百人團隊兩年研發,澎湃復活背后,小米自研芯片的野心

2021/4/7 19:17:45 來源:智東西 作者:云鵬 責編:騎士

小米能否成為下一個蘋果?

小米造車無疑是上周整個科技圈的第一大熱詞,當天的發布會更是 “全場燃爆”,就連小米首款折疊屏手機 MIX FOLD,似乎都成了 “配角”。

但其實在這款小米 “史上最貴”手機的背后,還有一個隱藏 “小 BOSS”,其蘊含著小米自研芯片澎湃系列的野心

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在小米 MIX FOLD 折疊屏旗艦手機中,小米正式發布了澎湃 C1 這枚小小的 ISP 芯片,通過提升自動對焦、自動白平衡、自動曝光等性能,實現了手機核心圖像處理能力的自研。

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這枚澎湃芯背后,其實是小米希望將核心技術攥在手里,突破硬件桎梏的決心和勇氣。小米造芯,真不是鬧著玩,而澎湃 C1 的落地也只是一個開始,真正的好戲還在后頭。

01.

澎湃七年,從 SoC 到一顆小小的 ISP

其實在澎湃 C1 落地之前,小米造芯的輿論就從未在業內停止,并且一有風吹草動就會觸碰行業敏感的神經。有小米人士告訴智東西,其實澎湃從來就沒有停止過,團隊一直在默默耕耘,直到今天結出果實。

早在去年 8 月份的小米十周年演講中,雷軍就在臺上斬釘截鐵的說,“澎湃芯片盡管遇到了很大困難,但小米依然會執著前行。”

2021 年,是小米造芯夢的第七年,這一年,一顆澎湃 C1 終于落地在了自家的旗艦手機中,而且是最頂級的折疊屏旗艦。

就在四年前,采用 28nm 制程工藝和八核心設計的初代澎湃 S1 芯片問世,并在小米 5C 手機中落地,但 S1 在性能、功耗等方面都有明顯不足。

隨后 2018 年松果電子重組,小米芯片計劃看似偃旗息鼓。但實際上,最近兩年,雷軍一直在半導體領域積極布局,截至去年 3 月就投資了近 20 家半導體公司。

目前,小米的半導體投資版圖已布局 MCU、FPGA、RF、GaN 和 IP 等多個領域,逐漸實現了從半導體材料、電子元器件到 IC 設計等全產業鏈覆蓋。

因此澎湃 C1 芯片的落地,對于小米來說其實只是 “小試牛刀”。

02.

要做出世界第一的相機,

最核心的難題到底是什么?

雖然澎湃 C1 看起來只是一枚小小的 ISP 芯片,但他所承載的卻是小米手機力爭全球拍照第一的野心。

目前所有手機廠商都在拍照技術上不斷精進,希望能夠通過自研技術打出獨特的拍照體驗,小米也不例外。

澎湃 C1 芯片計劃其實與小米相機部門 “同齡”,2018 年 5 月,小米剛剛成立了相機部門,當時雷軍給他們的指示也非常,就是要全力打造世界第一的手機拍照能力。

當時小米對比了高通、三星、蘋果等主流移動處理器平臺,發現如果小米想把相機做到世界第一,就一定要有自己的處理器,否則就永遠會受制于人,只是在別人的基礎上去改一些東西,沒有自己核心的技術在里面。

當時主流移動芯片廠商的方案雖然很成熟,但是他們只能保證小米做出一個好相機,但沒法讓小米做出世界第一的相機。

所以 2018 年小米就決定要自己做一個圖像處理器,把小米在影像領域的技術積累真正的應用進去,把小米對影像的理解做到芯片里去。

澎湃 C1 主要的功能就是改善相機的對焦能力、白平衡以及曝光能力,這三部分是 C1 的核心,也被業內稱之為 “3A 算法”。

最重要的是,搭載澎湃 C1 的小米 MIX FOLD 使用的都是小米自研的 3A 算法。

簡單來理解,就是小米把 ISP 中關于對焦、白平衡、曝光的三部分單獨拿出來自己做了提升,并放在了澎湃 C1 里。

對焦其實一直以來都是安卓手機的一個痛點,澎湃 C1 的加入,就可以讓手機可以更高效的對焦,隨時都可以拍的清楚。

而曝光方面的提升則是讓相機在不同光線環境下可以拍的更清楚,白平衡則主要負責讓相機在不同的燈光環境下都能呈現出正確的顏色。

有了一個好的硬件基礎,小米自己的算法就可以更好的應用。用自己的硬件芯片,加上自己的自研拍照算法,打造世界第一的影像能力,這就是小米澎湃 C1 芯片最初的目標。

用小米的話說,就是 “想要做到世界第一,必須要用自己的東西。”

03.

百人團隊 “秘密研發”700 天,

澎湃的核心仍是影像

做第一,說起來容易,做起來難。澎湃 C1 的背后,是小米多年的持續投入和超百人的獨立芯片研發團隊。

小米的澎湃芯片團隊中專門組織了一批 “特種部隊”,就負責研究圖像處理芯片,專門做一個相機用的芯片,目前這個研發團隊的規模已經超過了 100 人。

并且這枚小小的 ISP 芯片,其在公司內的地位是非常高的,在整個澎湃 C1 芯片兩年多的研發過程中,這 100 多人的 ISP 研發團隊幾乎都是在做 “地下工作”。

除了幾個核心人員,連小米相機部門的其他員工都不知道這些人在做什么,整個過程是處于絕對保密狀態的,連辦公區域都是獨立封閉的。

雷軍在小米相機部門成立之初,定下了非常明確的目標,就是要把小米手機的影像能力做到全球第一。

當時他們所有的研發專家聚在一起討論,要做到世界第一,有哪些難題需要攻克?當時明確了幾方面,第一是涉及光學技術的手機鏡頭,第二是圖像傳感器,第三就是 ISP 圖像處理芯片以及背后的算法。

小米手機鏡頭目前已經推進到 8P 水平,甚至要超過蘋果 iPhone 12 Pro Max 的 7P,傳感器也與三星聯合研發了 GN2,擁有手機領域目前最大的 1/1.12 英寸大底。

而在圖像 ISP 領域,通過小米兩年的研發,澎湃 C1 芯片終于落地,目前澎湃 C1 這枚 ISP 芯片的成本已經可以做到幾美元的水平,由目前業內頭部晶圓代工廠生產。

小米目前在全球有 5 個國際研發中心,在國內還有 5 個研發中心,相機的研發團隊超過 1000 人,包括幾十人的核心專家團隊。

目前智能手機拍照已經成為了各家技術競爭的焦點,因此圖像處理芯片的研發也會作為澎湃芯片系列長期的聚焦重點,關于澎湃芯片在其他領域的應用,小米依然沒有談及過多。

04.

想要 “人無我有”的技術,

芯片自研是一條必經之路

從四年前的 SoC 芯片,到今天的 ISP 芯片,小米在自研芯片領域的嘗試是貫穿始終的。

而對于移動領域芯片的研發,不僅是小米,其他國內廠商也意識到了問題的緊迫性。

目前國內安卓手機廠商普遍采用的是高通或者聯發科的 SoC 方案,其實手機廠商也可以把自己的需求提給芯片廠商,但是從提出需求到最終芯片落地產品,可能要兩到三年,周期是非常長的。

另一方面,如果采用芯片廠商的通用方案,其實是無法保證技術的獨特性的,如果所有廠商都可以使用,就無法做到 “人無我有”技術。

基于此,自研芯片或者聯合定制研發已經成為了手機廠商們都在發力的一個方向。不僅是圖像 ISP 芯片,甚至向上往 CMOS 圖像傳感器芯片追溯也是如此。

此次小米 11 Ultra 所采用的三星 GN2 傳感器芯片,就是小米與三星聯合研發的,據稱研發周期長達 18 個月,投入數億元人民幣。

在這款 GN2 傳感器中,小米負責了產品功能的定義和其中技術實現的一些細節。可以看到,相比原先簡單的 “買斷”,終端廠商參與研發的比例正在顯著的提升。

目前,對于國內安卓廠商來說,想要實現 SoC 的純自研,仍然面臨許多挑戰。華為是除了蘋果和三星以外唯一一家掌握移動 SoC 芯片設計能力的企業,而自研的麒麟系列芯片也給華為手機產品增加了許多 “人無我有”的能力。

OPPO 目前也在進行移動領域的芯片研發,之前有許多消息都表明 OPPO 在積極吸引芯片研發領域的相關人才。

有半導體領域從業者告訴智東西,核心技術靠買永遠是不安全的、不長久的,談及自主可控時,擁有自研芯片的手機品牌卻寥寥無幾,自研芯片是一個高投入、高壁壘、長周期的冒險,此時小米在芯片自主設計方面的堅持投入難能可貴。

而小米澎湃 C1 芯片的落地,其實也是一個很好的嘗試,移動芯片的研發,“一口吃個胖子”大可不必,從自身強項出發,切入特定的芯片領域不失為一種事半功倍的做法。

05.

ISP 只是一個開始,AI 融入探索更多可能

對于澎湃芯片未來的發展,小米相機部負責人苗雷告訴智東西,其實澎湃 C1 在小米 MIX FOLD 上的應用落地只是一個開始,小米會繼續一代一代做下去。

有人可能會好奇 , 為什么澎湃 C1 用在了小米 MIX FOLD 上而不是小米 11 Ultra 上面,這個其實是與新機發布的節奏以及產品硬件規格有關,而非大部分人所想的技術成熟度問題。

因為小米的數字旗艦通常都是在 12 月底發布,而按照澎湃 C1 的流片進度,已經趕不上這一代的數字旗艦了,這才沒有將澎湃 C1 規劃到小 11 Ultra 中。

但計劃趕不上變化,后來小米將小米 11 Pro 和小米 11 Ultra 發布的節奏延緩了,所以 看起來像是跟 C1 芯片同時發布,但其實小米 11 Pro 和 Ultra 的規劃要更早。

另外,小米 11 Ultra 攝像頭模組占據的空間已經很大了,如果再加一枚 ISP 芯片,電池的容量就會被壓縮。折疊屏 MIX FOLD 內部空間更大,因此也可以更好地容納這枚芯片。

綜合這些因素考慮,小米的澎湃 C1 芯片首次落地就選擇在了 MIX FOLD 上面。

小米后續還會繼續迭代澎湃 ISP 芯片,明年他們的時間更加充裕,所以澎湃系列 ISP 芯片還會用在數字旗艦系列智能手機上面。未來除了 “3A 能力”,小米還可能會在圖像處理芯片中加入更多人工智能的能力。

在小米看來,ISP 圖像處理芯片只是他們邁出的一小步,后續還會有具備更多功能的圖像處理芯片問世,塊頭也更大。

小米的目標雖然是做到拍照全球第一,但顯然他們實現的路徑還是要一步一步來。

06.

結語:ISP 芯片雖小,小米野心很大

小米澎湃芯片曾經在 7 年前引起了無數人的關注,經過 7 年沉寂,澎湃 C1 在小米最頂級的 MIX FOLD 折疊屏手機中落地應用,在 ISP 的對焦、白平衡、曝光三方面進行了升級,成為了小米圖像處理的核心技術之一。

雖然回歸的澎湃 C1 只是一款獨立 ISP 芯片,但它承載著小米對技術的追求和夢想,這條路固然漫長,而如果能堅持積累和研發,澎湃 S1 和澎湃 C1 不會是小米的唯二自研芯片,小米芯片的的未來值得更多期待。

從小米近兩年的半導體投資布局中有多家智能家居廠商我們就不難看出,不止于圖像 ISP 芯片,其實小米最擅長的 AIoT 領域,也存在著自研芯片發揮的廣闊空間。當然,就算是自研 SoC 落地,我們也同樣不會意外。

正如雷軍所說,技術為本是小米的三條鐵律之一,為了實現更多 “人無我有”的自研硬核技術,芯片自研仍將是必經之路,而這顆 “澎湃的心”,也會向雷軍說的那樣,生生不息。

附:從 2018 年初到 2020 年 3 月小米投資半導體公司名單

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關鍵詞:小米芯片澎湃

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