近十幾年來，中國手機廠商利用高通和聯(lián)發(fā)科的SoC芯片推動了智能手機的普及，同時也躋身全球手機行業(yè)前列可是，伴隨著手機市場競爭的加劇和消費者對手機體驗的更高追求，通用手機SoC成為手機巨頭提升競爭力的瓶頸

因此，小米，OPPO，vivo紛紛走上了自研芯片的道路他們的最終目標是自研SoC芯片，但現(xiàn)在都專注于ISP的研發(fā)為什么手機巨頭選擇從自研ISP芯片入手消費者需求，手機廠商的技術(shù)積累，ISP的技術(shù)特點，手機市場的未來趨勢是關(guān)鍵原因，也是本文要詳細回答的問題

至于手機巨頭能否成功研發(fā)出自己的芯片很多行業(yè)老手都跟雷鋒說過com認為，這在于手機廠商的決心

來自techthelead的圖像

這個被芯片困住的手機巨頭走上了自研之路

2013年12月，中國開啟4G時代三年后的2016年，國產(chǎn)手機開始全面崛起今年蘋果，三星在中國的市場份額開始下降，華為，OPPO，vivo的市場份額快速提升小米也以超高性價比迅速占領(lǐng)市場

根據(jù)Counterpoint和科納仕公司2021年第二季度的數(shù)據(jù)，小米，OPPO和vivo位列全球前五大手機廠商，分別排名第二，第三和第五，市場總份額超過35%小米創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官雷軍最近發(fā)表了自己的言論5到10年后，小米將成為全球第一的手機公司

全球前五大手機廠商有一個共同點每一代手機功能的顯著提升，都與高通和聯(lián)發(fā)科最新SoCs的特性息息相關(guān)這也讓他們面臨著共同的挑戰(zhàn)在低迷的手機市場，性能和體驗的差異受到芯片的制約

自研芯片被證明是一種可行的方法蘋果，華為，三星通過自研芯片實現(xiàn)差異化，成功占領(lǐng)高端手機市場其實想要沖擊世界第一的小米早在2014年就踏上了芯片自研之路，并在2017年發(fā)布了第一款手機SoC澎湃S1，但體驗并不盡如人意

有內(nèi)部人士告訴雷鋒com:S1失敗的一個非常關(guān)鍵的原因是它太急于取得成功

SoC的研發(fā)受挫，小米在2019年研發(fā)了一款叫沖的ISP芯片這款芯片與小米2021年3月發(fā)布的折疊屏手機MIX FOLD同時出現(xiàn)，可以實現(xiàn)更好的3A處理自研ISP自研算法也成為了這款旗艦手機的一大賣點

MIX FOLD已經(jīng)在這里發(fā)售，而OPPO和vivo也在走自研芯片的道路。

2019年9月，vivo執(zhí)行副總裁胡柏山透露，2018年初開始考慮深度參與SoC設(shè)計，并于當年年底發(fā)布了與三星聯(lián)合開發(fā)的SoC芯片Exynos 980雖然深入?yún)⑴c了SoC的研發(fā)，但自研才是vivo的目標界面新聞)，色彩相關(guān)指數(shù)(飽和度，色彩準確度，賞心悅目等))，以及清晰度等根據(jù)經(jīng)驗，對圖像的主觀和客觀測試大約有40—60個或更多愛信科技是一家AI視覺芯片創(chuàng)業(yè)公司，AI ISP是其自研技術(shù)之一

雖然很難有一個統(tǒng)一的標準來衡量好的圖像質(zhì)量，但是有一些客觀的指標來衡量亮度，顏色和清晰度，比如一個標準的顏色模型來衡量色差?？陀^指標達到一定水平后，客戶通常會有所不同

的需求去調(diào)整主觀指標ISP 的一個特點是有很多的可調(diào)參數(shù)，工程師可以調(diào)整設(shè)計好的 ISP 硬件參數(shù)以適應(yīng)不同的環(huán)境一款好的通用 ISP，要提供有足夠靈活性和具備可擴展性柴衛(wèi)華指出

影像功能是消費者關(guān)注的重點，而 ISP 是實現(xiàn)差異化的關(guān)鍵，并且手機出貨量巨大，自研芯片如果成功最終可以轉(zhuǎn)化為整機的成本優(yōu)勢，這是手機巨頭們選擇自研 ISP 的初始動力，也是第一個理由。

華為能夠用自研的 NPU+ISP 實現(xiàn)獨具特色的 AI 拍照功能，相比之下，使用高通和聯(lián)發(fā)科 SoC 的手機廠商發(fā)揮的空間會受到限制耀途資本投資總監(jiān)于光說，由于硬件迭代的周期比較長，手機廠商的需求也不能被快速滿足，特別是差異化的需求，自研 ISP 芯片實現(xiàn)硬件和軟件的緊密結(jié)合是一個不錯的選擇

張興進一步解釋，ISP 一旦設(shè)計完成，可供調(diào)的參數(shù)大致就確定了，但是這些參數(shù)是有限的，如果想要提供調(diào)試出所有風格的可調(diào)參數(shù)，芯片面積又會很大到無法承受，這中間需要進行平衡。

想要實現(xiàn)差異化的手機廠商們，在影像系統(tǒng)領(lǐng)域有了多年的積累，也就有了自研 ISP 的底氣，這也是手機廠商選擇自研 ISP 的第二個理由。

研發(fā) ISP 芯片的可行性是手機廠商堅定邁入自研芯片之路的關(guān)鍵，也是第三個理由億智電子創(chuàng)始人兼 CEO 陳峰說:由于 ISP 芯片更加專用，研發(fā) ISP 在生態(tài)上的限制小很多研發(fā) ISP 的主要挑戰(zhàn)主要有三點:由于圖像算法每年都有新的方法，技術(shù)在不斷迭代，另外，圖像的效果需要在滿足圖像測試客觀指標之外，也需要在主觀效果可調(diào)整性上下功夫，最后是需要適應(yīng)不同的場景，ISP 要能夠做到自適應(yīng)調(diào)整好各個環(huán)境下的參數(shù)

芯片公司最寬的護城河就是生態(tài)，既然 ISP 芯片的生態(tài)限制相對較小，再加上手機廠商在算法以及對場景需求的理解上已經(jīng)有豐富的經(jīng)驗，并且已經(jīng)各有特色，特別是在場景適應(yīng)方面，手機廠商都有豐富的經(jīng)驗。

手機廠商研發(fā) ISP，還有適應(yīng)未來視頻攝影 + AI 功能競爭的長遠價值，這是第四個理由。

手機廠商已經(jīng)在拍照中享受到了 AI 算法帶來的好處，包括超級夜景，AI 美顏等功能，從趨勢來看未來幾年，AI 拍照最火的幾個功能會從拍照推向視頻這就需要一顆高效的 AI ISP 芯片，以及將 AI 算法和傳統(tǒng) ISP 進行更好的結(jié)合張興認為

柴衛(wèi)華也認為:伴隨著短視頻的需求發(fā)展，手機也越來越重視視頻拍攝的性能視頻流對于 ISP 除了有畫質(zhì)的要求之外，非常重要的挑戰(zhàn)就是實時性要實時處理 4K 甚至 8K 視頻的海量數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)完美的影像效果，處理器性能，算法優(yōu)異，存儲帶寬和與系統(tǒng)延遲都是挑戰(zhàn)

AI 是提升拍照和視頻效果的關(guān)鍵陳峰指出，目前 AI 與 ISP 結(jié)合主要有兩種形式，一種是 ISP For AI，這種結(jié)合方式主要用于檢測或識別功能的產(chǎn)品，目標是保證檢測或識別的準確率，比如人臉門禁以及輔助駕駛另一種是 AI For ISP，這種結(jié)合是用 AI 替換 ISP 中的一個或多個圖像增強算法，在包括 HDR(高動態(tài)范圍)，夜景降噪，超級分辨率等方面有較好的效果

近幾年，手機業(yè)界發(fā)現(xiàn)在目前 AI 算力的支持下，AI 算法已經(jīng)超越了傳統(tǒng) ISP 算法的效果，因此目前主流的趨勢是用 AI 算法替代一個傳統(tǒng)算法，或者將 AI 算法與傳統(tǒng)算法結(jié)合張興進一步表示，要充分發(fā)揮 NPU 算力與 ISP 結(jié)合的價值，實現(xiàn)真正意義上的 AI ISP，需要在設(shè)計的最初就將兩個 IP 結(jié)合起來設(shè)計如果是買來的 IP，兩者結(jié)合實現(xiàn)好的功能難度很大，即便實現(xiàn)，也會有大量的功耗和芯片面積的浪費

陳峰具體指出，在視頻應(yīng)用領(lǐng)域，效果稍微好的 AI 降噪算法，實時處理 1080p30fps 視頻就需要 10Tops 以上的算力，目前這種應(yīng)用方案還比較少。

總體看來，消費者對手機更好拍照和攝影功能的追求是原動力，在手機廠商有手機多年影像技術(shù)積累的前提下，自研 ISP 芯片成為了手機廠商可實現(xiàn)的目標，而將 AI+ISP 的能力從拍照延伸至視頻領(lǐng)域能夠提升手機廠商當下和未來的競爭力自研 ISP 芯片自然成了手機廠商們不約而同的選擇

沖擊高端成敗的關(guān)鍵在決心

接下來的關(guān)注點是，自研 ISP 芯片到底能帶來哪些不同已經(jīng)發(fā)布的小米澎湃 C1，官方的說法是自研 ISP 將數(shù)字信號處理效率提升 100%，可以進行更精細，更先進的 3A 處理

業(yè)內(nèi)一位資深人士說:澎湃 C1 實際上是一個協(xié)處理器，或者說 Pre—ISP，在 SoC ISP 前進行圖像處理，相對而言會比較容易處理，能夠輔助處理一些特定場景的應(yīng)用不過，由于是在 SoC 外單獨增加了一顆芯片，因此無論是成本還是功耗都會有所增加

至于實際的使用體驗是否有明顯的速度和質(zhì)的提升，還需要更多的用戶反饋。

手機廠商的自研 ISP 要從賣點真正轉(zhuǎn)化為差異化優(yōu)勢，ISP 團隊非常重要ISP 的發(fā)展一直在進步，遠還沒到成熟的階段要設(shè)計出有競爭力的 ISP 芯片，取決于隊伍自身的成熟性有公司做了十多年 ISP，也沒有進入行業(yè)的一流水平當然，這也與一家公司對于 ISP 的認知以及投入有很大的關(guān)系張興表示

業(yè)內(nèi)資深人士也表示，手機廠商自研芯片成敗的關(guān)鍵在于投入的決心，特別是 SoC。

但國內(nèi)整個芯片行業(yè)都缺人才，想要組建有豐富經(jīng)驗的 ISP 團隊挑戰(zhàn)巨大柴衛(wèi)華說:ISP 研究與發(fā)展涉及到算法，電路設(shè)計，系統(tǒng)整合，器件調(diào)較，畫質(zhì)調(diào)優(yōu)等多方面因此相應(yīng)的人才要求不僅專，而且廣，除了需要掌握數(shù)學，物理，計算機，集成電路的知識，還需要有光學，顏色等學科知識國內(nèi)在這一領(lǐng)域的積累還比較有限，所以相關(guān)人才也比較缺乏

國內(nèi)在手機 ISP 領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗的人才本來就比較有限，不過現(xiàn)在華為海思的不穩(wěn)定，展銳也有一些相關(guān)的人才，這都是其它公司獲取人才的機會業(yè)內(nèi)資深人士表示

即便能設(shè)計出有競爭力的 ISP要讓消費者對手機廠商的自研芯片有認知也需要時間，我認為這至少需要 2—3 代的迭代一位芯片行業(yè)的分析師對雷鋒網(wǎng) (公眾號:雷鋒網(wǎng)) 表示，我認為小米和 OPPO 自研芯片從現(xiàn)金流的角度會更有優(yōu)勢，而 vivo 挑戰(zhàn)會更大一些張興表示

該分析師同時表示:自研 ISP 主要會用于高端手機，因此對高通的影響可能會大一些。

有意思的是，聯(lián)發(fā)科在今年七月份發(fā)布了天璣 5G 開放架構(gòu)的平臺，基于其旗艦 SoC 為手機廠商提供更接近底層的開放資源，包括相機，顯示器，圖形，AI 處理單元，傳感器和無線連接等子系統(tǒng)這既可以理解為順應(yīng)手機廠商自研芯片追求差異化的趨勢，也可以理解為阻擋手機廠商自研 SoC 的舉措

無論如何，自研芯片都是手機廠商站上手機市場金字塔頂端的必選項，但這條路在時間，技術(shù)和資本投入方面都充滿挑戰(zhàn)，高通和聯(lián)發(fā)科在手機 SoC 領(lǐng)域都有幾十年的積累，蘋果和華為也是經(jīng)歷十多年的努力和迭代才取得了如今的成就，而小米，OPPO，vivo 才剛剛開始。

小米 ISP 芯片架構(gòu)師左坤隆在《強國基石》的紀錄片中透露，ISP 只是小米自研芯片的起點，其它 SoC 同樣也在研發(fā)中。

根據(jù)消息顯示，小米和 OPPO 都在上海大力招聘芯片人才，有消息稱 OPPO 芯片團隊的人數(shù)已經(jīng)超過千人他們是要直接要研發(fā)一款 SoC 芯片還是會研發(fā)其它單芯片上述分析師認為電源管理芯片是不錯的選擇，因為快充也是手機的一大賣點

于光指出，在電源管理芯片市場已經(jīng)有一些不錯的創(chuàng)業(yè)公司，手機巨頭們在這一領(lǐng)域也已經(jīng)投資了多家公司。

熱鬧過后，誰會是下一個擁有自研 SoC 高端手機玩家。

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