2021年10月18日
ISP(Image Signal Processor,圖像處理器)是手機(jī)芯片系統(tǒng)中的重要組成部分,負(fù)責(zé)圖像處理部分。ISP芯片一直是作為SoC芯片內(nèi)置的模塊存在,與CPU、GPU等單元集成在系統(tǒng)里一起出售,基本上可以滿足大部分場(chǎng)景使用。隨著消費(fèi)者的需求變更與廠家差異化打法的變化,很多廠商發(fā)現(xiàn)將ISP作為獨(dú)立單元進(jìn)行圖像的處理,可以實(shí)現(xiàn)自主可控。
此前大家都在高通和聯(lián)發(fā)科這些芯片廠商制定的參數(shù)規(guī)則里面游走,只能在集成的ISP模塊特性進(jìn)行適配和調(diào)整,此外ISP性能也受芯片整體升級(jí)規(guī)律的限制,更新的頻率不高,影像性能的參數(shù)在同一個(gè)框架下的結(jié)果就是其手機(jī)影像變化和功能日趨同質(zhì)化。
對(duì)于消費(fèi)者來說,除了在屏幕、快充以及整機(jī)性能外,影像功能可謂是選擇手機(jī)的重要影響因素之一。在硬件和算法沒有什么大的進(jìn)步情況下,在ISP影像方面上面進(jìn)行手機(jī)影像性能的提升和創(chuàng)意是廠商們一致的想法。舉例來說,想要提升手機(jī)照片的成像質(zhì)量,搭載安謀科技中國(guó)本土團(tuán)隊(duì)自研的“玲瓏” i3/i5 ISP芯片,就可以在一些極端場(chǎng)景比如逆光、暗室等寬動(dòng)態(tài)環(huán)境,對(duì)明暗區(qū)域進(jìn)行很好地記錄,從而在寬動(dòng)態(tài)范圍、低光降噪等方面最終獲得不錯(cuò)的成像。
拍照功能與視頻圖像等質(zhì)量是決定消費(fèi)者體驗(yàn)的重要參數(shù),我們也在各大手機(jī)品牌的新品宣傳中見識(shí)到對(duì)其自家拍攝性能的極盡展示,如何以差異化功能獲取用戶是每家手機(jī)廠商睜開眼睛就要思考的問題。想要實(shí)現(xiàn)性能和體驗(yàn)的差異最大的問題就是要打破被ISP制約的情形。而蘋果、三星、華為等自研芯片的手機(jī)廠商以自己差異化功能的市場(chǎng)表現(xiàn)贏得高端市場(chǎng)用戶的青睞,這也給其他國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商啟示與強(qiáng)心劑:自研芯片是難而正確具有長(zhǎng)遠(yuǎn)價(jià)值的事情,必須要去做。
小米、ov等廠商無論是在新產(chǎn)品中搭載自家設(shè)計(jì)的ISP芯片還是在新聞中不斷宣傳造ISP芯,都在向市場(chǎng)釋放自研ISP手機(jī)芯片的決心,驅(qū)動(dòng)手機(jī)廠商選擇自研ISP手機(jī)芯片主要有這四方面的價(jià)值考量:
1、手機(jī)廠商可以發(fā)揮的差異化空間增大,ISP芯片的性能決定了手機(jī)影像功能的差異化。相對(duì)于芯片廠商高通與聯(lián)發(fā)科等,手機(jī)廠商距離消費(fèi)端更近,對(duì)功能場(chǎng)景與趨勢(shì)易把控,手機(jī)廠商自研ISP芯片可以與市場(chǎng)的需求變化調(diào)整同頻,其影像功能也就不再限于芯片廠商的芯片性能,手機(jī)廠商可以根據(jù)市場(chǎng)情況發(fā)揮差異化性能的優(yōu)勢(shì)。
2、避免供應(yīng)鏈的風(fēng)險(xiǎn)。華為手機(jī)市場(chǎng)份額的減少是其他一線手機(jī)廠商不想再經(jīng)歷的風(fēng)險(xiǎn),無論是貿(mào)易摩擦還是地緣政治、黑天鵝疫情等風(fēng)險(xiǎn),自研ISP芯片的選擇讓手機(jī)廠商可以減少一些被不確定因素扼制的風(fēng)險(xiǎn)。
3、成本的優(yōu)勢(shì),手機(jī)廠商的出貨量動(dòng)輒數(shù)十萬、百萬,自研ISP芯片的話可以繞過其他芯片廠商的定價(jià)權(quán),減少芯片成本的支出。
4、 ISP相比SoC來說,技術(shù)的實(shí)現(xiàn)難度相對(duì)較低,花費(fèi)的精力時(shí)間等成本更低,更容易實(shí)現(xiàn)。
手機(jī)廠商選擇自研ISP芯片無論是出于成本還是產(chǎn)品功能方面的考慮,都是讓自身在這個(gè)白熱化競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)能有更好的表現(xiàn),市場(chǎng)中有便宜好用的ISP芯片,而商家花費(fèi)心血時(shí)間去自研ISP芯片也不僅僅是革新影像功能的目的,廠商們?cè)诜e累芯片技術(shù)的前提下,更多的是戰(zhàn)略層面的考慮:未來可能向手機(jī)的心臟器件——SoC芯片進(jìn)擊,從ISP芯片的突破口中逐步切入到SoC的研制中去。
自研ISP芯片只是手機(jī)廠商的打樣,野心家的目光在影像功能外,對(duì)于手機(jī)來說,核心的核心就是芯片,一旦出現(xiàn)任何不確定因素被卡喉嚨,企業(yè)就面臨生死存亡,因?yàn)橘Q(mào)易摩擦帶來的芯片卡喉,所有廠商都有危機(jī)感,自研芯片是需要戰(zhàn)略層面的出擊、布局。
小米早在2014年就開始布局自研芯片,成立專注手機(jī)芯片研發(fā)設(shè)計(jì)的松果電子子公司以服務(wù)手機(jī)SoC芯片,在2017年發(fā)布了首款手機(jī)SoC澎湃S1,在小米5C手機(jī)中落地,但S1在性能、功耗等方面都有明顯不足。
在SoC芯片的折戟讓小米更加務(wù)實(shí),在2019年小米開始研發(fā)ISP芯片,今年3月發(fā)布的旗艦機(jī)小米折疊屏手機(jī)MIX FOLD搭載了小米自研的ISP芯片澎湃C1,能夠?qū)崿F(xiàn)更好的3A(自動(dòng)對(duì)焦,自動(dòng)白平衡,自動(dòng)曝光)處理,自研ISP+自研算法成為這款旗艦手機(jī)宣傳的賣點(diǎn)之一。小米的SoC芯片研發(fā)之路滿途坎坷,松果電子最終也重新進(jìn)行了組織架構(gòu)的調(diào)整,一部分團(tuán)隊(duì)繼續(xù)保留,一部分團(tuán)隊(duì)分拆出去進(jìn)行IOT芯片的研發(fā)。但澎湃C1對(duì)小米來說的是一個(gè)新的轉(zhuǎn)折,小米的ISP芯片架構(gòu)師左坤隆博士此前在采訪中表示ISP的研發(fā)只是起點(diǎn),小米還是要回到手機(jī)心臟器件SoC的研發(fā)中,而這也是小米對(duì)手機(jī)芯片的未來戰(zhàn)略規(guī)劃。
一線手機(jī)廠商ov也不甘人后,分別在自研芯片道路上開始重金投入。9月6日消息,vivo率先發(fā)布自家自研的ISP芯片V1,這是vivo自研的首款影像芯片,團(tuán)隊(duì)300人經(jīng)過兩年的研發(fā)ISP芯片才得以面世。在2019年vivo也曾與三星聯(lián)合研發(fā)了Exynos 980 5G SoC,無論是自研ISP還是與三星聯(lián)合研發(fā)SoC,vivo都開始在芯片技術(shù)積累的道路上鋪墊,至于未來是否向SoC進(jìn)發(fā)vivo表示還不能確定,但芯片技術(shù)先行的趨勢(shì),多手準(zhǔn)備總是沒有錯(cuò)的。
OPPO在芯片研發(fā)方面,于2019年就成立子公司ZEKU,據(jù)悉現(xiàn)下團(tuán)隊(duì)人數(shù)已經(jīng)兩千人,部分員工來自華為海思、紫光展銳和一些臺(tái)灣半導(dǎo)體企業(yè)。2020 年 2 月 OPPO 內(nèi)部發(fā)文《對(duì)打造核心技術(shù)的一些思考》,首次提到芯片計(jì)劃的代號(hào)——“馬里亞納計(jì)劃”。OPPO將手機(jī)核心的芯片作為未來戰(zhàn)略思考的方向,只研制相對(duì)SoC來說簡(jiǎn)單點(diǎn)的ISP芯片還是有點(diǎn)浪費(fèi)這些資金人力的投入,OPPO的野心不止如此。成立兩年的子公司ZEKU也有做出成績(jī),其ISP芯片據(jù)傳已經(jīng)在今年初流片,未來可能會(huì)搭載2022年發(fā)布的Find X5 手機(jī)上。除了ISP芯片外,OPPO方面也在同步推進(jìn)研發(fā)SoC的計(jì)劃,以掌握手機(jī)核心技術(shù)未來或替代部分高通和聯(lián)發(fā)科芯片。ISP芯片向SoC芯片進(jìn)發(fā)的路坎坷難行,兩者從技術(shù)的維度上是數(shù)量級(jí)的差距,ISP只是單一的圖像管理單元,而SoC芯片會(huì)集成CPU、GPU、NPU、ISP通信基帶等模塊,模塊的設(shè)計(jì)與模塊之間的適配涉及的技術(shù)很復(fù)雜。從時(shí)間的維度上來看,我們可以發(fā)現(xiàn)ISP芯片從無到有的實(shí)現(xiàn)基本上是兩年多的時(shí)間,新進(jìn)入的手機(jī)廠商就可以拿出成品進(jìn)行部分投放使用,但是SoC芯片的誕生到使用跨越的時(shí)間就需要新手十年起步的嘗試。SoC芯片的打磨可謂是跟攀登高海拔的雪山一般,一步步的腳印和一級(jí)級(jí)的臺(tái)階才能攀頂成功,沒有跳躍發(fā)展一口氣吃成胖子的可能。
雖然SoC的研發(fā)之路坎坷,參照海思的成功發(fā)展至少需要十年的時(shí)間耕耘,但是后發(fā)的手機(jī)廠商也在積累技術(shù)的道路上開始耕耘。無論是當(dāng)下ISP芯片的自研,還是未來向著SoC芯片進(jìn)軍,都需要時(shí)間的加持,芯片自研是一場(chǎng)曠日持久的戰(zhàn)斗,資金、人才、技術(shù)、市場(chǎng)等因素缺一不可。
在ISP產(chǎn)業(yè)版圖中,除了現(xiàn)在正在崛起的自研ISP手機(jī)廠商蘋果、華為、三星等,主要有三類競(jìng)爭(zhēng)勢(shì)力,一種是高通這類SoC芯片供應(yīng)商,ISP模組已經(jīng)被打包入內(nèi)進(jìn)行銷售,一類是ARM這類提供IP授權(quán)的供應(yīng)商,還有一種ISP模組設(shè)計(jì)服務(wù)提供商。
現(xiàn)下,ISP芯片市場(chǎng)仍然是以高通三星聯(lián)發(fā)科占據(jù)大部分市場(chǎng)份額為主,手機(jī)廠商們的自研芯片只是初嘗試給整個(gè)市場(chǎng)并沒有帶來大的沖擊,但是未來等到手機(jī)廠商的技術(shù)日趨成熟,開始廣泛應(yīng)用到自家的產(chǎn)品,還是會(huì)給產(chǎn)業(yè)鏈造成一些影響:
1、手機(jī)廠商在自研芯片方面,主要是在芯片制造的前端進(jìn)行研發(fā),比如IP和設(shè)計(jì)端的再研發(fā),未來的發(fā)展會(huì)將占據(jù)一部分芯片廠商的ISP市場(chǎng)份額。
2、芯片廠商在IP方面擁有專利特權(quán),自研芯片的手機(jī)廠商在一些IP專利上面無法繞過去,仍然會(huì)依賴芯片廠商,呈現(xiàn)雙方共同競(jìng)爭(zhēng)但雙方分別占據(jù)市場(chǎng)的局面,因?yàn)樾酒瑥S商的先發(fā)優(yōu)勢(shì),市場(chǎng)份額還是芯片廠商占據(jù)較大為主。
3、手機(jī)芯片的自研給芯片廠商帶來革新意識(shí),激發(fā)芯片廠商對(duì)于手機(jī)芯片的研發(fā)創(chuàng)新和護(hù)城河的拓寬,無論是芯片的性能還是價(jià)格都會(huì)因?yàn)檫@個(gè)趨勢(shì)有新的變化。
未來ISP的競(jìng)爭(zhēng)有無大的市場(chǎng)變化,還要看這些自研ISP手機(jī)廠商的技術(shù)發(fā)展,幾乎包攬整個(gè)手機(jī)市場(chǎng)的一線廠商出貨量不容小覷,雖然現(xiàn)在大家已經(jīng)有自家的ISP芯片,但也只是小劑量的嘗試以展示肌肉,并沒有進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用,規(guī)模使用產(chǎn)生的量變才會(huì)給整個(gè)ISP芯片市場(chǎng)帶來影響的質(zhì)變。在對(duì)ISP市場(chǎng)的梳理過程中,我們也發(fā)現(xiàn)ISP芯片的未來走向趨勢(shì),與AI視覺處理技術(shù)進(jìn)一步地結(jié)合協(xié)同發(fā)展。
手機(jī)市場(chǎng)同質(zhì)化的競(jìng)爭(zhēng)白熱化到不能再白熱化,其影像功能的像素已經(jīng)突破億級(jí),硬件與算法短期內(nèi)沒有大的浪花兒翻騰,手機(jī)廠商無論是從ISP開始突破還是未來逐步切入到SoC的深海,都釋放出新的信號(hào)和思考變化:開始回歸到手機(jī)的本質(zhì)核心技術(shù),如何構(gòu)建底層的核心能力是未來大家贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵砝碼?,F(xiàn)在投入的數(shù)億級(jí)資金,成百上千的高端人才等成本都是為提升未來競(jìng)爭(zhēng)力,盡早卡位未來的市場(chǎng)。
手機(jī)作為消費(fèi)電子的代表領(lǐng)域,這個(gè)下海芯片的豪賭競(jìng)爭(zhēng)勢(shì)態(tài)也不斷反映出現(xiàn)下廠商在這個(gè)焦慮下的市場(chǎng)中想要通過抓住核心技術(shù)去變革,手機(jī)廠商的產(chǎn)品、商業(yè)模式、組織架構(gòu)都會(huì)隨之迎來一些新的調(diào)整。無論最終的結(jié)局走向如何,這個(gè)路途艱難的選擇未來都會(huì)改變手機(jī)、芯片領(lǐng)域的市場(chǎng)格局。對(duì)于消費(fèi)者來說,充分的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)帶給我們豐富的產(chǎn)品,我們也會(huì)跟著享受越來越多各有特色的電子產(chǎn)品。