OPPO自研芯片不相信奇迹

作者｜包永刚

编辑｜王川

“如果要自研手机主芯片，要投入多少钱？花多长时间？”2013年的一天，一位手机公司的创始人亲自到访Arm中国CEO位于上海的办公室，想搞清楚这些问题，这位创始人得到的答案是：至少投入10亿人民币，烧5-10年。

2013年，风靡全球的iPhone已经用上了第三代自研芯片，眼看大量消费者排队抢购售价高昂的苹果手机，让很多其他手机公司的一把手们开始认真思考自研芯片的必要性。

随着智能手机的竞争从早期单一的供应链元器件竞争，转变为多维度，真正能够为用户带来全方位差异化体验竞争。蓄力已久的OPPO再也坐不住，在2019年前后开启了自研芯片。

“通用硬件的限制，让手机厂商进行产品创新时，犹如戴着镣铐跳舞。”在大部分手机圈和芯片圈资深人士看来，自研芯片是国内手机厂商冲击高端和实现用户差异体验唯一的路径，但会有不同的选择。

12月14日，OPPO的第二颗自研芯片——马里亚纳® MariSilicon Y揭开神秘面纱。

从马里亚纳 X到马里亚纳 Y，OPPO的自研芯片到底想做什么？

从计算摄影卷到计算音频

1895年12月28日，一辆火车“驶入”法国巴黎的一家咖啡馆，尽管只是无声的黑白影像，在座观众还是被刚刚诞生的无声电影吓得四散奔逃。

科技的进步往往在一个意想不到的时间给人惊喜，就像如今的智能手机AI功能，足以让一位对拍照兴趣不高的消费者，在体验到通过AI影像功能随手拍出大片的瞬间，就会当即下单一台新手机。

过去几年间，手机影像的功能和体验越来越极致，但音频的体验还有很大的提升空间，视频和音频的发展出现了不均衡，音频体验的提升成为了近几年手机行业的一大重点。

2022年最新手机旗舰SoC的重头戏，除了进一步提升计算摄影，就是大幅改进音频功能。

联发科的最新旗舰处理器天玑9200，支持192kHz/24bit音频编解码，尽管蓝牙速率达到了8Mbps，但考虑到实际环境对于速率的影响，即便是用最优秀编解码压缩技术，也难以支撑192/24庞大的文件体积。换言之，192kHz/24bit的超高清无损音频，需要更极致的蓝牙速率。

高通第二代骁龙8支持的骁龙畅听技术，支持48kHz无损音乐串流，并通过动态头部追踪支持空间音频，呈现完整的环绕声沉浸感。

从两大通用芯片今年的动作来看，计算音频和无损音频是今年芯片的主旋律。

无损音频本来只是音乐发烧友才能享受到的听觉体验，但随着全球各大流媒体音乐平台提供高品质的无损音乐，比如Apple Music已有超过7500万首的无损音频（192kHz/24bit）歌曲，QQ音乐、酷狗、酷我音乐、网易云音乐提供96kHz/24bit的高解析音频（Hi-Res），高清无损音频正从小众成为大众。

可惜的是，由于最新的蓝牙5.3的最高传输速率是3Mbps，无法承载无损音频传输的数据量，享受无损音频仍需要有线耳机，直到OPPO第二款自研芯片马里亚纳Y诞生。

马里亚纳Y能够实现标准蓝牙速率4倍的12Mbps超高速蓝牙（比今年旗舰级SoC的8Mbps蓝牙速率还高1.5倍），搭配OPPO自研的URLC无损编解码技术，OPPO率先在业界实现了最高品质192kHz/24bit无损音频的无线互传。

“蓝牙无线耳机真的可以实现192kHz/24bit音频传输？TWS有必要做无损吗？”音乐发烧友难免质疑。但更多普通消费者的心声是，“音乐是不是无损我的‘木耳朵’也听不出来。”

无损音频只是无线音频体验提升的一部份，2019年由苹果AirPods Pro引领的计算音频功能是所有人都能轻松感知的音频体验提升。

凭借H1芯片，AirPods Pro实现的主动降噪和空间音频，创造前所未有的声音体验。

作为2022年推出的蓝牙SoC，马里亚纳Y追求极致蓝牙传输速率的同时，也是业界首个集成NPU的蓝牙音频SoC。

“目前，音频的绝大部分计算处理都通过DSP（数字信号处理器）完成。最新的空间音频，也是通过DSP实现3D空间的渲染，结合传感器的头部位置数据实现。”OPPO芯片产品高级总监姜波表示。

“马里亚纳Y高性能NPU单元的算力达到了超前的590 GOPS，结合高性能DSP 25 GOPS的算力（属于全行业性能最强的DSP之一），相比传统低算力DSP有巨大的性能优势。超强的算力结合先进的AI算法，马里亚纳Y有望创造全新的计算价值。”

OPPO也展示了空间音频之后，新一代计算音频的样子。比如自定义全景声，用户可以自定义修改每一条音轨的音量，并且将音频中识别的声音，调整到任意位置，所有的这些调整都由用户自己定义。又比如万能全景声，借助强大的NPU，即便是普通音频也能实时转化成立体声。换言之，马里亚纳 Y中的NPU计算出的万能全景声，实际解决的是目前中文曲库大量不支持杜比全景声格式的尴尬。目前尽管Apple Music已支持了空间音频，但事实上大量的中文歌曲并不支持。也可以说，OPPO是用计算换空间。

“芯片的迭代周期普遍较长，马里亚纳Y的能力水准，在2年的时间内都会是旗舰级。”姜波说。

这就引出了一个关键问题，OPPO真的有必要自研一颗超前的蓝牙音频SoC芯片？这是一笔划算的生意吗？

想构建自身护城河，必须多「造」不同品类的芯

去年，包括OPPO在内的几家手机厂商相继发布自研影像NPU或ISP芯片。前产业分析师吕昊认为，“一颗很小的ISP芯片，价值有限，以当下手机的影像水平，提升难度很大。”有手机SoC公司的高管去年直言，“等我们明年的产品发布，这些自研的ISP的价值就大大降低。”

姜波对自研NPU影像芯片持乐观态度，他对雷峰网(公众号：雷峰网)说，“这是一个好现象，大家都在做，说明方向是对的。马里亚纳X自研影像NPU搭载在最新的旗舰手机中，从能效算力的角度来说都有价值。另外，在一些场景，主芯片的ISP和马里亚纳 X协作能实现更多功能，两者并不矛盾。未来我们会基于马里亚纳 X继续探索AI+多媒体。”

OPPO的自信是因为足够有底气。虽然马里亚纳X是去年发布，但采用了先进的台积电6nm工艺，AI算力高达18TOPS，能效比达到了11.6TOPS/W，从应用的角度看，未来一两年依旧是旗舰级水准。

今天发布的马里亚纳Y，让OPPO多了一个实现差异化功能的强大芯片，也为OPPO后续的产品创新增加了底气。

苹果热销的iPhone搭载的是自研A系列芯片，让消费者愿意等几个月的AirPods核心是自研W1芯片，创造前所未有听觉体验的AirPods Pro搭载了自研H1芯片。而即便是MacBook中负责指纹信息单一功能，也加了一颗自研T1芯片。苹果的成功已经证明，想要充分发挥系统公司更懂消费者需求的优势，自研不同类型和不同领域的芯片必不可少。

但这条路充满了挑战，手机行业资深产品经理宇立指出，“以自研手机芯片为例，CPU以及GPU等这些核心模块都可以购买Arm验证好的产品，并非巨大的挑战，考验的部分是整合周边的模块和器件，比如射频、电源、时钟分配等，更耗费时间和精力，甚至可能影响成败。”

事实上，射频芯片相比数字芯片，其设计难度陡然增加，马里亚纳Y作为一款射频芯片，对于自研芯片团队仅成立三年的OPPO，考验可谓巨大。

一方面，设计射频芯片需要深厚的经验积累和探索创新，因为射频芯片设计中各种指标均衡没有定论，很多指标要求都需要挑战工艺极限，设计创新性电路结构，需要老师傅和手艺人。

另一方面，射频工艺和封装有客观限制因素，例如RF CMOS技术中，噪声系数和线性度存在天然短板，只能通过电路结构和无法定量分析的隔离措施缓解问题，存在许多不确定性。

马里亚纳Y采用的是台积电最先进射频工艺N6RF，同样采用这一工艺的只有苹果H2芯片和苹果S8芯片中的GPS模块，马里亚纳Y的领先性不言而喻。

“在台积电对外公布N6RF工艺前一年，我们双方就已经开始合作。”姜波透露，“使用台积电未经市场充分验证的最新射频工艺，‘摸着石头过河’每一步都走得非常小心谨慎。刚流片回来调试时确实遇到了一些挑战，但今天发布的马里亚纳Y已经达到了我们的设计目标。MariSilicon Y的研发速度大约是全球顶级科技公司研发同类产品的2倍。”

“OPPO强调万物互融，未来一定会在短距通信、端到端的体验上做很多探索和改进。”姜波确信。

从协处理器马里亚纳X，到蓝牙音频SoC马里亚纳Y ，OPPO自研芯片的下一个目标是什么？

跨界自研芯片的成功法则——十年磨一剑

距离苹果首款自研芯片面世已经过去12年，苹果才最终推出性能超CPU霸主的M系列PC芯片。而近两年自研芯片大获成功的亚马逊，也是基于对自身业务的了解，加上多年在芯片领域的积累，才成为云计算业界争相追赶的对象。

“系统公司之所以投身高风险、难度大的芯片领域，为的是具备差异化的竞争力，本质上还是经济账。”这是不少业界人士的共识。

芯片研发是长周期，高投入，需要巨大的出货量才能实现成本优势的行业，这对于任何一家想要跨界到芯片领域的具备软硬件一体的终端公司都是不小的挑战。

“从商业角度，自研芯片无论是投入成本，还是市场投资回报率看，短期来看都非常不划算，采用第三方芯片方案更节约成本，但MariSilicon Y所代表的自研能力无法通过第三方芯片获得。自研芯片是OPPO抱定宗旨一定要做，并且一定要做好的。”姜波这句话足以说明踏实自研芯片需要目光长远。

“OPPO的芯片团队有超过2000人。”芯片领域多位资深人士都对雷峰网说，“从团队规模和进展看，我更看好OPPO自研芯片。”

特别是，在消费市场需求低迷的当下，OPPO还在坚持投入芯片的研发，足以说明OPPO尊重半导体产业的长周期规律。

OPPO创始人陈明永在近期的一次内部讲话中说：“我们做芯片，从未寄希望能有奇迹。”

但如果OPPO早在2019年就定下的三大核心计划（马里亚纳自研芯片、潘塔纳尔跨端系统、安第斯智能云）形成合力，是否会创造奇迹？

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