馬里亞納X只是第一步，接下來的每一步，都是要把底層核心技術逐步掌握在自己手中

文 | 柳書琪

編輯 | 謝麗容

在上一個十年，對於科技產業的發展，人們熱衷於談論應用與產品層面的創新。而到了新的歷史週期，半導體等硬科技的必要性愈發顯現。

造芯熱浪，一股不可小覷的勢力來自中國手機產業，華為、OPPO、小米等頭部手機廠商無一不在夯實自己的硬科技實力。

12月14日，OPPO在2021 INNO DAY上釋出了首款自研晶片，影像專用NPU晶片“馬里亞納X”，揭開了OPPO造芯計劃的面紗。

當天，OPPO創始人兼執行長陳明永說，“2019年，我們說要有十年磨一劍的勇氣，勇於踏入研發深水區。歷時三年，現在我可以說，我們踏入深水區的第一步就是這顆晶片。”

不同於小米的澎湃C1與vivo V1這兩顆ISP影象處理器，馬里亞納X的定位是一款影像專用的NPU晶片（神經網路處理器）。據OPPO研究院院長劉暢介紹，馬里亞納X採用臺積電6nm先進製程工藝，在控制能耗比的同時，聚焦影像AI演算法與HDR（高動態範圍影象）的提升。

這幾年來，手機產業的競爭越發趨於內卷，在一個紅利見頂、創新緩慢的市場裡，各家手機廠商疲於纏鬥。手機廠商之所以在今年並未拉開明顯差異，一大要害就是都缺乏底層研發實力。

OPPO的目標絕不是僅止步於一顆影像處理晶片。造芯計劃最早可以追溯到2018年。自2018年成立研究院起，OPPO就有意向基礎研究領域深耕，此後OPPO將晶片、軟體工程、雲服務三大核心技術專案分別命名為“馬里亞納計劃”、“潘塔納爾計劃”以及“亞馬遜計劃”。有OPPO人士向《財經》記者透露，OPPO晶片團隊規模已有數千人，OPPO最終的目標是從晶片開始，打造全套的自研能力。

馬里亞納計劃已有了初步的成果，但終端廠商與傳統的晶片公司相比，積累有限，要想擁有成熟的SoC（主晶片）研發能力，還需要漫長的過程。

從晶片產業鏈上來，中國最明顯的短板是先進製程的生產能力，但實際在高階晶片的設計環節也相對薄弱。擁有主晶片設計能力的廠商僅有華為海思、聯發科與紫光展銳，且後二者主要生產中低端晶片，具備6nm以內的晶片設計能力的廠商也屈指可數。

OPPO此時正努力補齊最後一塊短板。多位接受《財經》記者採訪的專業人士預測，頭部終端廠商加入晶片設計戰局，將是一個不容小覷的變數，自研晶片將與主晶片共同構成手機核心運算的左右大腦，終端廠商與晶片廠商的關係將被重塑。

非自研不可？

手機廠商要不要自研晶片？一個觀點是，晶片產業已有非常成熟的解決方案，手機廠商在晶片設計上的積累難以與專業隊媲美，因此沒有必要非得采用自研晶片。

高通產品管理副總裁Judd Heape12月初在驍龍技術峰會上談到，手機廠商在驍龍平臺上增加的晶片特性，後續將會被整合在主晶片中，取代目前額外增加硬體的方式。高通全球CEO安蒙在接受《財經》記者專訪時評論稱，手機廠商的專長在於打造完整的手機終端交付體驗，如果晶片與終端兩頭兼顧，要耗費不小的精力，最終它們還是會選擇業界最佳的晶片。

但另一個觀點是，對手機廠商而言，這件事情不得不做，還得做好。

僅從手機行業來看，可以自主設計製造晶片，是手機廠商通往頂級的門票。全球高階手機廠商，蘋果、華為、三星無一不具有自主研發的晶片實力。蘋果手機的創新力近年來屢遭詬病，但其在A系列晶片的釋出依然備受矚目，並被認為是蘋果手機能保持強有力競爭優勢的關鍵。

核心晶片技術都採購自專業晶片廠商，是絕大多數廠商的選擇。但距頂級科技企業始終差一個身位。近年來的國際環境，讓中國手機廠商更意識到了將自主研發實力掌握在自己手中的迫切性。

“科技公司必須透過關鍵技術解決關鍵問題，如果沒有底層核心技術，就不可能有未來；而沒有底層核心技術的旗艦產品，更是空中樓閣。”陳明永說。

如果萌生了這個想法，手機廠商自研晶片接下來的邏輯顯得順理成章。從前晶片廠商雖然能提供通用平臺，但仍然需要終端廠商進行定製化、有針對性的效能調校，這本身就要求終端廠商懂晶片。在此基礎上，再向前進一步就進入到了自研的階段。

OPPO晶片產品高階總監姜波告訴《財經》記者，單純依靠通用晶片，想達到極致的使用者體驗，依然有不少痛點。比如，定製化的感測器需要與主晶片打配合，但主晶片研發週期長，而感測器的週期短，二者間總有時間差。一個市面上現成的感測器，要針對它在主晶片上做鏈路的最佳化處理，研發上需要有極大的調整，花費也會增加。

對於“主晶片廠商可能會集百家所長，將手機廠商自研晶片的特性匯於一身”的觀點，姜波的看法是，這並不意味著手機廠商沒必要自研晶片。一方面，通用晶片要同時支援多家公司的演算法，做全集，研發週期必然更長。另一方面，手機廠商自研晶片的特性和思路如果被納入主晶片中，表明這的確是業內公認的價值點，吸納所長會促進全行業的共同發展。

對於OPPO來說，OPPO手機一向以擅長影像為點，選擇在該領域做自研晶片的第一步，順理成章。手機要對標的影像品質，是單反相機這樣的專業裝置，但因為手機外形所限，感測器尺寸不能無限增大。“依靠AI演算法，可以接近甚至達到單反的水平。”

之所以選擇從影像領域切入造芯，也是由於通用晶片和ISP無法滿足計算影像在算力和能效上的需求，這就需要自研專用NPU來解決。姜波表示，演算法與晶片、軟體與硬體的結合在計算影像中起到了決定性作用。當演算法和晶片不能做到互相間完全開放、完全緊密耦合的時候，是無法發揮出最大效益的。

“只有將AI演算法引入影像，才能大幅提高影像體驗的上限。影像專用NPU將成為手機影像發展的主流方向。”他說。

此外，影像體驗是最容易被使用者感知、影響購買決策的因素，也是高階手機最直觀的效能體現之一。Judd Heape表示，定製影像部分的晶片所取得的成效是更明顯的，尤其在驍龍平臺基礎上，可以在軟體層進一步定製。

姜波認為，OPPO從影像專用NPU入手，優勢在於此前已有十年的相關積澱。過去OPPO已在不同的手機上實現了感測器、攝像頭模組、鏡頭的定製，在10倍混合光學變焦等影像技術方面有一定先發優勢。此外基於通用晶片平臺，OPPO也在AI演算法上有所積累。到了今天這個時間點，是時候推出自己的晶片了。

自研需要跨越幾道坎？

術業有專攻，手機廠商造芯，能做到哪一步？

《財經》記者獲悉，在決定自研一顆影像專用NPU時，OPPO團隊定下一個目標：如果我們做出來的晶片，還不如5nm製程的SoC的整體效果，或者以iPhone作為參照系，達不到它的效果，那加一顆晶片沒有意義。

姜波2019年加入OPPO，此前他曾在頭部手機晶片廠商負責產品工作，目前他在OPPO主持馬里亞納X的研發工作，從團隊搭建、到確定研發方向、設立效能指標，再到自研核心IP、批次生產。簡單說，這是一支全新的團隊，所做的工作從0到1、從無到有。

但工作還要做。第一步，評估各種工藝製程，找到適合自己的路徑。《財經》記者獲悉，OPPO最初考慮過以12nm的製程設計，畢竟12nm晶片在研發週期、基礎IP和資源的可獲取性上都更有優勢。但他們綜合評估後，發現12nm很難達到終端層面對功耗和效能的極致要求，最終選擇了研發難度幾何級上升的6nm。

首次釋出的晶片就採用了6nm先進製程工藝。由於市面上沒有6nm獨立NPU的參考設計，核心IP需要全部自研。姜波回憶，當初團隊研究了不少公共IP，也有廠商可以提供NPU，但綜合考慮了場景、演算法以及能耗效率，OPPO依然決定自研核心IP。此次馬里亞納X中核心IP MariNeuro和MariLumi都來自OPPO自研。

“大原則是，IP本身一定要帶來差異化。如果有現成的IP可以滿足要求，我們是非常開放的，但如果第三方NPU達不到能耗效率，那還是沒法用。”姜波說。

從工藝製程來看，6nm及更先進的製程採用的是EUV光刻技術，而成熟製程採用的是DUV光刻技術，前者的成本達到千萬級美元水平，比12nm高出2-3倍。

除了決心，這款晶片的成型還有一些運氣的成分。量產晶片前往往要經過多次試驗流片，單次成本就高達一億元。據《財經》記者瞭解，這枚晶片只經歷了一次流片，沒有常規的調整、修改的過程，只花費了一次流片的費用。

姜波曾多年在專業晶片設計公司工作，他感受到最大的區別在於晶片公司更看重需要什麼規格的晶片，而終端公司造芯的視角是從使用者場景反推，有什麼使用者痛點。晶片只是整個智慧手機精密體系中的一環，它需要與其他零部件和功能協調配合。

最初在設計馬里亞納X時，不斷有OPPO終端產品線的同事詢問，額外增加這顆晶片對電池容量、手機使用時長的影響有多少，又會帶來多大的增益，這與晶片廠商的設計思路截然不同。

OPPO目前對影像晶片的未來演進方向看起來已經有清晰的規劃。姜波透露，OPPO將要打通影像的垂直整合，將影像鏈路的各個環節掌握在自己手中，擁有完全獨立自主的技術體系。

只有一條路

選擇從6nm先進製程的影像專用NPU切入，這意味著OPPO已拿到了高階製程的入場券，開端不錯。

在前兩年的OPPO未來科技大會上，創始人陳明永曾宣佈要在三年內投入500億研發預算，用於5G、人工智慧等前沿技術，以及構建底層硬體核心技術與軟體工程和系統能力。一位接近OPPO人士對《財經》記者透露，預算中相當大一部分即被用在了造芯上，馬里亞納X只是初步成果。

未來技術創新方向上，OPPO提出“3+N+X”戰略，“3”代表硬體基礎技術、軟體基礎技術和服務基礎技術；“N”代表能力中心，包括互聯互通、多媒體、人工智慧和安全隱私等；“X”代表差異化技術，包含閃充、影像、新形態和AR增強現實技術等。

晶片是這塊戰略拼圖中至關重要的一塊。對終端廠商而言，晶片實力從前相對薄弱，但現在這是一塊不得不補齊的能力。這不僅影響著手機公司能否在當前的高階戰役中成功突圍，從長遠看，它將決定了一家公司是諸多零部件的組裝廠商，還是世界級的科技公司，二者未來的想象空間和市場潛力不可同日而語。

2018年設立研究院是OPPO的標杆性事件，這意味著OPPO將加大在底層核心技術領域的研究與投入。截至三季度末，OPPO全球專利申請量超過7。3萬件，全球專利授權量超過3。3萬件，其中發明專利申請量佔所有專利申請的90%，發明專利授權量連續三年位居中國企業前三位。

除了自研，OPPO也在透過加速擴大投資版圖，獲得更豐富的能力。據第三方資料機構IT桔子顯示，今年OPPO的投資專案數量達到14起，其中晶片已成為重點投資領域。近幾年OPPO已投資仟目鐳射、靈明光子、傑開科技等10家晶片公司，被投企業主要從事智慧終端的電子零部件晶片設計和製造。

如今的時代背景下，晶片等核心技術的國產化替代佈局已在加速。雲岫資本釋出的報告顯示，2020年中國半導體行業股權投投資金額超過1400億元，較2019年增長了近4倍。

人們越來越清楚地認識到，必須將核心技術牢牢握在自己手中，自主打造系統化的生態和解決方案。OPPO看起來打算在這條路上走到底。“馬里亞納是世界上最深的海溝，這意味著這注定是一條坎坷而曲折的路。”陳明永說，“但只要是對的路，就不怕遠，更不能怕難。”

作者為《財經》記者

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