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追光逐影,从“芯”出发

2022-01-11
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  在创新技术的加持下,人们利用智能手机在户内外“追光逐影”,不断享受手机拍照带来的良好体验。然而,细心的网友可能会发现,微信朋友圈里晒出的大部分是光环境较充足的照片,而弱光下的照片却少有人分享。“不是大家没有这个需求,而是因为在弱光情况下手机的成像效果相对较差。”vivo执行副总裁、首席运营官胡柏山对记者表示。

  如何在影像方面蹚出一条新路,一直是各大智能手机厂商思考的问题。继小米、vivo之后,国内又有一家手机厂商在自研手机影像芯片领域取得突破。近日,OPPO广东移动通信有限公司(下称OPPO)发布首款自主知识产权的嵌入式神经网络处理器(NPU芯片)——马里亚纳MariSilicon X,该芯片将和系统级芯片(SoC)一起构成手机核心运算的左右大脑,提升影像能力。

  作为手机最核心的底层硬件技术,芯片的研发成为手机厂商技术发展和构建产品竞争力的必然选择。一般而言,手机芯片主要有两种类型,一种是通用型的系统级芯片(即主芯片,包括CPU、GPU等),主要由高通、联发科以及苹果、三星等科技巨头公司掌控;另一种则是专用型的ISP、NPU等芯片,包括小米、OPPO、vivo等在内的手机厂商都进入这个赛道并布局知识产权。

  雄“芯”勃勃提升影像

  “传统的计算摄影由于算力的限制,只能做到场景重构这一层级,比如大部分手机目前对于人像处理时采用的人脸检测和美颜的计算。”一位手机业内人士表示,想要更进一步,逐个像素对图像进行处理,高算力是必不可少的一环。然而,要想实现像素级的图像处理至少需要10TOPS至50TOPS(处理器运算能力单位)级别的算力。

  在数英寸的手机里,如何打破天花板,塞进更多的创新技术,成为各大手机厂商技术突破的焦点,而芯片是主攻的方向。在2019年OPPO未来科技大会上,OPPO创始人兼首席执行官陈明永就曾说,要有十年磨一剑的信念,勇于迈入研发“深水区”,构建最为核心的底层硬件技术。时隔两年,在前不久举行的2021年OPPO未来科技大会上,OPPO发布首款6纳米自研芯片——马里亚纳MariSilicon X,这是其第一款自主设计、自主研发的影像专用NPU芯片并将搭载在2022年新款旗舰手机上。

  “科技公司必须通过关键技术解决关键问题,如果没有底层核心技术,就不可能有未来;而没有底层核心技术的旗舰产品,更是空中楼阁。”陈明永表示,马里亚纳MariSilicon X是OPPO自研芯片的一小步,OPPO未来会持续投入资源,脚踏实地做自研芯片,咬定青山不放松!

  与OPPO类似,vivo也很早就进入了影像芯片这个赛道。2021年9月,历时超24个月,vivo自研的首款专业影像芯片——V1在新款旗舰手机中与消费者见面。“我们过去几年通过用户动态研究和技术动态研究,把未来vivo需要发力的长赛道做了梳理,总结出未来要发力的长赛道有4条:设计(包括外观、交互等)、影像(拍摄、视频等)、系统(包含底层系统和AI技术使用等)、性能(游戏等场景)。”胡柏山介绍,vivo的芯片主要服务于长赛道,而影像就是跟芯片强相关的其中一条赛道。

  “为什么各大手机厂商一直强调影像呢?因为消费者很关注影像!”上述手机业内人士坦言,经过多年的创新和发展,手机如今已经取代卡片机成为人们拍照的首要选择。不过,跟专业的单反相机比起来,手机目前在拍照和视频录制方面都存在一定的差距,在光线和感光单元部分都有非常大的突破空间。

  “在影像技术方面,vivo目前聚焦两点,一个是夜景拍照,另一个是人像拍照。”胡柏山表示,不同的企业有不同的研发侧重点,比如说,佳能以人像作为其发力方向,而尼康则以风光作为其发展的方向。同样,手机领域的每个品牌都有自己的主攻方向,而不同的研发方向决定不同的算法支撑它的发展方向。

  目前,除了OPPO、vivo,华为、小米等公司也进入影像芯片这个赛道。2021年3月,小米公司自研的首款专业影像芯片澎湃C1在折叠手机上首发,该芯片配合自研算法,大幅提升影像的自动对焦(AF)、自动跟踪白平衡(AWB)、自动曝光(AE)能力。除了专业影像芯片外,小米公司还在系统级芯片、快充芯片等领域进行发力,相继推出澎湃S1、澎湃P1芯片。

  手握专利“芯”中不慌

  芯片技术是手机最核心的底层硬件技术,芯片的研发是手机厂商技术发展和构建产品竞争力需求必然的选择。近年来,随着各大手机厂商研发投入不断加大,乘着“资本的东风”,插上专利的翅膀,创“芯”之路一派欣欣向荣。在前不久举行的发布会上,小米公司董事长雷军表示,未来5年将投入1000亿元研发新技术。其他几家手机厂商也表示投入巨资研发包括芯片在内的技术。

  “伴随着这些企业研发投入而来的,必然是大量的技术创新和知识产权布局。”OPPO知识产权部高级总监冯英对中国知识产权报记者表示,目前,国内手机厂商均已有大量的专利布局。以OPPO为例,从2018年开始研究芯片技术并进行专利布局,在芯片方面的专利基本上是围绕底层算法、架构、软件、硬件等方面进行的。目前,OPPO及其关联公司在芯片领域的专利申请量为1700余件,其中授权发明专利420余件,这些专利支撑OPPO芯片业务不断发展。

  除了OPPO外,包括小米、vivo、华为、苹果公司在内的手机厂商都在芯片领域进行大量的专利布局。智慧芽为本报记者提供的数据显示,截至目前,小米及其关联公司在芯片领域的专利申请为740余件,其中授权发明专利320余件;vivo及其关联公司在芯片领域的专利申请量为720余件,其中授权发明专利140余件;华为及其关联公司在芯片领域的专利申请量为4300余件,其中授权发明专利1600余件;苹果及其关联公司在芯片领域的专利申请量为2000余件,其中授权发明专利1400余件。

  “从该技术领域内的专利申请总量来看,华为公司在5家手机企业中专利申请总量遥遥领先。而从授权发明专利量在专利申请总量中的占比来看,苹果公司则以近7成的占比,远高于其余4家企业。”智慧芽相关负责人表示,一般来说,在某一领域内,如果授权发明专利占申请总量的比例较高,则意味着该公司在这一领域内的技术创新水平较高。

  近年来,专利诉讼作为商业竞争中一种常用的手段在通信产业屡见不鲜。手握专利的企业既可以对侵权说“不”,同时也可以在商业竞争中,避免没有专利武器可用,给企业带来不必要的风险。“目前,我国通信企业都有整体知识产权布局意识,从专利、商标、商业秘密、著作权等多角度进行布局,形成具有高商业价值的知识产权资产。”冯英表示。