ISP、NPU和充電IC后,手機(jī)廠商還能自研哪些芯片
最近這段時(shí)間手機(jī)行業(yè)可以說(shuō)相當(dāng)?shù)臒狒[,一方面高通與聯(lián)發(fā)科都先后推出了新一代旗艦移動(dòng)平臺(tái),一大批新款旗艦機(jī)型不是已經(jīng)發(fā)布、就是正在發(fā)布的路上。
另一方面,“自研芯片”在2021年無(wú)疑成為了幾大頭部品牌追逐的熱門(mén)話題。從年初小米公布的自研ISP澎湃C1、到年中的vivo的自研ISP悅影V1,再到不久前OPPO發(fā)布的自研影像專(zhuān)用NPU馬里亞納X和小米的自研120W充電芯片澎湃P1,短短一年時(shí)間里我們就迎來(lái)了三個(gè)品牌、四款自研手機(jī)芯片的亮相。
平心而論,這些“手機(jī)芯片”雖然并不屬于大家所認(rèn)知的SoC或AP(應(yīng)用處理器,也就是SoC去掉基帶部分)方案,但不可否認(rèn)的是,這些品牌推出自研芯片,客觀上確實(shí)給相應(yīng)的機(jī)型帶來(lái)了獨(dú)一無(wú)二的功能體驗(yàn)。同時(shí)在它們的研發(fā)、制造過(guò)程中,誰(shuí)也說(shuō)不準(zhǔn)他們是不是已經(jīng)積累了對(duì)于先進(jìn)制程、復(fù)雜大芯片設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。
不過(guò)今天我們要討論的,并不是手機(jī)廠商什么時(shí)候能造出自研SoC,相反我們會(huì)將視線繼續(xù)集中在這類(lèi)“功能性小芯片”上。結(jié)合智能手機(jī)本身當(dāng)前的硬件架構(gòu)和市場(chǎng)需求,來(lái)與大家一起探討這樣一個(gè)問(wèn)題,那就是對(duì)于手機(jī)廠商來(lái)說(shuō),在最終造出自研SoC之類(lèi)的“大芯片”之前,他們還有哪些部件可以通過(guò)自研來(lái)“練手”?
首先你要知道,手機(jī)的“內(nèi)構(gòu)”其實(shí)真不算復(fù)雜
雖然我們總說(shuō),手機(jī)是高科技產(chǎn)品。但也正因如此,在當(dāng)前的半導(dǎo)體技術(shù)體系下,手機(jī)的主板面積其實(shí)是越做越小,同時(shí)內(nèi)部的芯片集成度也越來(lái)越高。
這意味著什么?這里以TechInsights對(duì)谷歌Pixel6 Pro的拆解結(jié)果為例,在碩大的機(jī)身里實(shí)際上真正安裝有芯片的主板,只是一個(gè)面積非常小的框架。而在這個(gè)框架上,除了微小的電容、電阻,以及各種數(shù)據(jù)線接口外,真正起到功能作用的芯片總共也才不過(guò)31顆而已。
進(jìn)一步探究這些芯片的型號(hào)和用途,基本上可以將其分為8個(gè)大類(lèi),分別為:
應(yīng)用處理器:1顆(谷歌向三星定制的Tensor芯片)
內(nèi)存和閃存:2顆(三星生產(chǎn)的閃存和內(nèi)存)
電源管理芯片:11顆(來(lái)自三星、NXP、美信,包括有線充電管理、無(wú)線充電管理、電源保護(hù)、供電管理幾個(gè)細(xì)分類(lèi)別)
基帶與射頻芯片:9顆(來(lái)自三星和Skyworks)
連接相關(guān)芯片:3顆(來(lái)自意法半導(dǎo)體和博通,負(fù)責(zé)NFC、藍(lán)牙、WiFi和GPS功能)
音頻芯片:3顆(來(lái)自Cirrus Logic,包含揚(yáng)聲器功放和音頻解碼功能)
屏幕觸控芯片:1顆
安全加密芯片:1顆(谷歌自研Titan M)
發(fā)現(xiàn)了嗎?實(shí)際上,如今智能手機(jī)的內(nèi)部芯片數(shù)量既沒(méi)有許多朋友想象的那么多,而且真正留給終端廠商“自行發(fā)揮”的空間也并不多。
“自研芯片”既要考慮實(shí)用,更要考慮可行性
為什么我們這么說(shuō)?首先大家要知道,手機(jī)行業(yè)在發(fā)展了這么多年后,很多領(lǐng)域其實(shí)都已經(jīng)形成了非常高的技術(shù)和專(zhuān)利壁壘。手機(jī)廠商在這些領(lǐng)域不只是技術(shù)上極難實(shí)現(xiàn)“自研”,就算真造出芯片也很可能要面臨專(zhuān)利方面的問(wèn)題,或者是幾乎不具備實(shí)用價(jià)值。
比如,很典型的就是手機(jī)的基帶和射頻、以及藍(lán)牙和WiFi等連接功能相關(guān)芯片。一方面,全行業(yè)就只有一只手都能數(shù)的出來(lái)的廠商,把握著各種基帶、無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的核心專(zhuān)利;另一方面,大家不要忘了手機(jī)的無(wú)線連接能力是要配合運(yùn)營(yíng)商的基站、配合家中的WiFi路由器才能發(fā)揮作用,就算有手機(jī)廠商自主研發(fā)了無(wú)線芯片,也很有可能會(huì)與其他品牌的基站方案、路由器方案配合使用時(shí)出現(xiàn)“水土不服”的情況,從而難以發(fā)揮性能。
AKM、ESS、Cirrus Logic等大廠的音頻IC性能已經(jīng)極為出色,沒(méi)有額外提升的必要
其次,還有一類(lèi)芯片雖然技術(shù)壁壘不算特別高,但相關(guān)技術(shù)已經(jīng)極度成熟、幾乎沒(méi)有進(jìn)行自研改進(jìn)的需求,例如音頻芯片、觸控芯片就都屬于這一類(lèi)別。對(duì)于如今的智能手機(jī)來(lái)說(shuō),它們所使用的音頻方案也好、觸控技術(shù)也罷,壓根就沒(méi)達(dá)到相關(guān)芯片供應(yīng)商的“潛力極限”。而對(duì)于手機(jī)廠商來(lái)說(shuō),自研這類(lèi)芯片的結(jié)果很可能用戶(hù)體驗(yàn)還不如供應(yīng)商輕輕松松就能搞出來(lái)的公版方案好,因此也幾乎沒(méi)有必要。
正因如此,我們看到,整個(gè)2021年幾款手機(jī)廠商所公布的自研芯片,幾乎都集中在了用于增強(qiáng)手機(jī)拍照處理能力的ISP、NPU,以及用于加快手機(jī)充電速度和改善電池容量的電源管理芯片(PMU)上。很顯然,手機(jī)廠商之所以選擇在這些領(lǐng)域自研芯片,一是因?yàn)橄M(fèi)者對(duì)于手機(jī)的拍照、快充確實(shí)有著很強(qiáng)的需求,自研芯片能夠明顯改善體驗(yàn);其二則是因?yàn)?,這些領(lǐng)域本身的技術(shù)壁壘相對(duì)不那么高,而且供應(yīng)商提供的產(chǎn)品也確實(shí)可能不夠用,因此“自研”才顯得既必要、而且又特別能見(jiàn)成效。
顯示輔助與安全芯片,可能會(huì)是下一個(gè)“自研”目標(biāo)
明白了這個(gè)道理,我們?cè)倩剡^(guò)頭來(lái)看如今市面上各大旗艦機(jī)型的配置和功能,就不難梳理出可能性更大的“自研芯片”方向了。
首先,獨(dú)立的顯示增強(qiáng)芯片是我們?nèi)咨钫J(rèn)為,比較可能出現(xiàn)在未來(lái)智能手機(jī)中的“廠商自研方案”。之所以這么說(shuō),一方面是因?yàn)閺谋旧淼墓δ苄陨蟻?lái)看,獨(dú)立的顯示輔助芯片主要可以解決三個(gè)問(wèn)題。一是能夠輔助矯正屏幕顏色,同時(shí)使得自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)更自然柔和、增強(qiáng)屏幕觀感;二是可以對(duì)手機(jī)正在播放的視頻進(jìn)行分辨率提升、插幀、色彩增強(qiáng)等處理,且功耗比使用CPU要低得多;最后,在游戲場(chǎng)景中獨(dú)立的顯示輔助芯片還可以通過(guò)插幀的方式,變相地成倍降低GPU的實(shí)際負(fù)載,從而起到節(jié)能降溫、延長(zhǎng)續(xù)航的作用。
另一方面,“獨(dú)立顯示增強(qiáng)芯片”如今在手機(jī)行業(yè)其實(shí)并不是什么新玩意了。特別是隨著近年來(lái)消費(fèi)者對(duì)于顯示質(zhì)量、游戲流暢度和續(xù)航能力越來(lái)越在意,獨(dú)立顯示增強(qiáng)芯片開(kāi)始被越來(lái)越多的機(jī)型搭載,并取得了不錯(cuò)的用戶(hù)口碑。
最重要的是,由于相關(guān)供應(yīng)商并不注重對(duì)終端市場(chǎng)的宣傳,“獨(dú)立顯示增強(qiáng)芯片”雖然市場(chǎng)需求存在,消費(fèi)者對(duì)其卻幾乎并沒(méi)有什么“品牌信仰”。在這種情況下,手機(jī)廠商出手自研不僅可以打造出更具差異化的功能,也容易于被市場(chǎng)接受。
除了顯示增強(qiáng)芯片,獨(dú)立安全加密芯片同樣也是下一階段可能被手機(jī)廠商提上自研日程的項(xiàng)目之一。事實(shí)上,縱觀智能手機(jī)的發(fā)展史,過(guò)去其實(shí)有過(guò)一些機(jī)型搭載獨(dú)立加密芯片的例子,與其他機(jī)型相比,這類(lèi)“安全手機(jī)”普遍可以實(shí)現(xiàn)級(jí)別更高的隱私防護(hù),甚至是用作一些特定的金融場(chǎng)景。
谷歌的Pixel手機(jī)這幾代一直有搭載自研的獨(dú)立Titan M安全芯片
更不要說(shuō),如今消費(fèi)者對(duì)于“隱私”和“安全”的重視與日俱增,再加上數(shù)字貨幣如今也正在日益流行。在這樣的背景下,手機(jī)廠商研發(fā)具備國(guó)內(nèi)自主標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)立安全芯片不只是可以賺到口碑,而且還有可能會(huì)帶來(lái)一些短時(shí)間內(nèi)難以被超越的實(shí)際功能優(yōu)勢(shì),或是有助于打開(kāi)企業(yè)級(jí)市場(chǎng)。
當(dāng)然,說(shuō)了這么多,我們最終還是希望在一次次用小芯片“練手”后,大家最終可以迎來(lái)更多終端廠商自研SoC的局面。畢竟這不只是個(gè)“面子問(wèn)題”,而是更有望為消費(fèi)者帶來(lái)實(shí)際的實(shí)惠。不過(guò)芯片這件事向來(lái)是急不得的,對(duì)于我們而言,目前也只能懷著包容的心態(tài),耐心等待相關(guān)廠商進(jìn)一步的好消息了。
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