《電子技術(shù)應(yīng)用》
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vivo造芯:重新打響的影像軍備競(jìng)賽

2021-09-15
來(lái)源:遠(yuǎn)川科技評(píng)論

  過(guò)去幾年的手機(jī)市場(chǎng),經(jīng)歷了一次攝像頭上的軍備競(jìng)賽。

  2014年,HTC在HTC One M8上搭載了雙主鏡頭的Duo景深相機(jī),2016年,華為P9和iPhone 7Plus的出現(xiàn)讓雙攝開始成為手機(jī)鏡頭模組的標(biāo)配。隨后,國(guó)內(nèi)模組供應(yīng)商陸續(xù)跟進(jìn)雙攝模組,之后,隨著手機(jī)攝像頭從雙攝躍進(jìn)到三攝甚至四攝,國(guó)內(nèi)光學(xué)供應(yīng)鏈逐步躋身國(guó)產(chǎn)高端機(jī)供應(yīng)鏈。

  這次軍備競(jìng)賽被輿論稱為“安卓機(jī)內(nèi)卷”,但表面上看是浴霸薈萃的奇葩共賞,實(shí)際上從單攝到多攝,賦予了國(guó)內(nèi)光學(xué)供應(yīng)商在高端機(jī)型上驗(yàn)證研發(fā)成果的寶貴機(jī)會(huì)——2018年3月,三星旗艦機(jī)型Galaxy S9的鏡頭交由舜宇光學(xué)代工。而在這之前,三星手機(jī)鏡頭的供應(yīng)商大多是Kolen、Sekonix等韓國(guó)本土品牌。

  在消費(fèi)電子領(lǐng)域,終端產(chǎn)品往往是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新的帶動(dòng)者,只有終端產(chǎn)品采納上游的方案,供應(yīng)商的成果才有用武之地。換句話說(shuō),換句話說(shuō),只有小米愿意做奇葩的全面屏,做屏下指紋的供應(yīng)商才能進(jìn)步;只有華為愿意做浴霸攝像頭,鏡頭廠商才有沖擊高端的可能。

  而隨著華為的市場(chǎng)份額因?yàn)橹撇弥鸩轿s,這次手機(jī)影像領(lǐng)域的內(nèi)卷也有了逐漸偃旗息鼓的跡象。對(duì)于正在向高附加值爬坡的中國(guó)光學(xué)供應(yīng)鏈來(lái)說(shuō),這絕不是一個(gè)好消息。

  國(guó)產(chǎn)手機(jī)的影像創(chuàng)新,需要一個(gè)新的帶頭人。

  01 創(chuàng)新:造芯運(yùn)動(dòng)

  不久前,vivo執(zhí)行副總裁胡柏山正式對(duì)外宣布:vivo造了顆芯,名為V1,這顆影像芯片由9月9日剛剛發(fā)布的vivo X70系列首發(fā)搭載。這款自主研發(fā)的的專業(yè)影像芯片,以vivo十年前進(jìn)軍手機(jī)行業(yè)推出的第一款手機(jī)“V1”命名。

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  不過(guò),和我們平時(shí)經(jīng)常談及的手機(jī)SoC不同,V1是一款影像芯片,可與SoC中集成的圖像信號(hào)處理器(ISP,Image Signal Process)協(xié)同使用,實(shí)現(xiàn)1+1>2的效果。影像是用戶選購(gòu)手機(jī)的重要指標(biāo)之一,ISP則決定了視頻、圖像的成像質(zhì)量。

  在手機(jī)攝像頭中,鏡頭迎來(lái)接收光線影像;CIS芯片將鏡頭捕捉的光信號(hào),轉(zhuǎn)換成機(jī)器可以讀懂得數(shù)字信號(hào);ISP則用來(lái)處理圖像傳感器的輸出數(shù)據(jù),比如AEC(自動(dòng)曝光控制)、AGC(自動(dòng)增益控制)、AWB(自動(dòng)白平衡)、色彩校正等等功能的處理。

  簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),ISP就是影像系統(tǒng)中的大腦,處理視網(wǎng)膜(傳感器)發(fā)送過(guò)來(lái)的,由眼睛(鏡頭)捕捉到的影像信息。

  而在手機(jī)中,ISP多被主SoC所集成,為什么一個(gè)CPU也能做的事要給ISP來(lái)做?因?yàn)镮SP作為專門計(jì)算影像數(shù)據(jù)處理的單元,能效比極高,對(duì)手機(jī)這種對(duì)功耗和發(fā)熱非常敏感的設(shè)備,能少一度是一度。

  另一方面,在大多數(shù)消費(fèi)電子產(chǎn)品中,決定使用體驗(yàn)差異化的往往只有芯片和系統(tǒng),這也是品牌獲取溢價(jià)的核心。iPhone的溢價(jià)很大程度上來(lái)自封閉的iOS系統(tǒng)與A系列芯片,而安卓機(jī)不是高通就是聯(lián)發(fā)科,自然只能在屏幕和鏡頭上卷的飛起。

  自研影像芯片的目的,自然也是為了在影像上實(shí)現(xiàn)盡可能的差異化。

  在之前的X50系列中,vivo就花重金研究出了“微云臺(tái)”防抖科技,后來(lái)還引入了GN1超大底傳感器,大幅增加進(jìn)光量。到了X60系列,vivo引入了50mm F2.0標(biāo)準(zhǔn)鏡頭,進(jìn)一步提高畫質(zhì);去年,vivo和蔡司成立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,一起對(duì)移動(dòng)影像、人像等技術(shù)進(jìn)一步研發(fā)迭代。

  V1芯片的算法升級(jí),主要服務(wù)于手機(jī)影像中的兩大重要板塊:夜景和人像。

  夜景功能一直是手機(jī)影像最難啃的骨頭,常規(guī)做法有兩種:強(qiáng)行提高ISO數(shù)值,或者拉長(zhǎng)曝光時(shí)間以增加傳感器上的進(jìn)光量。但前者會(huì)導(dǎo)致顆粒感,后者手抖就會(huì)糊,技術(shù)要求太高。

  V1新算法所做的便是針對(duì)性的優(yōu)化,比如在高速處理同等計(jì)算量任務(wù)時(shí),相比軟件實(shí)現(xiàn)的方式,V1的專用算法使硬件電路功耗降低50%。在人像方面,vivo與蔡司持續(xù)進(jìn)行研發(fā)與調(diào)教。于人像模式中內(nèi)置蔡司鏡頭風(fēng)格,深度還原蔡司經(jīng)典的Biotar和Sonnar等鏡頭效果。

  以此次vivo推出的X70系列為例,通過(guò)蔡司光學(xué)鏡頭、蔡司T*鍍膜、大底微云臺(tái)主攝、專業(yè)影像芯片V1等加持,影像能力不僅覆蓋全場(chǎng)景、全焦段,更從“視覺系統(tǒng)”本身出發(fā),將光學(xué)器件、影像芯片與軟件算法有機(jī)結(jié)合,帶來(lái)更為卓越的手機(jī)影像實(shí)力和用戶體驗(yàn)。

  該系列旗艦新品,也被vivo稱之為將專業(yè)影像、旗艦性能、設(shè)計(jì)美學(xué)融會(huì)貫通的「巔峰旗艦」。從更高的維度來(lái)看,vivo入局造芯,其實(shí)是想進(jìn)一步?jīng)_擊高端手機(jī)市場(chǎng)。對(duì)于一家把影像作為核心價(jià)值點(diǎn)之一的手機(jī)品牌來(lái)說(shuō),如果還用通用芯片,就有點(diǎn)隔靴搔癢了。

  而V1對(duì)于整個(gè)手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游的意義,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止一塊芯片那么簡(jiǎn)單。

  02 量產(chǎn):產(chǎn)業(yè)升級(jí)的入場(chǎng)券

  輿論談及中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)時(shí),一直有兩個(gè)誤區(qū):一個(gè)是認(rèn)為只要攻破了技術(shù)難關(guān)就是勝利;另一個(gè)是談及手機(jī)芯片必談SoC。

  在半導(dǎo)體的很多分工環(huán)節(jié)上,技術(shù)突破往往只能解決從0到1這一步,就是“有”和“無(wú)”的問(wèn)題。而從1到10,最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)在于“量產(chǎn)”,所依賴的則往往是成本的控制、良率的提升、市場(chǎng)的反饋。

  中國(guó)在高科技領(lǐng)域并不缺少國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù),但其實(shí)現(xiàn)往往都有兩個(gè)前提:不考慮成本、不考慮良率。

  國(guó)內(nèi)電子企業(yè)的發(fā)展路徑,大多從低端做起,再往高端轉(zhuǎn)型。但從成果看,絕大多數(shù)公司看出貨量排名是TOP3,但看營(yíng)收排名基本屬于others,成功的案例并不多,其原因也在于,企業(yè)在往高端爬坡的過(guò)程中,產(chǎn)品難以得到市場(chǎng)驗(yàn)證。

  以國(guó)內(nèi)CIS芯片的突破為例,單攝時(shí)代,CIS往往是索尼一家獨(dú)大,但副攝和三攝出現(xiàn)后,對(duì)先進(jìn)工藝的要求相對(duì)更低,也讓大陸的供應(yīng)商能夠進(jìn)入終端市場(chǎng),其產(chǎn)品能夠得到終端設(shè)備的驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能與良率的逐步爬坡。

  歸根結(jié)底,從低端到高端是一個(gè)爬坡的過(guò)程,其中“過(guò)程”是關(guān)鍵詞,無(wú)論是工藝的改進(jìn)、還是成本的優(yōu)化、或是良率的提升,都需要供應(yīng)商與品牌長(zhǎng)期的協(xié)作與磨合。另一方面,只有品牌愿意下訂單,供應(yīng)商才能實(shí)現(xiàn)自我造血,并在這個(gè)過(guò)程中逐漸爬坡。

  在V1芯片里,vivo只參與芯片設(shè)計(jì)等前置環(huán)節(jié),而之后的芯片流片和生產(chǎn)制造,都是由上游供應(yīng)商來(lái)完成,這意味著上游一大批供應(yīng)商都能實(shí)現(xiàn)自我造血,這也與vivo公司一直以來(lái)所堅(jiān)持的與合作伙伴互信共贏經(jīng)營(yíng)理念相契合。

  另外,雖然輿論時(shí)長(zhǎng)把半導(dǎo)體的突破和手機(jī)SoC的制造工藝劃等號(hào),但一個(gè)有意思的事情是,SoC已經(jīng)不再是高端機(jī)型附加值最高的零部件。

  比如2019年的iPhone 11首次應(yīng)用造型酷似浴霸的三攝像頭,其成本高達(dá)73.5美元,超過(guò)A13芯片(64美元)和屏幕(66.5美元),成為了一部iPhone上最值錢的零部件。

  伴隨著零部件價(jià)值的水漲船高,手機(jī)影像這個(gè)領(lǐng)域也孕育出了不少占據(jù)核心節(jié)點(diǎn)的公司:比如做鏡頭的大立光和舜宇光學(xué),做CIS芯片的索尼,它們不但毛利率遠(yuǎn)超包括蘋果在內(nèi)的一眾手機(jī)品牌,卡脖子能力也絲毫不遜于臺(tái)積電。

  換句話說(shuō),“卡脖子”的意義不是攻克某項(xiàng)技術(shù)難關(guān),而是在高附加值產(chǎn)業(yè)上站穩(wěn)腳跟,因此,只要占住一個(gè)技術(shù)壁壘,都能獲得高附加值。

  對(duì)于在手機(jī)影像領(lǐng)域深耕多年的vivo來(lái)說(shuō),相比華為砸錢砸人猛攻SoC設(shè)計(jì),從研發(fā)周期更短、難度更低、對(duì)先進(jìn)制程要求更低的ISP芯片入手,一步一步突破,一點(diǎn)一點(diǎn)升級(jí),顯然是一條更加實(shí)際,也更普世的道路。

  正如上文所說(shuō),“過(guò)程”是關(guān)鍵詞。

  03 終端:創(chuàng)新的推力

  一直以來(lái),大陸的兩個(gè)賽道就是蘋果的“芯片打包店”和“五金加工店”。而且,這兩個(gè)店,生意還不怎么穩(wěn)定,給了蘋果不斷壓低毛利的機(jī)會(huì)。原本給蘋果做“包身工”的大陸產(chǎn)業(yè)鏈,直到華為的高端機(jī)型崛起,才有了沖擊高端的機(jī)會(huì)。

  2010年至2018年,華為的銷售量增長(zhǎng)了68倍,超越了蘋果。特別是在中高端機(jī)型上,極大地沖擊了蘋果的領(lǐng)導(dǎo)地位。

  華為的崛起也激起了大陸的手機(jī)大戰(zhàn),打開了國(guó)產(chǎn)高端手機(jī)的市場(chǎng)。依托龐大的終端銷量,中國(guó)大陸芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展迅速,不但誕生了世界前十的芯片設(shè)計(jì)巨頭華為海思,整體芯片設(shè)計(jì)規(guī)模也位居世界第二。

  因此,對(duì)整個(gè)國(guó)產(chǎn)手機(jī)產(chǎn)業(yè)而言,需要有一個(gè)需求量大的終端企業(yè)來(lái)帶動(dòng)創(chuàng)新,進(jìn)而,倒逼整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)。

  美國(guó)對(duì)華為終端的制裁,本質(zhì)上是按住終端產(chǎn)品對(duì)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新方向的帶動(dòng)能力——一旦終端龍頭倒下,一定會(huì)傷及整個(gè)手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈。

  隨著華為市場(chǎng)份額不斷萎縮,到今年第二季度,中國(guó)智能手機(jī)廠商中出貨量前三位已經(jīng)變成了vivo、OPPO和小米,同時(shí),vivo也以24%的市場(chǎng)份額坐上了中國(guó)手機(jī)市場(chǎng)頭把交椅。

  同一時(shí)期,長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)內(nèi)手機(jī)市場(chǎng),一度出現(xiàn)了“內(nèi)卷緩和”的跡象。站在整個(gè)手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的視角,我們顯然更希望這是一次暫時(shí)的休戰(zhàn)。

  對(duì)于vivo來(lái)說(shuō),坐上市場(chǎng)份額第一,也許也意味著它需要扛起帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新升級(jí)的旗幟,從這個(gè)角度看,V1芯片的出現(xiàn),也印證了這一點(diǎn)。

  向高端發(fā)起沖鋒,這是vivo自身需要面對(duì)的命題,也是整個(gè)手機(jī)產(chǎn)業(yè)賦予vivo的使命。

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  參考資料:

  [1] 安防行業(yè)快速發(fā)展,芯片廠商迎重要機(jī)遇,光大證券

  [2] 趁X70 系列發(fā)布前,聊聊vivo 的自研影像芯片,ZEALER

  [3] 拍照不用芯,拿什么跑贏技術(shù)長(zhǎng)賽道?虎嗅

  [4] 推出自研ISP芯片深耕影像賽道,vivo的創(chuàng)新方法論成焦點(diǎn),雷科技

  [5] vivo準(zhǔn)備怎么搞芯片?品玩




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