智能手机突围战：发现芯片和5G硬件创新的突破点

2018年对于智能机市场来讲，并不算是一个好年景。中国手机市场作为全球最大市场，出现了超过12%的负增长，再加上其他发达地区需求疲软，使得全球手机市场首次出现下滑。

原因不难窥见，自苹果iPhone用大胆的设计、全新的模式重新定义手机之后，这十余年里手机厂商遵照定制机的白皮书，制造了大量外形类似、性能功能相近、价格低廉的产品，这对整个行业来说并不是好事。用户开始抱怨“千机一面”， 换机周期延长，换机市场总体需求下降。

手机OEM厂商是时候该思考——如何从用户角度去做创新？

去年，手机工业设计在全面屏、水滴屏和摄像头上做了很多改进和革新，但这些技术演进没有真正触动到终端用户的刚需。今年初，折叠屏手机的出现让大家看到了手机硬件创新的希望。另据IDC预测，2019年，手机厂商对拍照成像技术的投入会继续加大，主摄+3D+广角或长焦，将成为旗舰机型的标配。预计到年底，15%的手机将搭载支持3D建模的硬件及相应的AR应用，有20%以上的机型将搭载屏下指纹技术。

此外随着5G网络全面铺开，以及新兴社交、视频类应用的普及，也刺激手机硬件进一步升级换代。长远来看，智能手机依旧会是用户获取信息资源、接入万物互联、运用AI技术的控制与联接核心。

更强大的处理器、更快的5G、拍得更清楚更远的摄像头、传感器的新应用、更快的充电时间……哪一种硬件创新能让智能手机行业重现往日辉煌？本期封面故事，《电子工程专辑》采访了多家智能手机供应链中的厂商，来从他们的回答中找找答案。

移动处理器是整个手机硬件设计的核心，去年各大厂商纷纷迈进7纳米时代，然而随着摩尔定律的失效，移动处理器需要在工艺以外的层面进行更多的功能差异化设计。去年12月，Qualcomm推出了全球首款支持数千兆比特5G连接的骁龙855移动平台，此外还用AI和沉浸式扩展现实（XR）推动体验升级

Qualcomm产品市场总监秦牧云表示：“OEM厂商基于强大处理器开发的产品，可以呈现出丰富的差异化创新特性。举例来说，在5G方面，小米、OPPO、一加、中兴通讯、努比亚、三星和LG等在内的全球多家手机厂商在MWC 2019期间正式发布或展示了采用骁龙855的首批5G智能手机，这些手机可以支持手机数千兆比特速度、超低时延和超高可靠性。此外，vivo全新子品牌iQOO手机还利用Snapdragon Elite Gaming支持更好的游戏体验。”

Qualcomm产品市场总监-秦牧云

对于排名前三的手机厂商苹果、华为和三星都自己做处理器，小米也在自研处理器这种趋势，秦牧云认为，回顾整个无线通信领域的发展史，终端厂商自主研发芯片的情况并不鲜见。此前摩托罗拉、三星、诺基亚等厂商都自行开发过手机芯片，诺基亚还曾开发过CDMA和WCDMA芯片。“在一定程度上，当OEM厂商的规模足够大，他们就会希望能更好地控制自己的供应链，因此选择进入芯片设计领域，而在每一家公司的基因当中都有这家公司的核心竞争力。Qualcomm相信，那些专注于驱动技术发展的企业往往会是市场的赢家。”他说道。

不同的企业有不同的核心竞争力，有的企业善于做消费类产品，有的企业善于做软件，还有的善于做应用。就像Qualcomm专注无线半导体领域，所有业务都围绕无线技术和高性能低功耗计算展开。“Qualcomm始终坚信技术正在快速变迁，那些想要赢得市场的企业需要选择最好的技术。以三星为例，他们拥有自己的芯片解决方案，但在一些渠道一些市场中，他们还是会选择骁龙芯片组来维持足够的竞争力。”秦牧云表示。

作为手机的眼睛，摄像系统一直以来都是智能手机终端用户最重要的关注点之一，从近期新发布的旗舰机型来看，摄像头的数量已经发展到了三摄，升降式摄像头也大行其道。多摄像头主要在单摄像头的应用场景基础上，完成特定使用场景的优化，例如夜景。升降式摄像头则主要为了突破现有智能手机外观设计，用算法或AI增强来提升用户体验。

5G商用、核心处理单元计算能力和显示技术的不断增强，为高质量视频应用普及铺平了道路，也成为图像传感器以及后端图像系统不断发展优化的原动力。豪威科技中国/印度区销售副总裁Stephen Wang表示，2019年主要看好手机摄像头和图像传感在3个方面的应用：

1）小像素高解析度。基于最新的0.8um超小像素技术的高分辨率传感器，把高解析度图像普及到中高端手机，让用户近看远看都清晰；
2）2K/4K视频专用芯片。随着视频社交应用的爆炸式成长，提高视频质量已经成为业界的共识。2018年底的超高清2K/4K视频专用传感器得到了市场积极反馈，今年将用从1080P到4K提供全线解决方案，把安防应用的超大像素、高速高质视频图像带到手机；
3）多种规格产品组合，实现不同功能。随着双摄以及三摄的普及，除了高端主摄像头以外，2M，5M, 8M，13M与16M又通过广角、景深以及潜望功能应用，激发了第二个增长点。豪威与主摄战线形成强协同，全面提供前摄+后摄、双摄、三摄产品组合。

Stephen Wang认为消费者对摄像系统本身的需求主要体现在三个方面：1. 拍得清；2. 拍得远； 3. 拍得美。“所有的创新也是紧密围绕着这三个基本点来解决客户痛点。” 他说到，“随着双摄与三摄系统的普及，在通常日光下拍得清跟拍得远的问题已经基本得到解决，随着我们基于超小像素，超高分辨率的图像传感器的上市，配合双摄或三摄系统，完美实现多倍光学变焦，能让用户在不损失清晰度的情况下拍得更远更美。”

Qualcomm则从CPU、GPU和DSP方面来提升拍摄体验，首次将计算机视觉和计算摄影功能移植至硬件ISP上进行处理，推出全球首个计算机视觉ISP（CV-ISP）——Spectra 380 ISP。它除了带来速度的提升，还实现了4倍功耗降低，支持HDR10+视频拍摄。秦牧云以对象追踪的速度为例，“如果我们想要在1080p视频中进行对象追踪，CV-ISP的处理速度可以比DSP的快11倍，因此对象追踪可以实现1080p 60fps和4K 30fps。”

3D脸部解锁功能也会被应用在更多的智能手机上，随着市场的接受程度越来越高，其便利性也被支付应用所注意和采用。另外3D技术会逐渐被应用于精准建模，从只有正面的侦测发展到在背面也加上一个3D模块来做环境侦测和其他技术的支持，例如AR、MR、VR的应用及和现实生活的连接。