近年來，因為對各種差異化性能的追求，系統(tǒng)廠商自研芯片已經(jīng)不是什么新鮮事，國內(nèi)智能手機廠商OPPO也已成為當中一個重要玩家,。
半導(dǎo)體行業(yè)觀察在去年發(fā)布的文章《OPPO首個自研芯片背后：DSA的勝利》中，就曾詳細描述了這家芯片后起之秀,，在這個領(lǐng)域的一些表現(xiàn)以及他們首顆芯片——影像專用NPU馬里亞納? MariSilicon X面世的臺前幕后,。據(jù)OPPO芯片產(chǎn)品高級總監(jiān)姜波日前透露，這顆芯片現(xiàn)在已經(jīng)達到了千萬級的出貨量,，并在可預(yù)見的未來,，會被更多的手機所應(yīng)用。
“OPPO自研芯片是希望能夠給用戶提供價值,，這個是OPPO規(guī)劃芯片研發(fā)時最主要,，也是最根本的出發(fā)點?！苯ń又f,。在這種思路的驅(qū)動下，OPPO在日前舉辦的“OPPO未來科技大會”上又帶來了他們的第二顆自研芯片——旗艦級藍牙音頻芯片馬里亞納? MariSilicon Y,。
從圖像到音頻：OPPO的“芯”追求
“因為OPPO離消費者比較近，會對用戶痛點以及產(chǎn)品的價值主張比較清晰,，所以O(shè)PPO在做一些方向選擇的時候,，也更容易做決策?！苯ㄔ谌ツ旯臼最w芯片的發(fā)布會上告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察等記者,。
這也正是OPPO選定計算影像作為公司自研芯片首個落地場景，進而推出MariSilicon X的原因,?；诠具@種比傳統(tǒng)芯片公司更接近客戶的優(yōu)勢，OPPO把音頻市場選作了公司芯片的第二個發(fā)力點,。
正如大家所看到的一樣,，如果想要給過去幾年的智能手機找新的亮點,。除了圖像以外，音頻毫無疑問是不能忽視的一個,。因為在蘋果AirPods和AirPods Pro的帶動下,，從芯片上游開始的整個產(chǎn)業(yè)鏈都圍繞著火爆的TWS進行了多輪的創(chuàng)新。除了音質(zhì)以外,，包括計算音頻（目前以主動降噪和空間音頻為代表）在內(nèi)的多項特性,，也成為了消費者對音頻產(chǎn)品的主要訴求。
《2022音頻產(chǎn)品使用現(xiàn)狀調(diào)研報告》也表示,，超過58%的受訪者表示希望獲得高解析度或無損音質(zhì),。61%的消費者希望獲得比MP3更好的音質(zhì)，包括CD音質(zhì)（44.1kHz/16bit）,、高解析音質(zhì)（高于96kHz/24bit）,、無損音質(zhì)。此外,，有66%消費者認為無損音質(zhì)會決定他們是否購買設(shè)備,。
在計算音頻方面，隨著消費者市場的成熟和技術(shù)的發(fā)展,，也開始邁入第二階段,。這一階段的最大特征便是個性化。
據(jù)介紹,，傳統(tǒng)上虛擬空間的渲染是基于一套預(yù)設(shè)模型,，就像購買成衣西服，雖然精致,，但細節(jié)處難免還會有不合身,。而新一代的空間音頻，可以根據(jù)用戶個人的頭型和耳廓形狀,，定制HRTF模型（Head Related Transfer Function,，頭部相關(guān)傳遞函數(shù)），獲得最符合個人的聽感,，就像高級定制的西服,，每一處細節(jié)都為用戶的獨特身材量身定制。而隨著AI技術(shù),、環(huán)境感知,、自然語義處理等諸多先進技術(shù)融入計算音頻領(lǐng)域，更具個性化的聲音體驗呼之欲出,。
具體到當前火熱的藍牙音頻,，則存在幾方面的問題：
一方面，傳輸速率并不是這一無線連接技術(shù)最大的優(yōu)勢,。因此即使在最新的藍牙5.3標準中,，EDR（Enhanced Data Rate）支持的最大速率為3Mbps,。但在真實場景的應(yīng)用中，因為現(xiàn)實信號環(huán)境等復(fù)雜因素的影像,，理論值最高3Mbps的速率,，往往只能發(fā)揮一半，也就是1.5Mbps的實際速率,。這種量級的速度,，無法承載無損音頻傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
另一方面,，市面主流的編解碼協(xié)議有很多,，常見的AAC、LDAC等格式都是有損編碼,，而無損編碼格式中,，F(xiàn)LAC的壓縮率是70%、ALAC的壓縮率也是70%,、表現(xiàn)更好一些的L2HC壓縮率是60%,。也就是說，現(xiàn)有的公有無損編解碼方案都無法滿足無線傳輸?shù)捏w積要求,，因此需要一個更強壓縮能力的方案,。
再者，現(xiàn)實里,，復(fù)雜的信號環(huán)境對于傳輸本身有很大影響,，信號太復(fù)雜時，比如手機放在口袋中,，藍牙信號就會不穩(wěn)定,。
面對上述問題，OPPO推出了公司自研的第二顆芯片——馬里亞納? MariSilicon Y,。之所以會定義這樣一顆藍牙音頻芯片,，按照姜波的說法，除了基于市場需求外,，還有另外一層含義,，那就是OPPO認為端對端的連接技術(shù)，是硬件能力里特別重要的基礎(chǔ)性技術(shù),。
“OPPO強調(diào)萬物互融，未來一定會在短距通信,、端到端的體驗上做很多探索和改進,。這顆芯片雖然尺寸小，但是我們第一次在端到端,，通過私有協(xié)議實現(xiàn)了連接,。這個連接的基礎(chǔ)能力是OPPO一定要建立的,。”姜波告訴記者,。
他進一步指出,，作為系統(tǒng)廠商，OPPO有一個傳統(tǒng)芯片廠商所不具備的優(yōu)勢——對用戶場景的理解比較深刻,。因此當公司投入到一個技術(shù)方向的時候,，更容易知道為什么要這樣做，從而能夠在做一些性能取舍時清晰地知道優(yōu)先級,。
疊加公司團隊在這方面的深厚積累和投入,，一顆科技樹點滿的馬里亞納? MariSilicon Y橫空出世。
從協(xié)處理器到SoC：技術(shù)邁入深水區(qū)
如OPPO所說,，公司基于DSA概念打造的第一顆自研芯片協(xié)處理器（Companion Chip）需要搭配主平臺芯片才能使用,。而公司的馬里亞納? MariSilicon Y作為OPPO首個SoC芯片解決方案，能完整地負責一個藍牙音頻設(shè)備的所有功能,。這不僅標志著OPPO首次打開了連接芯片設(shè)計的新領(lǐng)域,，具備了藍牙連接的軟硬件全套能力。這也意味著OPPO首次具備計算+連接能力的藍牙SoC平臺設(shè)計能力,。
姜波總結(jié)說,，馬里亞納MariSilicon Y具備三大領(lǐng)先技術(shù)，分別是192kHz/24bit超清無損音頻,、590GOPS澎湃算力和N6RF先進制程,。
據(jù)介紹，通過首創(chuàng)的超高速藍牙解決方案,，馬里亞納? MariSilicon Y集成了比傳統(tǒng)藍牙快400%,，且是行業(yè)最快的12Mbps藍牙速率，再加上自研的URLC無損編解碼,，首次實現(xiàn)了192kHz/24bit 無損音頻的無線傳輸,，讓完美音質(zhì)不被有線束縛。
“馬里亞納? MariSilicon Y 超前的12Mbps藍牙速率,，不僅可以從容地傳輸192kHz/24bit無損音頻的數(shù)據(jù)量,，還有充足的速率冗余可以承載數(shù)據(jù)重傳，系統(tǒng)開銷（system overhead）,，承載信號控制等,，實現(xiàn)整體藍牙連接質(zhì)量的大幅提升?！苯◤娬{(diào),。
至于URLC（Ultra-Resolution Lossless Codec），則是OPPO自研的音頻編解碼技術(shù)，能將無損壓縮率首次提升至50%,，這意味著同樣的無損音頻內(nèi)容,，URLC可以壓縮至更小體積傳輸。URLC編解碼協(xié)議配合12Mbps超高速藍牙的設(shè)計,，讓物理硬件和軟件編解碼技術(shù)真正的合二為一,，共同服務(wù)于無損音頻的傳輸。同時,，URLC也是目前市面上唯二支持192kHz/24bit的編解碼技術(shù),。這也是目前無線藍牙耳機中最高規(guī)格的音頻質(zhì)量（目前其他藍牙耳機最高僅支持48/24無損）。
領(lǐng)略了其領(lǐng)先的音頻帶寬和解碼能力后,。這顆芯片所具備的強悍能力同時也給未來的音頻應(yīng)用提供了更多的可能,。
姜波介紹說，作為首個集成NPU單元的藍牙音頻SoC,，馬里亞納? MariSilicon Y高性能NPU單元的算力達到了超前的590 GOPS,。與之相比，馬里亞納? MariSilicon Y中集成的高性能DSP算力則為25 GOPS,，這也是全行業(yè)性能最強的DSP之一（目前全球銷量最高的耳機芯片的算力為9 GOPS）,。
據(jù)了解，這個590 GOPS高性能NPU具備三大優(yōu)勢,，分別是能效高（相比于傳統(tǒng)DSP單元,，NPU在運行AI算法時更加高效，實現(xiàn)事倍功半的效果）,、獨立算力（獨立的NPU設(shè)計,，可以不依賴手機算力。計算能夠?qū)崟r在音頻設(shè)備內(nèi)的完成,，降低因數(shù)據(jù)在耳機與手機之間傳輸所造成的延遲）和兼容性高（590 GOPS的高算力,，能夠面向未來快速發(fā)展的AI音頻應(yīng)用持續(xù)提供充足的支持，能夠持續(xù)提供可升級的功能）,。
從姜波的介紹我們得知,，音頻領(lǐng)域目前的AI處理基本上是通過DSP去處理的，算力或者網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度是相對有限的,，當前基于DSP的算法其實也是非常普及的,，現(xiàn)有的產(chǎn)品對這塊應(yīng)該有比較好的支撐。但后續(xù)當算法的復(fù)雜度要求更高,，對音頻的處理能力要求更高的時候,，DSP加NPU可能就成為了一個主流的趨勢，OPPO在這上面也是領(lǐng)先一步,。
“超強的算力結(jié)合先進的AI算法,，馬里亞納? MariSilicon Y有望創(chuàng)造全新的計算價值?！敖ㄑa充說,。在他看來，這顆芯片之所以能獲得這樣優(yōu)越的性能表現(xiàn),，除了因為在芯片設(shè)計上有獨到之處以外,，N6RF工藝帶來的加成更是其中最重要的決定部分。
資料顯示,，N6RF是臺積電最新的先進 RF CMOS 半導(dǎo)體技術(shù),，能使客戶利用其卓越的射頻功能和數(shù)字 PPA 優(yōu)勢最大限度地延長電池壽命。與臺積電自有的 16FFC 射頻技術(shù)相比,，N6RF 提供了顯著的改進,。
據(jù)姜波透露，目前,，全球范圍內(nèi)已應(yīng)用臺積電N6RF先進制程工藝的只有蘋果H2芯片,、蘋果S8芯片中的GPS模塊和OPPO的馬里亞納? MariSilicon Y芯片。換而言之,，馬里亞納? MariSilicon Y成為迄今為止制造工藝最先進的藍牙SoC芯片之一,，領(lǐng)先行業(yè)至少2代。
借助該芯片所具備的三大技術(shù),，OPPO分別對應(yīng)解決了高解析無損音頻傳輸,、端側(cè)算力不足以及芯片性能功耗優(yōu)化的問題，為行業(yè)提供新指引,，也為消費者提供更優(yōu)質(zhì)的內(nèi)容及產(chǎn)品體驗,。而基于其強大的NPU，馬里亞納? MariSilicon Y也終于能夠首次在音頻端側(cè)實現(xiàn)了聲音分離技術(shù),。利用這個技術(shù),，OPPO的這顆新芯片可以為用戶提供下一代的個性化（如：自定義全景聲、萬能全景聲）聽音方案,。
因為這顆芯片具備極高的兼容性,，能夠支持藍牙5.3和LE Audio的LC3編解碼，可以很好地兼容下一代所有支持LE Audio的設(shè)備,；同時,，馬里亞納? MariSilicon Y還支持LHDC、LDAC高清編解碼,，兼容傳統(tǒng)OPPO產(chǎn)品和其他品牌產(chǎn)品時依然能夠獲得出色的音質(zhì),；此外，馬里亞納? MariSilicon Y還兼容傳統(tǒng)的SBC和AAC編解碼,，能夠?qū)崿F(xiàn)對傳統(tǒng)藍牙設(shè)備的的全面覆蓋,。
這意味著，無論你使用什么設(shè)備，搭配馬里亞納? MariSilicon Y都可以獲得優(yōu)秀的音質(zhì),。
“做芯片,，從未寄希望能有奇跡”
日前，一份OPPO創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官陳明永的內(nèi)部講話被媒體報道出來,。在這份講話中,，他首先披露了OPPO做芯片的兩點初心：一是為用戶提供更好的體驗；二是要有自己的技術(shù)護城河,。
“我們做芯片,，從未寄希望能有奇跡。如果有奇跡,，一朝之間就能成,，那誰都可以做。正因為好的芯片難做,，我們做了,，才能長期在用戶體驗上形成優(yōu)勢。這個過程不是那么輕松的,，需要花時間,，過程中還會有很多質(zhì)疑，但我們必須保持平常心,，尊重客觀規(guī)律,，一步一腳印走得扎扎實實。同時,，保持長期樂觀和短期謹慎,。無論未來出現(xiàn)什么情況，OPPO做芯片這件事都很有意義,?！标惷饔涝谥v話中強調(diào)。
姜波也告訴記者,，OPPO自研芯片并不是要取代誰,，公司所堅持的是會持續(xù)探索，希望能給大家打來更多更有價值的東西,。OPPO現(xiàn)在已經(jīng)建立了超過2000人的芯片團隊,，用十年磨一劍的心態(tài)去做芯片。
在他看來,，從MariSilicon X到MariSilicon Y的演進,，不但體現(xiàn)了公司芯片團隊對終端應(yīng)用了解的深入。同時,，這也讓芯片隊員積累了更多技術(shù),，為公司推出下一代芯片做好了更充分的準備,。
以在馬里亞納? MariSilicon Y上采用的N6RF工藝為例，在前代6nm的基礎(chǔ)上,，OPPO進一步拓展到了更先進的工藝,，讓公司具備了拓展先進制程下芯片設(shè)計的專長。這個工藝和芯片也代表著OPPO掌握了將先進制程工藝應(yīng)用于射頻系統(tǒng)的能力,，讓公司擁有了在未來創(chuàng)造更多可能的底氣,。
“研發(fā)這顆芯片就是做射頻的探索，這是我們很重要的起始點,，這顆芯片的基帶部分、數(shù)字部分和射頻部分合在一起的確帶來了一些設(shè)計上的挑戰(zhàn),，但這個挑戰(zhàn)正是將來在做其他的芯片也要克服的東西,，我們也比較好地克服了?！苯ㄕf,。
他同時指出，從這顆芯片開始,，OPPO拓寬了以自研芯片為中軸的垂直整合領(lǐng)域,，在前一代自研芯片影像整合的基礎(chǔ)上，增加了藍牙連接的整合,，為萬物互融奠定必備的底層連接能力,。”
“我們始終保持著一顆循序漸進的平常心,，在自研芯片的道路上尊重客觀規(guī)律,，隔絕外界的壓力，不妄想彎道超車,，堅信長期主義,，做好了十年磨一劍的準備。不需要像傳統(tǒng)芯片廠商過多考量成本,，我們自研芯片不被營收壓力所限,，甚至可以不計成本地投入技術(shù)研發(fā)和芯片堆料，為用戶創(chuàng)造真正的驚喜和價值,?！苯◤娬{(diào)。
在他們看來,，這是OPPO自研芯片的起點,，也是OPPO自研芯片的最佳終點。