华为海思再出杀手锏:越影 AI ISP可“看清”黑夜中一切事物

微观人 2021-12-28

isp华为海思麒麟

2965 字丨阅读本文需 8 分钟

在中国国际社会公共安全博览会(简称安博会)上,华为上海海思向业界展示了越影 AI ISP:用于物联网智能终端的新一代智能图像处理引擎,以及最新的技术与解决方案。

官方介绍,海思越影 是引入 AI 的新一代图像处理引擎(ISP),实现画质技术与 AI 技术的深度融合,树立图像质量的新标杆,也代表着行业技术的新方向。海思展区首次全面揭秘越影五大关键能力,突破传统技术的天花板,使能全场景更智能、更清晰的画质。

海思首次将暗光图像实验室搬进安博展馆,让大众沉浸式体验最新黑科技带来的震撼效果。在“伸手不见五指”的暗室体验区里,越影关键能力之一超感光降噪利用神经网络深度学习,实现低照度场景的智能降噪,画质清晰度业界领先。还运用多光谱融合技术有效融合可见光与红外光谱,让低照图像达到色彩与细节平衡,重塑色彩斑斓的视觉世界。

海思智能分析引擎由 NPU(Neural Network Processing Unit,神经网络处理器)和 VPU(Vector Processing Unit,向量处理器)组成,两者深度融合,优势互补,高效使能端到端的 AI 解决方案。新一代端侧 NPU 采用全新架构,通过软硬协同实现 PPA (Performance, Power, Area) 全面领先。AI 技术使能终端设备更多智能化应用,为行业激发新活力、创造新价值。

据官方介绍,上海海思技术有限公司由华为技术有限公司 100% 持股,是全球领先的 Fabless 半导体设计公司,致力于为千行百业智能终端打造性能领先、安全可靠的半导体基石,产品覆盖智慧视觉、智慧媒体、智慧 IoT、显示交互、智慧出行等多个领域,全球设有 12 个研发能力中心,核心技术涵盖芯片工程工艺、高性能电路设计、音视频处理算法、GPU / CPU、AI 技术、通讯技术等领域。

此前很多厂商都是以购买第三方高通、联发科等厂商芯片为主,现在国内一线厂商都开始走自研之路。是什么原因驱动一线手机厂商纷纷自研?做ISP是厂商选择自研SoC的开始吗?ISP芯片目前市场的竞争态势和未来趋势是什么样式?

自研ISP考量的价值

ISP(Image Signal Processor,图像处理器)是手机芯片系统中的重要组成部分,负责图像处理部分。ISP芯片一直是作为SoC芯片内置的模块存在,与CPU、GPU等单元集成在系统里一起出售,基本上可以满足大部分场景使用。随着消费者的需求变更与厂家差异化打法的变化,很多厂商发现将ISP作为独立单元进行图像的处理,可以实现自主可控。

此前大家都在高通和联发科这些芯片厂商制定的参数规则里面游走,只能在集成的ISP模块特性进行适配和调整,此外ISP性能也受芯片整体升级规律的限制,更新的频率不高,影像性能的参数在同一个框架下的结果就是其手机影像变化和功能日趋同质化。

对于消费者来说,除了在屏幕、快充以及整机性能外,影像功能可谓是选择手机的重要影响因素之一。在硬件和算法没有什么大的进步情况下,在ISP影像方面上面进行手机影像性能的提升和创意是厂商们一致的想法。举例来说,想要提升手机照片的成像质量,搭载安谋科技中国本土团队自研的“玲珑” i3/i5 ISP芯片,就可以在一些极端场景比如逆光、暗室等宽动态环境,对明暗区域进行很好地记录,从而在宽动态范围、低光降噪等方面最终获得不错的成像。

拍照功能与视频图像等质量是决定消费者体验的重要参数,我们也在各大手机品牌的新品宣传中见识到对其自家拍摄性能的极尽展示,如何以差异化功能获取用户是每家手机厂商睁开眼睛就要思考的问题。想要实现性能和体验的差异最大的问题就是要打破被ISP制约的情形。而苹果、三星、华为等自研芯片的手机厂商以自己差异化功能的市场表现赢得高端市场用户的青睐,这也给其他国内手机厂商启示与强心剂:自研芯片是难而正确具有长远价值的事情,必须要去做。

小米、ov等厂商无论是在新产品中搭载自家设计的ISP芯片还是在新闻中不断宣传造ISP芯,都在向市场释放自研ISP手机芯片的决心,驱动手机厂商选择自研ISP手机芯片主要有这四方面的价值考量:

1、手机厂商可以发挥的差异化空间增大,ISP芯片的性能决定了手机影像功能的差异化。相对于芯片厂商高通与联发科等,手机厂商距离消费端更近,对功能场景与趋势易把控,手机厂商自研ISP芯片可以与市场的需求变化调整同频,其影像功能也就不再限于芯片厂商的芯片性能,手机厂商可以根据市场情况发挥差异化性能的优势。

2、避免供应链的风险。华为手机市场份额的减少是其他一线手机厂商不想再经历的风险,无论是贸易摩擦还是地缘政治、黑天鹅疫情等风险,自研ISP芯片的选择让手机厂商可以减少一些被不确定因素扼制的风险。

3、成本的优势,手机厂商的出货量动辄数十万、百万,自研ISP芯片的话可以绕过其他芯片厂商的定价权,减少芯片成本的支出。

4、 ISP相比SoC来说,技术的实现难度相对较低,花费的精力时间等成本更低,更容易实现。

手机厂商选择自研ISP芯片无论是出于成本还是产品功能方面的考虑,都是让自身在这个白热化竞争的市场能有更好的表现,市场中有便宜好用的ISP芯片,而商家花费心血时间去自研ISP芯片也不仅仅是革新影像功能的目的,厂商们在积累芯片技术的前提下,更多的是战略层面的考虑:未来可能向手机的心脏器件——SoC芯片进击,从ISP芯片的突破口中逐步切入到SoC的研制中去。

华为海思的实力在什么水平?

很多人都知道华为被美国封锁,在技术上卡脖子,那到底卡在哪里?很多人并不很清楚。芯片是一个高度垂直分工的产业,从设计、制造、到封装测试,每一个环节,都有相关领域的公司在负责。

目前,华为海思可以理解为芯片设计公司,但在芯片设计这个环节,就有被卡脖子的地方。海思芯片全部是基于ARM架构设计,ARM是全球芯片架构巨头,自己不生产芯片,只提供设计方案,占据了全球9成份额。

可以这么理解,ARM提供了一间毛坯房,然后大家各自买回去装修。但是华为并没有生产毛坯房的能力,需要购买ARM公司的方案。所以,如果ARM断供,那在设计环节就要出问题。虽然华为高管余承东曾说:华为在芯片架构方面拥有“备胎方案”,但至今并没有看到。

制造环节就是依靠全球最大的芯片代工企业台积电了,华为海思芯片主要靠它代工。目前,台积电有能力代工7nm和5nm芯片,是技术最好的一家。大陆的中芯国际只能代工14nm,而且量产还有些困难。所以,一旦台积电不提供代工,那海思芯片可能要倒退。

在制造这个层面,又需要用到全球最大的光刻机生产商荷兰ASML公司的最先进光刻机,这家公司又受美国干扰。所以,一环扣一环,卡着脖子。

封装测试环节没什么难度,中国的上海微电子集团,就可能做到,而且技术比较领先。

全球芯片行业分工合作很明确,很少有公司能够做到独立将一块小小的芯片设计制造出来。唯一的一家就是美国的英特尔了,主要用于电脑芯片。只做设计的包括ARM、AMD、高通、华为海思、三星;做代工生产的有台积电、三星。

华为在研发上确实非常舍得投入,从2008 年至 2018 年,研发总计投入超4800亿,2019年又达到了1317亿。而对于海思的投入也是非常高,2004年创立时,任正非就要求每年投入4亿美元。

如今,海思已经发展16年了,在全球到底处于什么水平?据海外调研机构Insights发布的数据显示,2020年Q1,海思首次跻身全球前十,排在第十位,销售额达到26.7亿美元。而据CINNO Research数据显示,在中国市场,华为海思首次超过高通,成为中国市场手机芯片第一名。也就是说,华为海思目前是中国第一,全球第十。

海思经历了坎坷的发展历程,2003年因为被芯片巨头思科起诉,让华为坚定了自研芯片的决心,于是2004年创立了海思,但直到2009年,才发布了第一款芯片K3V1。然而,出师不利,搭载了自研芯片K3V2的华为手机经常卡机、闪退、发热,体验非常差。

直到2014年,改名为麒麟,也就是麒麟910诞生后,才逐渐改变了华为手机的命运。如今,华为5G手机,搭载了最新的麒麟990芯片。

不过,说到海思芯片,很多人就想到手机芯片,但其实海思产品覆盖无线网络、固定网络、数字媒体等领域。包括手机芯片麒麟,为物联网研发的凌霄芯片,用于电视的鸿鹄honghu,用于5G基站的天罡系列5G芯片,5G终端的基带芯片巴龙balong,用于人工智能处理器的昇腾芯片,高性能数据中心处理器鲲鹏芯片。

在安防监控领域,华为海思全球市场份额达到了90%,几乎处于垄断地位,而在高端路由器的芯片,也处于领先地位。

因此,对于华为来说,其要改变被卡脖子的命运,还要继续努力, 海思还得加油。但对于中国来说,对于整个芯片产业链,都需要投入最大的努力,即使花费再多的资金,再长的时间,都要去做,终有胜利的那天。

文章来源:数字财经智库,钛媒体APP,IT之家

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