近年来，因为对各种差异化性能的追求，系统厂商自研芯片已经不是什么新鲜事，国内智能手机厂商OPPO也已成为当中一个重要玩家。
半导体行业观察在去年发布的文章_《OPPO首个自研芯片背后：DSA的胜利》_中，就曾详细描述了这家芯片后起之秀，在这个领域的一些表现以及他们首颗芯片——影像专用NPU马里亚纳® MariSilicon X面世的台前幕后。据OPPO芯片产品高级总监姜波日前透露，这颗芯片现在已经达到了千万级的出货量，并在可预见的未来，会被更多的手机所应用。
“OPPO自研芯片是希望能够给用户提供价值，这个是OPPO规划芯片研发时最主要，也是最根本的出发点。”姜波接着说。在这种思路的驱动下，OPPO在日前举办的“OPPO未来科技大会”上又带来了他们的第二颗自研芯片——旗舰级蓝牙音频芯片马里亚纳® MariSilicon Y。
从图像到音频：OPPO的“芯”追求
“因为OPPO离消费者比较近，会对用户痛点以及产品的价值主张比较清晰，所以OPPO在做一些方向选择的时候，也更容易做决策。”姜波在去年公司首颗芯片的发布会上告诉半导体行业观察等记者。
这也正是OPPO选定计算影像作为公司自研芯片首个落地场景，进而推出MariSilicon X的原因。基于公司这种比传统芯片公司更接近客户的优势，OPPO把音频市场选作了公司芯片的第二个发力点。
正如大家所看到的一样，如果想要给过去几年的智能手机找新的亮点。除了图像以外，音频毫无疑问是不能忽视的一个。因为在苹果AirPods和AirPods Pro的带动下，从芯片上游开始的整个产业链都围绕着火爆的TWS进行了多轮的创新。除了音质以外，包括计算音频（目前以主动降噪和空间音频为代表）在内的多项特性，也成为了消费者对音频产品的主要诉求。
《2022音频产品使用现状调研报告》也表示，超过58%的受访者表示希望获得高解析度或无损音质。61%的消费者希望获得比MP3更好的音质，包括CD音质（44.1kHz/16bit）、高解析音质（高于96kHz/24bit）、无损音质。此外，有66%消费者认为无损音质会决定他们是否购买设备。
在计算音频方面，随着消费者市场的成熟和技术的发展，也开始迈入第二阶段。这一阶段的最大特征便是个性化。
据介绍，传统上虚拟空间的渲染是基于一套预设模型，就像购买成衣西服，虽然精致，但细节处难免还会有不合身。而新一代的空间音频，可以根据用户个人的头型和耳廓形状，定制HRTF模型（Head Related Transfer Function，头部相关传递函数），获得最符合个人的听感，就像高级定制的西服，每一处细节都为用户的独特身材量身定制。而随着AI技术、环境感知、自然语义处理等诸多先进技术融入计算音频领域，更具个性化的声音体验呼之欲出。
具体到当前火热的蓝牙音频，则存在几方面的问题：
一方面，传输速率并不是这一无线连接技术最大的优势。因此即使在最新的蓝牙5.3标准中，EDR（Enhanced Data Rate）支持的最大速率为3Mbps。但在真实场景的应用中，因为现实信号环境等复杂因素的影像，理论值最高3Mbps的速率，往往只能发挥一半，也就是1.5Mbps的实际速率。这种量级的速度，无法承载无损音频传输的数据。
另一方面，市面主流的编解码协议有很多，常见的AAC、LDAC等格式都是有损编码，而无损编码格式中，FLAC的压缩率是70%、ALAC的压缩率也是70%、表现更好一些的L2HC压缩率是60%。也就是说，现有的公有无损编解码方案都无法满足无线传输的体积要求，因此需要一个更强压缩能力的方案。
再者，现实里，复杂的信号环境对于传输本身有很大影响，信号太复杂时，比如手机放在口袋中，蓝牙信号就会不稳定。
面对上述问题，OPPO推出了公司自研的第二颗芯片——马里亚纳® MariSilicon Y。之所以会定义这样一颗蓝牙音频芯片，按照姜波的说法，除了基于市场需求外，还有另外一层含义，那就是OPPO认为端对端的连接技术，是硬件能力里特别重要的基础性技术。
“OPPO强调万物互融，未来一定会在短距通信、端到端的体验上做很多探索和改进。这颗芯片虽然尺寸小，但是我们第一次在端到端，通过私有协议实现了连接。这个连接的基础能力是OPPO一定要建立的。”姜波告诉记者。
他进一步指出，作为系统厂商，OPPO有一个传统芯片厂商所不具备的优势——对用户场景的理解比较深刻。因此当公司投入到一个技术方向的时候，更容易知道为什么要这样做，从而能够在做一些性能取舍时清晰地知道优先级。
叠加公司团队在这方面的深厚积累和投入，一颗科技树点满的马里亚纳® MariSilicon Y横空出世。
从协处理器到SoC：技术迈入深水区
如OPPO所说，公司基于DSA概念打造的第一颗自研芯片协处理器（Companion Chip）需要搭配主平台芯片才能使用。而公司的马里亚纳® MariSilicon Y作为OPPO首个SoC芯片解决方案，能完整地负责一个蓝牙音频设备的所有功能。这不仅标志着OPPO首次打开了连接芯片设计的新领域，具备了蓝牙连接的软硬件全套能力。这也意味着OPPO首次具备计算+连接能力的蓝牙SoC平台设计能力。
姜波总结说，马里亚纳MariSilicon Y具备三大领先技术，分别是192kHz/24bit超清无损音频、590GOPS澎湃算力和N6RF先进制程。
据介绍，通过首创的超高速蓝牙解决方案，马里亚纳® MariSilicon Y集成了比传统蓝牙快400%，且是行业最快的12Mbps蓝牙速率，再加上自研的URLC无损编解码，首次实现了192kHz/24bit 无损音频的无线传输，让完美音质不被有线束缚。
“马里亚纳® MariSilicon Y 超前的12Mbps蓝牙速率，不仅可以从容地传输192kHz/24bit无损音频的数据量，还有充足的速率冗余可以承载数据重传，系统开销（system overhead），承载信号控制等，实现整体蓝牙连接质量的大幅提升。”姜波强调。
至于URLC（Ultra-Resolution Lossless Codec），则是OPPO自研的音频编解码技术，能将无损压缩率首次提升至50%，这意味着同样的无损音频内容，URLC可以压缩至更小体积传输。URLC编解码协议配合12Mbps超高速蓝牙的设计，让物理硬件和软件编解码技术真正的合二为一，共同服务于无损音频的传输。同时，URLC也是目前市面上唯二支持192kHz/24bit的编解码技术。这也是目前无线蓝牙耳机中最高规格的音频质量（目前其他蓝牙耳机最高仅支持48/24无损）。
领略了其领先的音频带宽和解码能力后。这颗芯片所具备的强悍能力同时也给未来的音频应用提供了更多的可能。
姜波介绍说，作为首个集成NPU单元的蓝牙音频SoC，马里亚纳® MariSilicon Y高性能NPU单元的算力达到了超前的590 GOPS。与之相比，马里亚纳® MariSilicon Y中集成的高性能DSP算力则为25 GOPS，这也是全行业性能最强的DSP之一（目前全球销量最高的耳机芯片的算力为9 GOPS）。
据了解，这个590 GOPS高性能NPU具备三大优势，分别是能效高（相比于传统DSP单元，NPU在运行AI算法时更加高效，实现事倍功半的效果）、独立算力（独立的NPU设计，可以不依赖手机算力。计算能够实时在音频设备内的完成，降低因数据在耳机与手机之间传输所造成的延迟）和兼容性高（590 GOPS的高算力，能够面向未来快速发展的AI音频应用持续提供充足的支持，能够持续提供可升级的功能）。
从姜波的介绍我们得知，音频领域目前的AI处理基本上是通过DSP去处理的，算力或者网络复杂度是相对有限的，当前基于DSP的算法其实也是非常普及的，现有的产品对这块应该有比较好的支撑。但后续当算法的复杂度要求更高，对音频的处理能力要求更高的时候，DSP加NPU可能就成为了一个主流的趋势，OPPO在这上面也是领先一步。
“超强的算力结合先进的AI算法，马里亚纳® MariSilicon Y有望创造全新的计算价值。“姜波补充说。在他看来，这颗芯片之所以能获得这样优越的性能表现，除了因为在芯片设计上有独到之处以外，N6RF工艺带来的加成更是其中最重要的决定部分。
资料显示，N6RF是台积电最新的先进 RF CMOS 半导体技术，能使客户利用其卓越的射频功能和数字 PPA 优势最大限度地延长电池寿命。与台积电自有的 16FFC 射频技术相比，N6RF 提供了显著的改进。
据姜波透露，目前，全球范围内已应用台积电N6RF先进制程工艺的只有苹果H2芯片、苹果S8芯片中的GPS模块和OPPO的马里亚纳® MariSilicon Y芯片。换而言之，马里亚纳® MariSilicon Y成为迄今为止制造工艺最先进的蓝牙SoC芯片之一，领先行业至少2代。
借助该芯片所具备的三大技术，OPPO分别对应解决了高解析无损音频传输、端侧算力不足以及芯片性能功耗优化的问题，为行业提供新指引，也为消费者提供更优质的内容及产品体验。而基于其强大的NPU，马里亚纳® MariSilicon Y也终于能够首次在音频端侧实现了声音分离技术。利用这个技术，OPPO的这颗新芯片可以为用户提供下一代的个性化（如：自定义全景声、万能全景声）听音方案。
因为这颗芯片具备极高的兼容性，能够支持蓝牙5.3和LE Audio的LC3编解码，可以很好地兼容下一代所有支持LE Audio的设备；同时，马里亚纳® MariSilicon Y还支持LHDC、LDAC高清编解码，兼容传统OPPO产品和其他品牌产品时依然能够获得出色的音质；此外，马里亚纳® MariSilicon Y还兼容传统的SBC和AAC编解码，能够实现对传统蓝牙设备的的全面覆盖。
这意味着，无论你使用什么设备，搭配马里亚纳® MariSilicon Y都可以获得优秀的音质。
“做芯片，从未寄希望能有奇迹”
日前，一份OPPO创始人兼首席执行官陈明永的内部讲话被媒体报道出来。在这份讲话中，他首先披露了OPPO做芯片的两点初心：一是为用户提供更好的体验；二是要有自己的技术护城河。
“我们做芯片，从未寄希望能有奇迹。如果有奇迹，一朝之间就能成，那谁都可以做。正因为好的芯片难做，我们做了，才能长期在用户体验上形成优势。这个过程不是那么轻松的，需要花时间，过程中还会有很多质疑，但我们必须保持平常心，尊重客观规律，一步一脚印走得扎扎实实。同时，保持长期乐观和短期谨慎。无论未来出现什么情况，OPPO做芯片这件事都很有意义。”陈明永在讲话中强调。
姜波也告诉记者，OPPO自研芯片并不是要取代谁，公司所坚持的是会持续探索，希望能给大家打来更多更有价值的东西。OPPO现在已经建立了超过2000人的芯片团队，用十年磨一剑的心态去做芯片。
在他看来，从MariSilicon X到MariSilicon Y的演进，不但体现了公司芯片团队对终端应用了解的深入。同时，这也让芯片队员积累了更多技术，为公司推出下一代芯片做好了更充分的准备。
以在马里亚纳® MariSilicon Y上采用的N6RF工艺为例，在前代6nm的基础上，OPPO进一步拓展到了更先进的工艺，让公司具备了拓展先进制程下芯片设计的专长。这个工艺和芯片也代表着OPPO掌握了将先进制程工艺应用于射频系统的能力，让公司拥有了在未来创造更多可能的底气。
“研发这颗芯片就是做射频的探索，这是我们很重要的起始点，这颗芯片的基带部分、数字部分和射频部分合在一起的确带来了一些设计上的挑战，但这个挑战正是将来在做其他的芯片也要克服的东西，我们也比较好地克服了。”姜波说。
他同时指出，从这颗芯片开始，OPPO拓宽了以自研芯片为中轴的垂直整合领域，在前一代自研芯片影像整合的基础上，增加了蓝牙连接的整合，为万物互融奠定必备的底层连接能力。”
“我们始终保持着一颗循序渐进的平常心，在自研芯片的道路上尊重客观规律，隔绝外界的压力，不妄想弯道超车，坚信长期主义，做好了十年磨一剑的准备。不需要像传统芯片厂商过多考量成本，我们自研芯片不被营收压力所限，甚至可以不计成本地投入技术研发和芯片堆料，为用户创造真正的惊喜和价值。”姜波强调。
在他们看来，这是OPPO自研芯片的起点，也是OPPO自研芯片的最佳终点。
