人是于2018年成立的独立的相机部总经理朱丹,目前芯片研发团队的规模在百人左右,目标则是2000人的团队规模。曾学忠今年在接受媒体采访时曾表示,小米相机部在2020年底已超过1000人,今年年底将超过2000人。

据集微网记者在各大招聘平台查证,包括目前OPPO成立的芯片公司哲库科技,以及小米、vivo发布的芯片类求职信息中,包含ISP芯片设计,基带平台研发,SoC架构等诸多岗位。

外挂ISP重现江湖?

如前文所述,目前了解到的手机厂商自研ISP芯片,通常以外置形式独立于主板之上,针对特定场景发挥辅助功用。

这样的做法,在2014年华为发布P7时便曾采用,彼时华为将P系列定位影像旗舰,采用台湾华晶科技的独立ISP方案。此后,外置ISP又伴随双摄潮流的兴起被手机厂商在旗舰机中广泛应用。但随着芯片厂商逐步实现主芯片中ISP能力的提升,外置独立ISP的方式又被集成方式替代。

在安谋科技高级产品经理柴卫华看来,外置ISP芯片有几方面的好处:一是自研ISP芯片可以融入手机厂商自研的算法以及技术积累,提供更优秀的影像表现;二是自研ISP芯片可以让手机厂商在其它器件如CIS等定制化有更多的灵活性,做更丰富的功能规划,以PDF的形式出来,实现成像系统定制化的差异;三是自研ISP研芯片开发周期相对较短,有利于快速迭代。

但外置ISP也会带来成本,功耗,性能等方面的挑战,同时需要投入额外开发资源投入系统集成和画质调优中,厂商要如何选择便需要根据自己产品定位来进行取舍。因此,目前看到的手机厂商自研ISP也主要搭载于旗舰手机之上。

由于ISP的技术壁垒较高,以及智能手机高集成化的特质,目前手机中能够提供成熟的ISP方案的厂商并不多,除了传统芯片厂商的集成方案外,还包括安谋科技(Arm China)、芯原等IP方案商,以及华晶科技等专业的影像芯片设计方案厂商。

柴卫华表示,目前一些手机厂商自研独立ISP芯片,可能是特定时期的特殊需求,是否会成为必然趋势还有待观望。如果能够实现大规模商用,那么ISP IP方案商以及芯片设计服务商将因此受益。

柴卫华告诉集微网,虽然ISP不是新技术,但对于图像方面专业化的技术要求以及芯片设计方面要求都较高,从算法模型开发,电路设计,系统优化整合到后面的校正调优,纯自研将会花费较大精力。对于手机厂商自研ISP而言,通过公开商用IP与自研结合的方式会是较好的选择。

在智能手机之外的安防、车载、智能家居等领域,由于场景和需求的更加碎片化,这种半定制化的独立ISP已经展现出比较强的市场需求。

今年年初,安谋科技发布了“玲珑”系列ISP IP产品。据柴卫华介绍,因为“玲珑”ISP的高性能,优秀画质和非常灵活的设计特点,整个市场的接受度和认可度非常好,预计采用玲珑ISP方案的芯片今年年底流片,而目前玲珑ISP同手机厂商的合作也在进行中。

“联发科们”的转变

手机厂商“造芯”可能会给传统芯片厂商带来一丝尴尬,毕竟存在从多年的客户变成对手这样的可能。

“高通在最新的骁龙888芯片上都已经集成了三个ISP,如果手机厂商都在强调自研ISP的好处,那到底是宣传主芯片的ISP还是宣传自己的?”一位行业人士说得很直接。

但也有观点认为,随着中国手机厂商在全球市场站稳脚跟,资金、技术实力的不断提升,能力在逐渐增强。与此同时,手机芯片的集成度在逐渐提高。这样造成的一种结果是,有实力的手机厂商能做的事情似乎正在变少,因此手机厂商向底层芯片领域进军,芯片厂商不得不接受这样的变化。

至少从目前外界的观感上看,芯片厂商似乎在迎合手机厂商进行改变,二者之间的关系正在经历微妙变化。

vivo自2019年起,开始三星共同参与芯片的联合研发,目前已推出了Exynos 980、Exynos1080两代芯片产品。

2019年时任vivo芯片技术规划中心高级总监李浩荣在谈及同三星的合作表示,以往的生产流程就是手机厂商从上游供应商采购物料,然后将制作好的成品卖给消费者。这样的模式导致上游供应商缺少对消费者真正需求的认知。而手机厂商掌握大量用户在各种使用场景上的需求数据,可以很好地在设计阶段进行优化,将消费者需求真正融入到底层的开发中。

而最近联发科宣布开放其5G旗舰芯片天玑1200的架构,似乎也印证了这一点。通过开放架构,将芯片的各项应用接口开放出来,让手机厂商可以根据产品定位对芯片的一项或多项功能进行深挖,助力手机厂商打造出有差异性,更好体验的产品。

但芯片厂商普遍示好的态度,意味着手机厂商话语权的提升,并且与手机厂商造芯有关么?一位手机厂商高层人士并不这样看。

该人士表示,芯片平台厂商的生态是很残酷的,在竞争的过程中,会有一些动作出来,可能从某一个角度看,像是在迎合下游厂商,但其实可能并不这么简单,这其中涉及复杂的竞争关系。现阶段手机厂商自研芯片并没有触动传统厂商的核心利益,将来能否触动还有待时间的检验。

“手机产业链的话语权从来都是打出来的,打响第一枪的是华为,用了十多年的时间,而现在的手机厂商,可能才刚刚上路。”该人士坦言。

(校对/Humphrey)

责编: 慕容素娟

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