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，并在可預見的未來，會被更多的手機所應用。
“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。”姜波接著說。在這種思路的驅動下，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OPPO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。61%的消費者希望獲得比MP3更好的音質，包括CD音質（44.1kHz/16bit）、高解析音質（高于96kHz/24bit）、無損音質。此外，有66%消費者認為無損音質會決定他們是否購買設備。
在計算音頻方面，隨著消費者市場的成熟和技術的發(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設模型，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、環(huán)境感知、自然語義處理等諸多先進技術融入計算音頻領域，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。但在真實場景的應用中，因為現(xiàn)實信號環(huán)境等復雜因素的影像，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，復雜的信號環(huán)境對于傳輸本身有很大影響，信號太復雜時，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，是硬件能力里特別重要的基礎性技術。
“OPPO強調萬物互融，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備的所有功能。這不僅標志著OPPO首次打開了連接芯片設計的新領域，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平臺設計能力。
姜波總結說，馬里亞納MariSilicon Y具備三大領先技術，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)整體藍牙連接質量的大幅提升?！苯◤娬{。
至于URLC（Ultra-Resolution Lossless Codec），則是OPPO自研的音頻編解碼技術，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超高速藍牙的設計，讓物理硬件和軟件編解碼技術真正的合二為一，共同服務于無損音頻的傳輸。同時，URLC也是目前市面上唯二支持192kHz/24bit的編解碼技術。這也是目前無線藍牙耳機中最高規(guī)格的音頻質量（目前其他藍牙耳機最高僅支持48/24無損）。
領略了其領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設計，可以不依賴手機算力。計算能夠實時在音頻設備內(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)絡復雜度是相對有限的，當前基于DSP的算法其實也是非常普及的，現(xiàn)有的產(chǎn)品對這塊應該有比較好的支撐。但后續(xù)當算法的復雜度要求更高，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在這上面也是領先一步。
“超強的算力結合先進的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 半導體技術，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，領先行業(yè)至少2代。
借助該芯片所具備的三大技術，OPPO分別對應解決了高解析無損音頻傳輸、端側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實現(xiàn)了聲音分離技術。利用這個技術，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；此外，馬里亞納? MariSilicon Y還兼容傳統(tǒng)的SBC和AAC編解碼，能夠實現(xiàn)對傳統(tǒng)藍牙設備的的全面覆蓋。
這意味著，無論你使用什么設備，搭配馬里亞納? MariSilicon Y都可以獲得優(yōu)秀的音質。
“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。
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用了解的深入。同時，這也讓芯片隊員積累了更多技術，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域，在前一代自研芯片影像整合的基礎上，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研發(fā)和芯片堆料，為用戶創(chuàng)造真正的驚喜和價值。”姜波強調。
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。