從2019年開始，OPPO組建了芯片開發團隊，且將芯片開發項目命名為“馬里亞納計劃”，去年的OPPO INNO DAY 2021上，OPPO推出了該計劃的首款影像專用NPU芯片--采用6nm工藝的馬里亞納MariSilicon X，在影像領域取得突破，而且目前該芯片的出貨量已達千萬級。

今年的OPPO INNO DAY 2022上，OPPO的馬里亞納計劃再進一步，繼在影像領域取得突破后，在音頻領域彰顯實力，帶來了其第二款自研芯片--馬里亞納MariSilicon Y，一款旗艦級藍牙音頻SoC芯片。

為何選擇藍牙音頻SoC芯片？

近年來，隨著互聯網技術的發展，及人們出行的不便，很多娛樂生活開始向線上轉移，音樂就是其中之一。據Luminate 2022年上半年報告顯示，全球流媒體音樂同比增長了24.7%，而視頻流媒體播放增長28.1%。QuestMobile 2022上半年報告也顯示，中國移動音樂用戶規模已達到龐大的7.06億。一個明顯的趨勢就是在線音樂平臺的曲庫數量在持續增長，比如網易云音樂+騰訊音樂，2021年第一季度的曲庫數量為5500萬，到2021年底就達到了1.4億，增速達到150%以上。

而且無損音頻，正逐漸走進主流消費者，從小眾變為大眾，它不再是只限于發燒友群體的稀有體驗。隨著近年來全球流媒體音樂在線平臺加速升級曲庫質量，毫無HiFi經驗的普通消費者，也可以輕松地獲得世界每個角落的高品質音樂。比如，Spotify、Apple Music、Amazon Music、以及國內的網易音樂與騰訊音樂集團旗下的QQ音樂、酷狗、酷我音樂等流媒體平臺都在持續更新和豐富最高192kHz/24bit的無損音頻。

此外，2019年開始興起的計算音頻開始邁入個性化的第二階段，高品質的音樂體驗不僅意味著清晰度和保真度，還代表用戶能夠獲得個性化的體驗。拿計算音頻最主要的兩個特性主動降噪和空間音頻功能來說，個性化的主動降噪是指用戶完全可以根據自己所處的環境，選擇自己的聲音是隔離外界，還是開放通透；而新一代的個性化空間音頻則可以根據用戶個人的頭型和耳廓形狀，定制HRTF（Head Related Transfer Function，頭部相關傳遞函數）模型，獲得最符合個人的聽感。

而隨著AI技術、環境感知、自然語義處理等諸多先進技術融入計算音頻領域，更具個性化的聲音體驗也將更容易實現。

可以看得出來，消費者對音頻越來越挑剔，也就是說對音頻背后的芯片性能需求也越來越高，但大部分的芯片廠商在設計芯片產品的時候，除了考慮產品的性能指標之外，還需要平衡成本及市場需求等因素。他們更希望設計出性能和成本都能為客戶所接受的產品，而不是一款極致性能，但成本很高的芯片。“為了讓用戶獲得更好的性能，我們決定自己設計一款高性能藍牙音頻SoC芯片。”OPPO芯片產品高級總監姜波對媒體表示。

馬里亞納Y解決了哪些痛點？

據姜波介紹，馬里亞納 MariSilicon Y具有三大領先的技術：一是通過其高速藍牙解決方案，集成了比傳統藍牙快400%，最高可達12Mbps的藍牙速率，加上OPPO自研的URLC無損編解碼，實現了192kHz/24bit 無損音頻的無線傳輸；二是集成了NPU模塊，最高算力可達590GOPS；三是采用了臺積電的N6RF先進制程。

眾所周知，藍牙的特點就是低功耗和高靈活性，但傳輸速率一直是其短板，為了解決這個問題，2016年時，藍牙技術聯盟推出了藍牙5.0標準，將傳統的1Mbps PHY（藍牙物理帶寬速率）升級到了2Mbps。目前最新的藍牙5.3標準中，EDR（Enhanced Data Rate）支持的最大速率為3Mbps。而在真實場景的應用中，因為現實信號環境等復雜因素的影像，理論值最高3Mbps的速率，往往只能發揮一半，也就是1.5Mbps的實際速率。

在姜波看來，這種量級的速度，無法承載無損音頻傳輸的數據量，因為48kHz/24bit無損音頻數據量=2.25Mbps；96kHz/24bit無損音頻數據量=4.5Mbps；192kHz/24bit無損音頻數據量=9Mbps。即使經過優秀的編解碼技術壓縮至一半的體積，目前藍牙標準速率最多也只能傳輸48kHz/24bit的無損音頻，對于更高品質的音樂則無能為力。

注：無損壓縮按照目前最高50%計算。

據悉，目前SoC平臺中集成的藍牙功能的最高傳輸速率是6~8Mbps，TWS耳機傳輸的速率約為3Mbps。這就意味著，雖然人們可以輕松地通過流媒體在線平臺獲得高品質的音樂內容，但想要聽到高品質的音樂，消費者需要使用有線耳機，甚至外置編解碼設備來實現高品質音樂的收聽。

“由于馬里亞納MariSilicon Y具有12Mbps藍牙速率，因此可以解決藍牙速率不夠的核心問題，實現192kHz/24bit 無損音頻的無線傳輸。而且還有充足的速率冗余可以承載數據重傳，系統開銷（system overhead），承載信號控制等，實現整體藍牙連接質量的大幅提升。”姜波自豪地表示。

另外，OPPO還采用了URLC（Ultra-Resolution Lossless Codec）音頻編解碼技術，將無損壓縮率提升到了50%，相比70%壓縮率的FLAC和ALAC，以及60%壓縮率的L2HC等無損編碼格式壓縮率更高，這也意味著同樣的無損音頻內容，URLC可以壓縮至更小體積傳輸。值得一提的是，URLC編解碼支持80Kbps～10Mbps動態碼率，相比通用方案，有更大的調節區間，這意味著在充滿不確定性的外部環境中，馬里亞納MariSilicon Y可以更精細地調節碼率，確保音頻傳輸的流暢性，既不會斷連和卡頓，也不會大幅傷害音質。

也就是說，URLC編解碼協議配合12Mbps高速藍牙的設計，讓物理硬件和軟件編解碼技術真正的合二為一，從而讓無損音頻擺脫了線纜的束縛。

而且，馬里亞納MariSilicon Y還具備不錯的兼容性，支持藍牙5.3和LE Audio的LC3編解碼，可以很好地兼容下一代所有支持LE Audio的設備。同時，馬里亞納MariSilicon Y還支持LHDC、LDAC高清編解碼，兼容傳統OPPO產品和其他品牌產品。此外，馬里亞納MariSilicon Y還兼容傳統的SBC和AAC編解碼，能夠實現對傳統藍牙設備的全面覆蓋。

在AI方面，馬里亞納MariSilicon Y也展開了探索。當前基于DSP的算法非常普遍，也能很好地支持現有的產品，但隨著算法復雜度的提升，如果只用DSP，沒有NPU，很難達到好的效果。以環境聲降噪為例，現在市面上有很多基于DSP的方案，但環境聲降噪最后達到的效果水平可能很不一樣，當追求不同的效果的時候，要求的算力會越來越高，也許當效果要求達到一定的水平的時候，硬件的能力反而達不到要求。這其中涉及兩點：第一是絕對算力，第二是在滿足算力要求下功耗的要求。因此，姜波認為，NPU加入音頻處理是行業持續發展的趨勢。

而馬里亞納MariSilicon Y集成了一個NPU單元，并且算力達到了590 GOPS。與之相比，其內集成的DSP算力則為25 GOPS。姜波指出，就算是DSP的算力也高于行業水平，因為目前全球銷量最高的耳機芯片的算力為9 GOPS。

有了NPU的加持，馬里亞納MariSilicon Y可以在音頻端側實現聲音分離技術，從而可以實現更“任性”的聽音方案，比如，利用聲音分離技術，提取人聲和噪音，實現更加純凈的通話降噪效果；又如，利用聲音分離技術對老電視劇的人物對話進行增強；或者是利用這一技術實現更加隨時隨地的卡拉OK體驗。

在先進制程方面，馬里亞納MariSilicon Y采用了臺積電的N6RF制程。目前，全球范圍內已應用臺積電N6RF先進制程的只有蘋果H2芯片、蘋果S8芯片中的GPS模塊和OPPO的馬里亞納MariSilicon Y芯片。

自研芯片更進一步，OPPO的下一步

從馬里亞納MariSilicon X到馬里亞納MariSilicon Y，OPPO在自研芯片之路上又踏出了堅實的一大步。從前代6nm，到現在的N6RF，代表著OPPO掌握了將先進制程應用于射頻系統的能力，拓展了先進制程下的芯片設計專長。

而且相比于第一顆自研芯片是協處理器（Companion Chip）的角色，需要搭配主平臺芯片才能使用。馬里亞納MariSilicon Y是OPPO首個SoC芯片解決方案，完整地負責一個藍牙音頻設備的所有功能。這不僅標志著OPPO首次打開了連接芯片設計的新領域，具備了藍牙連接的軟硬件全套能力，也意味著OPPO首次具備計算+連接能力的藍牙SoC平臺設計能力。姜波還特意提到，馬里亞納MariSilicon Y首先應該會應用在耳機端，它也可以用于手機中。

正如姜波總結的，通過自研馬里亞納Y，OPPO一是鍛煉了芯片研發團隊對先進工藝的掌握，尤其是在新工藝出現的時候，能夠快速掌握，甚至是優化工藝；二是芯片架構，包括自研芯片的IP架構，比如說馬里亞納MariSilicon Y上的NPU，因為是針對音頻的NPU的架構設計，跟視頻的NPU的架構設計是完全不一樣的，兩者的差異非常大；三是基于制程工藝的基礎IP的優化，包括核心的NPU如何設計來控制好功耗。

他認為，這三個層面也是在構建團隊的時候非常重要的。后端團隊是單獨的一部分，架構團隊也要有很深的理解，另外混合信號團隊的經驗也很重要。特別是做射頻產品，就像是老師傅和手藝人一樣，要是靠經驗摸索去設計，如果沒有這樣的積累和積淀是很難做得非常好的。

當然，更重要的，馬里亞納MariSilicon Y 幫助OPPO拓寬了以自研芯片為中軸的垂直整合領域，在前一代自研芯片影像整合的基礎上，增加了藍牙連接的整合，為萬物互融奠定必備的底層連接能力。

同時姜波也清楚，自研芯片不會輕而易舉，他們早就做好了打一場持久戰的準備，“OPPO始終不忘服務用戶體驗的真誠之心，因為這是做自研芯片的起點，也是自研芯片的最佳終點。OPPO自研芯片不被營收壓力所限，不需要像傳統芯片廠商過多考量成本，甚至可以不計成本地投入技術研發和芯片堆料，為用戶創造真正的驚喜和價值。”

結語

2019年，第一屆OPPO未來科技大會上，OPPO創始人兼首席執行官陳明永提出“萬物互融”的概念，推動OPPO從手機行業跨入智能物聯網行業，并宣布OPPO未來三年投入500億布局“萬物互融”生態研發后，OPPO在三大核心技術，即馬里亞納芯片、潘塔納爾智慧跨端操作系統、安第斯智能云均取得不錯進展。如今，隨著安第斯智能云的正式發布，OPPO實現了三大核心技術的布局。

馬里亞納MariSilicon Y的成功推出，代表著OPPO芯片自研能力更進一步，相信馬里亞納MariSilicon X和馬里亞納MariSilicon Y只是OPPO自研芯片的起步，未來還會有更多垂直整合，兼顧用戶價值的芯片出現。