ISP、NPU和充电IC后,手机厂商还能自研哪些芯片

随着自研已经成为头部手机厂商的方向,未来这类芯片势必将会更多。

最近这段时间手机行业可以说相当的热闹,一方面高通与联发科都先后推出了新一代旗舰移动平台,一大批新款旗舰机型不是已经发布、就是正在发布的路上。

ISP、NPU和充电IC后,手机厂商还能自研哪些芯片

另一方面,“自研芯片”在2021年无疑成为了几大头部品牌追逐的热门话题。从年初小米公布的自研ISP澎湃C1、到年中的vivo的自研ISP悦影V1,再到不久前OPPO发布的自研影像专用NPU马里亚纳X和小米的自研120W充电芯片澎湃P1,短短一年时间里我们就迎来了三个品牌、四款自研手机芯片的亮相。

ISP、NPU和充电IC后,手机厂商还能自研哪些芯片

平心而论,这些“手机芯片”虽然并不属于大家所认知的SoC或AP(应用处理器,也就是SoC去掉基带部分)方案,但不可否认的是,这些品牌推出自研芯片,客观上确实给相应的机型带来了独一无二的功能体验。同时在它们的研发、制造过程中,谁也说不准他们是不是已经积累了对于先进制程、复杂大芯片设计的经验。

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不过今天我们要讨论的,并不是手机厂商什么时候能造出自研SoC,相反我们会将视线继续集中在这类“功能性小芯片”上。结合智能手机本身当前的硬件架构和市场需求,来与大家一起探讨这样一个问题,那就是对于手机厂商来说,在最终造出自研SoC之类的“大芯片”之前,他们还有哪些部件可以通过自研来“练手”?

首先你要知道,手机的“内构”其实真不算复杂

虽然我们总说,手机是高科技产品。但也正因如此,在当前的半导体技术体系下,手机的主板面积其实是越做越小,同时内部的芯片集成度也越来越高。

ISP、NPU和充电IC后,手机厂商还能自研哪些芯片

这意味着什么?这里以TechInsights对谷歌Pixel6 Pro的拆解结果为例,在硕大的机身里实际上真正安装有芯片的主板,只是一个面积非常小的框架。而在这个框架上,除了微小的电容、电阻,以及各种数据线接口外,真正起到功能作用的芯片总共也才不过31颗而已。

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进一步探究这些芯片的型号和用途,基本上可以将其分为8个大类,分别为:

应用处理器:1颗(谷歌向三星定制的Tensor芯片)

内存和闪存:2颗(三星生产的闪存和内存)

电源管理芯片:11颗(来自三星、NXP、美信,包括有线充电管理、无线充电管理、电源保护、供电管理几个细分类别)

基带与射频芯片:9颗(来自三星和Skyworks)

连接相关芯片:3颗(来自意法半导体和博通,负责NFC、蓝牙、WiFi和GPS功能)

音频芯片:3颗(来自Cirrus Logic,包含扬声器功放和音频解码功能)

屏幕触控芯片:1颗

安全加密芯片:1颗(谷歌自研Titan M)

发现了吗?实际上,如今智能手机的内部芯片数量既没有许多朋友想象的那么多,而且真正留给终端厂商“自行发挥”的空间也并不多。

“自研芯片”既要考虑实用,更要考虑可行性

为什么我们这么说?首先大家要知道,手机行业在发展了这么多年后,很多领域其实都已经形成了非常高的技术和专利壁垒。手机厂商在这些领域不只是技术上极难实现“自研”,就算真造出芯片也很可能要面临专利方面的问题,或者是几乎不具备实用价值。

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比如,很典型的就是手机的基带和射频、以及蓝牙和WiFi等连接功能相关芯片。一方面,全行业就只有一只手都能数的出来的厂商,把握着各种基带、无线标准相关的核心专利;另一方面,大家不要忘了手机的无线连接能力是要配合运营商的基站、配合家中的WiFi路由器才能发挥作用,就算有手机厂商自主研发了无线芯片,也很有可能会与其他品牌的基站方案、路由器方案配合使用时出现“水土不服”的情况,从而难以发挥性能。

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AKM、ESS、Cirrus Logic等大厂的音频IC性能已经极为出色,没有额外提升的必要

其次,还有一类芯片虽然技术壁垒不算特别高,但相关技术已经极度成熟、几乎没有进行自研改进的需求,例如音频芯片、触控芯片就都属于这一类别。对于如今的智能手机来说,它们所使用的音频方案也好、触控技术也罢,压根就没达到相关芯片供应商的“潜力极限”。而对于手机厂商来说,自研这类芯片的结果很可能用户体验还不如供应商轻轻松松就能搞出来的公版方案好,因此也几乎没有必要。

ISP、NPU和充电IC后,手机厂商还能自研哪些芯片

正因如此,我们看到,整个2021年几款手机厂商所公布的自研芯片,几乎都集中在了用于增强手机拍照处理能力的ISP、NPU,以及用于加快手机充电速度和改善电池容量的电源管理芯片(PMU)上。很显然,手机厂商之所以选择在这些领域自研芯片,一是因为消费者对于手机的拍照、快充确实有着很强的需求,自研芯片能够明显改善体验;其二则是因为,这些领域本身的技术壁垒相对不那么高,而且供应商提供的产品也确实可能不够用,因此“自研”才显得既必要、而且又特别能见成效。

显示辅助与安全芯片,可能会是下一个“自研”目标

明白了这个道理,我们再回过头来看如今市面上各大旗舰机型的配置和功能,就不难梳理出可能性更大的“自研芯片”方向了。

首先,独立的显示增强芯片是我们三易生活认为,比较可能出现在未来智能手机中的“厂商自研方案”。之所以这么说,一方面是因为从本身的功能性上来看,独立的显示辅助芯片主要可以解决三个问题。一是能够辅助矫正屏幕颜色,同时使得自动亮度调节更自然柔和、增强屏幕观感;二是可以对手机正在播放的视频进行分辨率提升、插帧、色彩增强等处理,且功耗比使用CPU要低得多;最后,在游戏场景中独立的显示辅助芯片还可以通过插帧的方式,变相地成倍降低GPU的实际负载,从而起到节能降温、延长续航的作用。

ISP、NPU和充电IC后,手机厂商还能自研哪些芯片

另一方面,“独立显示增强芯片”如今在手机行业其实并不是什么新玩意了。特别是随着近年来消费者对于显示质量、游戏流畅度和续航能力越来越在意,独立显示增强芯片开始被越来越多的机型搭载,并取得了不错的用户口碑。

最重要的是,由于相关供应商并不注重对终端市场的宣传,“独立显示增强芯片”虽然市场需求存在,消费者对其却几乎并没有什么“品牌信仰”。在这种情况下,手机厂商出手自研不仅可以打造出更具差异化的功能,也容易于被市场接受。

ISP、NPU和充电IC后,手机厂商还能自研哪些芯片

除了显示增强芯片,独立安全加密芯片同样也是下一阶段可能被手机厂商提上自研日程的项目之一。事实上,纵观智能手机的发展史,过去其实有过一些机型搭载独立加密芯片的例子,与其他机型相比,这类“安全手机”普遍可以实现级别更高的隐私防护,甚至是用作一些特定的金融场景。

ISP、NPU和充电IC后,手机厂商还能自研哪些芯片

谷歌的Pixel手机这几代一直有搭载自研的独立Titan M安全芯片

更不要说,如今消费者对于“隐私”和“安全”的重视与日俱增,再加上数字货币如今也正在日益流行。在这样的背景下,手机厂商研发具备国内自主标准的独立安全芯片不只是可以赚到口碑,而且还有可能会带来一些短时间内难以被超越的实际功能优势,或是有助于打开企业级市场。

当然,说了这么多,我们最终还是希望在一次次用小芯片“练手”后,大家最终可以迎来更多终端厂商自研SoC的局面。毕竟这不只是个“面子问题”,而是更有望为消费者带来实际的实惠。不过芯片这件事向来是急不得的,对于我们而言,目前也只能怀着包容的心态,耐心等待相关厂商进一步的好消息了。

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