AR芯片的未来是定制?国产芯需抱团迎战

电子芯技术 2022-04-28

vr领域vr手机芯片

3018 字丨阅读本文需 8 分钟

AR/VR幕布刚刚拉起,就有厂商在其芯片领域发力。但是并非一帆风顺。

4月25日,Meta决定暂缓为其AR 眼镜产品自研处理器,转而继续使用高通芯片。

4月15日,安谋科技与Rokid宣布就面向元宇宙应用的终端芯片和生态建设达成战略合作协议。安谋科技将依托自己的Arm技术生态,向Rokid提供高算力、低功耗的全新AR解决方案。

3月2日起,华夏芯分别携手皇庭国际和元禾半导体进军AR/VR芯片。

潮电智能眼镜预计,2025年VR将会迎来第一个销量爆发期,AR赛道会逐渐成熟,此时诸多厂商纷纷发力芯片,无疑是在为2025年的爆发押注。

有关苹果增强现实(AR)头显的消息是当前电子信息与消费领域,人们最为关注的行业热点之一。此前曾有消息称,其将于2022年底发布。海通国际证券在近日发布一份报告中预计,该设备或被推迟到2023年第一季度。

尽管再被推迟,苹果AR头显的关注度依然不减。业界普遍期待,凭借苹果强大的定制化自研芯片能力,这款产品或将为AR设备市场打开一条上升通道。而这一情况亦从另一侧面显示出,定制化芯片对于AR设备发展的重要作用——元宇宙浪潮下,定制化芯片成为推动AR设备大规模落地的重要助力之一。

AR/VR设备——元宇宙的入口和载体

如果说手机是移动互联网时代重要的信息载体之一,那么AR/VR设备则是元宇宙时代(下一代互联网,Web3.0)的主要入口和载体。IDC数据报告显示,2021年全球AR/VR设备出货量达1123万台,同比增长92.1%,AR/VR设备的出货量处于高速增长的阶段,市场规模不断扩大。在国内,传统手机厂商HUAWEI、小米、OPPO、VIVO已经打响了争夺“元宇宙时代”入口之战。2022年一季度,HUAWEI、小米、OPPO、VIVO四家手机厂商公布了13项与VR/AR有关的专利,涉及AR/VR基础技术、外观设计、光学显示等多个领域。

AR/VR设备是实现元宇宙中感知、定位、交互、决策和执行的重要载体,在这个过程中,显示和计算是核心和基础的功能,也是面临的最大技术挑战,这必将带动显示和计算相关芯片厂商进行大幅技术升级和创新。

AR芯片为什么要定制?

在元宇宙大背景下,AR头显设备重新回到人们的视野中央。在2022年的CES上,三星展示了AR如何被纳入汽车的挡风玻璃,以显示天气、轮胎压力水平、地图等信息。微软则继续打磨HoloLens,目前HoloLens 2工业版已被推出。谷歌正在开发下一代AR头显设备,项目代号“Project Iris”,产品预计最快会于2024年上市。至于苹果AR眼镜的爆料信息,更是频频见诸网络之中。

然而元宇宙浪潮下的重新回暖,并未让AR设备中存在的一些问题得到彻底解决。有专家指出,设备太过笨重,周边应用环境不够成熟,传输数据不够完善,产品使用限制过大等,依然制约着用户特别是消费电子用户使用AR设备的热情。数据显示,AR 设备因为没有达到消费级水平,目前出货量比较少,2021 年全球市场AR头显出货量28万台。如何让AR能够尽快贴近用户使用需求,是AR设备厂商的当务之急。

针对目前市场上大多数AR设备依然采用通用芯片的情况,芯原股份业务运营高级副总裁汪洋指出:“AR是近年来才开始发展出的一种新型产品,市面上现有的很多通用计算芯片,一般主要针对如手机、平板电脑、PC等应用而深度优化和绑定。在被应用到AR设备中时,常常会出现部分功能冗余、部分特定功能无法满足,以及显示性能或是功耗不理想等问题,这极大限制了AR设备端的发挥。这些设备的使用体验欠佳,不利于市场的打开,也阻碍了AR技术和设备的进一步迭代。”

而面向AR设备开发定制化芯片或将为AR的发展提供有利契机。安谋科技智能物联网事业群联合负责人商德明表示,AR产品具有全新的应用场景,既要满足日常佩戴对重量的要求,又要打造极致的交互体验。这就使得定制化芯片在实现应用中显示更加重要。

Rokid创始人暨CEO祝铭明则指出,AR眼镜的进化,依赖于核心部件和生态系统的支撑,其中核心部件包括光学与芯片等。区别于电脑、手机芯片,AR芯片对算力和低功耗有着更高要求,涉及到高昂的开发成本和技术门槛。“自研芯片+自主OS”的紧耦合是AR芯片未来的演进方向。芯片不能孤立进化,软硬一体的高度协同才能够使计算性能最大化。

AR芯片怎么定制?

然而,想要做好一款定制化的AR芯片也并非易事。据报道,Meta原本希望自研一款定制化AR芯片,项目代号为“Barsilia”。但最新消息是,该项目目前已经转向,改为与高通展开合作。Meta增强现实业务负责人亚历克斯·希梅尔认为现阶段搭载自研组件会造成原定于明年上市的产品出现“跳票”。

对此有专家认为,随着越来越多国内企业进入AR领域,定制开发AR芯片将是一个巨大挑战。而在此情况下,IP厂商或可发挥重要作用。因为AR芯片作为一款复杂性极高的产品,想在短期内出成果,必然需要依赖外部IP。国内厂商要想快速推出相关产品,很大程度上需要外购IP核。所谓IP核是指芯片设计中那些具有特定功能的、可以重复使用的电路模块。芯片设计公司通过购买成熟可靠的IP授权,就可实现芯片中的各种特定功能,从而无需对芯片每个细节都自行完成设计。这种开发模式,可以极大缩短芯片开发的时间,降低开发风险,提高芯片的可靠性。

实际上,目前已有越来越多IP供商注意到这样的需求。日前,芯原股份在投资者互动平台表示,公司积极布局面向“元宇宙”相关AR/VR技术的智能眼镜,目前公司已为某知名互联网企业提供AR眼镜的芯片一站式定制服务。安谋科技也宣布与Rokid公司面向AR设备终端芯片和生态建设达成战略合作协议。

芯原股份董事长兼总裁戴伟民在接受媒体采访时表示,公司与全球领先的互联网企业合作,正在定制一颗包含芯原核心IP的AR眼镜芯片。超低功耗等特征对IP定制的设计能力和接口适配有着较高的要求,未来市场需求比较大。IP芯片化和芯片平台化将是行业长期发展趋势。

商德明也认为,AR产品具有全新的应用场景,既要满足日常佩戴对重量的要求,又要打造极致的交互体验,对传感器的种类和数量、海量数据的传输和处理都有更高的要求。如何在保证性能的情况下保持低功耗也是芯片架构设计时需要考虑的核心要素。商德明强调了AR芯片定制化设计时特别应该关注的几个问题:首先是各个IP的算力和性能的配置要合理而且平衡;其次是集成度的提高,多芯片的方案将被单芯片所取代;最后是数据处理和数据搬移的功耗进一步降低。适当的IP核选择有助解决上述矛盾。

高通索尼称霸市场

元宇宙硬件VR/AR对芯片的要求程度各有不同。从VR的虚拟现实交互,再到AR的虚实融合交互,每一级的芯片算力需求都是指数级增长。

VR设备体积相对AR更大,对芯片功耗、体积的需求并不迫切。但是对芯片算力要求比手机高得多,不过AR对芯片的要求可比VR大多了。很多AR和VR品牌一开始并没有属于自己的芯片,都是用手机主芯片来设计设备所需芯片。

高通后来将AR/VR芯片独立出来研发,其XR系列芯片逐渐在AR/VR市场中占据统治地位。

虽然一众巨头们纷纷开始与高通对峙,但是始终没有产品出现。

2021年9月,知情人士称,苹果委托由台积电5nm先进制程生产AR/VR设备芯片,除了主控芯片外,还有2颗内置芯片,总计3颗芯片都完成设计定稿,预计不久后将开始试产。搭载此芯片的AR/VR头戴式设备,将与AppleWatch相似,要与iPhone或其他苹果装置连结,功能才能完整解锁。

但是半年过去了,连根毛都没看见。Meta自研芯片之前宣传的轰轰烈烈,也没有了下文。

在另一个重要的VR/AR显示芯片领域,索尼和高通同时霸占市场,二者占据了各自领域80%以上的市场,相关芯片在2021年已经出货达到千万数量级,别的势力很难打入。

国产芯抱团迎战

在中国市场中,进入AR/VR芯片行业布局的企业主要有瑞芯微、全志科技、华为海思等。

瑞芯微生产的RK3288和RK3399芯片,可用于VR领域;全志科技生产的VR9芯片,可用于VR一体机中;华为海思推出XR芯片平台,可应用于AR中。

除此之外,2022年3月,皇庭国际宣布收购元禾半导体部分股权,而AR/VR芯片是元禾半导体未来发展的主要业务。而华夏芯和开始了与两家的企业的合作之路,三个公司为了共同的目标开始团战。

元禾半导体创始人李科奕先生认为,面对元宇宙这个新兴市场,中国芯片企业如能快速布局、不断创新、深耕技术,将有机会实现超越。

Rokid创始人祝铭明表示,AR眼镜的进化,依赖于核心部件和生态系统的支撑,其中核心部件包括光学与芯片等。区别于电脑、手机芯片,AR芯片对算力和低功耗有着更高要求,涉及到高昂的开发成本和技术门槛。自研芯片是Rokid一直想要完成的事情。

对于元宇宙的入口和载体——AR/VR设备市场来说,显示和计算芯片是其核心引擎,具有极高的技术壁垒和开发难度,就算是设计成功,其制造环节也缺乏设备,所以我们不仅需要打通上下游产业链,更需要中国厂商团结一致,共同进步。

来源:手机报在线,艾肯家电网,中国电子报

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