究竟AR/VR需要怎样的IC？企业要如何助力市场的发展？

lxy200

随 着物联网浪潮的不断推动，IC业变迁正在悄然进行。原有的主力军手机市场已趋于饱和，可穿戴等智能产品还未真正接力。相比而言，新兴应用虽未成熟，却来势 汹汹。其中，AR/VR最为典型。据Digi-Capital统计显示，预计到2020年AR/VR市值将达到1500亿美元以上。另据高德在最新的统计 报告中显示，到2025年AR和VR硬件软件营收将达800亿美元，如果从小众市场走向大众市场，年营收最多可以达到1820亿美元。对于IC企业而言， 抓住AR/VR发展先机，将在下一轮的产业浪潮中笑傲江湖。
究竟AR/VR需要怎样的IC？IC企业目前有哪些技术方案，能否满足AR/VR的应用需求？IC企业下一步需要做哪些准备，方能助力这一新兴主力市场的发展？请看记者在采访了多家IC业和AR/VR领域主流企业之后呈现独家的报道。
AR/VR侧重算法和显示 对芯片需求比手机要高
对AR/VR想要快速地从行业应用走向大众应用，主要取决于产品体验，体验效果好则很容易走向大众；而这种良好的体验效果，则依赖于IC如CPU、GPU、音视频处理、传感器、显示驱动IC等的全力“配合”。
在芯片需求上，AR/VR与手机有所不同。“通信功能是手机芯片最为核心的模块。而AR芯片要满足的功能排序是CV/AI算法>显示> 通信(CV为Computer Vision， AI为Artificial Intelligence)。AR更关心对输入信息的认知与理解，需要处理目标识别、定位、跟踪和建模等人工智能和计算机视觉问题，计算量大，对CPU和 GPU有较高要求；有些应用可能还需要增加DSP、FPGA和定制芯片来满足大运算量。”AR眼镜企业亮风台联合创始人&COO唐荣兴告诉记者。
对于VR硬件而言，“VR耳机会用到MCU、传感器、音频处理器。在传感器上，需要实现位置、触摸等功能。”VR耳机企业Coolhear创始人兼CEO李斌告诉《智慧产品圈》记者。
此外，VR头盔根据不同需求集成不同传感器。从事移动VR生态的Nibiru CEO赖俊菘指出，这主要包括九轴陀螺仪、红外定位传感器、眼球追踪传感器，甚至像Nibiru与视友合作的脑电波、与微动合作的手势识别等传感器。
当前，受制于半导体技术的影响，AR/VR硬件发展面临一些瓶颈。“VR讲究体验，需要在轻便的硬件上实现足够的计算速度、存储空间、传输速率和续航能力，这也需要芯片、传感器、存储器等IC的升级换代。”焰火工坊CEO娄池表示。
与此同时，“一体机在移动性和沉浸感的提升上有待于IC的升级优化。”爱客科技COO孙涛指出，“移动性方面的难度是如何让机器不需外接PC或其他 主机处理芯片就能达到很好的移动性以及处理、显示和交互效果。同时，如芯片处理能力高，散热量就比较大，会影响移动性的体验。沉浸感方面的难度表现在如何 让用户真正通过身体去交互，而不是用鼠标、键盘、手柄去触摸。”
IC厂商开始关注AR/VR 但重视程度不一
AR/VR的应用起量如此依赖于IC，而IC企业是否已做好准备了呢？
在半导体IP技术方面，“为实现移动AR/VR对低功耗的需求，ARM的CPU与Mali GPU力推低功耗。同时，ARM推出一系列兼顾计算图形能力与低功耗的处理器IP，如Cortex-A72、Mali T760、Mali T880。”ARM业务产品线事业部负责人章立表示。据悉，今年1月ARM还推出4K移动显示处理器，可支持全高清(1920x1080像素)以及更高的 分辨率，同时保持图像质量和更长的电池寿命。
此外，Imagination则推出视觉IP平台，集GPU、Power VR视觉平台、图像编解码于一身，可为摄像头应用节省功耗，还可为面部和手势识别、增强实境技术等情景感知应用奠定基础。
在SoC集成方案商环节，也有相应的AR/VR解决方案。据高通介绍，骁龙820能应用到AR/VR领域，可调度组合系统级芯片上不同的功能性内核，例如CPU、GPU和数字信号处理器内核，使用同一内核处理不同任务，可实现良好的性能。
英特尔的Edison开发板也能够应用在AR/VR方面。英特尔介绍，这是一款已经开发完成的、具备无线功能的通用计算平台，拥有1G RAM、4G内存以及Wi-Fi和蓝牙功能。
MARVELL(美满)针对VR产业的策略是，“基于Mochi的Virtual SoC建立优化的开发者平台，加速开发进度。同时，开发一系列的北桥(计算)和南桥(连接)Mochi， 组合出适合不同新兴应用的虚拟SoC，借助端到端的平台让开发者快速实现创意。” Marvell Seeds产品市场总监Lance Zheng告诉《智慧产品圈》记者。
除国外芯片企业在抓紧布局之外，国内芯片企业也在发力。联发科主推的HelioX20集成了ARMMali-T880MP4图形处理单元，频率达到700MHz。不过，该GPU只能满足对2K分辨率屏幕的支持。
君正当前主推的AR芯片为M200，基于VPU+ISP设计，基于M200平台的智能眼镜采用200mA电池即可实现两个小时的视频录像。同时，君 正正在研发下一代AR芯片。“下一代AR芯片将会把芯片面积做到更小，功耗做到更低，性能还将翻倍，此外将大幅降低电路板面积。因而采用新芯片方案的智能 眼镜将在外观、体积和重量上跟普通眼镜几乎没有区别。”北京君正智能眼镜事业部总监刘睿指出。
针对AR/VR硬件对动作的评估能力，目前也有相应解决方案。意法半导体(ST)已有测量距离的连接器件，第一代产品测量距离是40cm。“第二代 产品将在半年内推出，测距范围是1米，AR/VR硬件对动作的评估能力将得到提升。”ST该产品的开发负责人Jerry Chang表示，“目前正在研发第三代产品，测距范围将提升至2米以上，后续AR/VR的应用场景将更加多样化。”
另外，针对AR/VR设备的延时问题，IC企业正在着力推出非接触式高速数据和视频传输技术。今年1月底，固态芯片连接器开发商Keyssa推出这 项技术。“可实现低延时、低功耗来传输大数据，其采用极高频，运转速率达每秒6Gbits，耗电量低于无线式，可嵌入到任何设备中，设备之间只要互相‘贴 近’，可以极快地速度传输数据。”其CEO Eric Almgren告诉《智慧产品圈》记者，“AR/VR是我们关注的重点应用领域。”
以往的产业发展，一般是随着IC的更新换代，随后会带动市场应用。而当前则是市场应用驱动技术的提升。对于AR/VR，一些IC企业虽已给予重视和跟进，但从整个IC业来看，还未集体发力，只有重视程度高的企业在推进。
AR/VR企业对IC期待值大于满意度 双方有效对接成关键
对于AR/VR的发展应用，需要AR/VR领域与IC领域双方充分地互动对接才行。这样，一方面能够推动AR/VR应用的快速普及，另一方面也为IC企业找到一个有力的战略高地。
ARM全球执行副总裁兼大中华区总裁吴雄昂对此表示：“每一个新应用的出现，都需要很多创新的技术，而不是现有技术的拼凑。物联网到来后，新兴应用与新技术交叉在一起一定会产生火花。”
对于目前的IC解决方案，AR/VR企业的期待值大于满意度。焰火工坊娄池认为，手机芯片厂的每代产品立项到研发都需要几年时间，一些最近的IC解决方案是在项目晚期针对AR/VR做了优化，并不是专门针对VR应用推出的方案。
在AR方面，“AR图像识别、语音、手势等计算需要大量运算资源，现有芯片的性能可能还不够。”亮风台唐荣兴表示，“面向AR/VR硬件的芯片技术需要向‘四更’方向努力：体积更小、传输更快、功耗更低、能力更强。”
VR对主控芯片综合能力还有较大需求。“目前的移动端主控芯片技术基本能满足AR/VR的硬件发展需求，但是还存在较大的提升空间。在保证功耗的情 况下，主控的CPU处理能力、图形渲染能力以及各模块之间的传输带宽都需要进一步提升。同时传感器和存储也需要进一步优化。”赖俊菘表示。
当前，已应用或可以预见的AR/VR应用领域主要包括娱乐、游戏、教育、医疗、新闻等领域。其实，AR/VR的应用领域更为广阔。“手机诉求是有限 的，是基于人类的信息诉求，极致体验是‘更快、更久、更薄’；而 AR/VR承载的诉求是无限的，做到‘以假乱真’的体验。现在看来，硬件范畴只是与眼睛、手脚有关，未来可能与神经、大脑甚至心性有关。”爱客科技COO 孙涛表示。
AR/VR无限的应用可能，对IC技术提出了更高的要求，同时也意味着一种机遇。吴雄昂表示：“我们很喜欢AR/VR，它需要很大的运算能力，这让CPU的作用充分展现出来。而在手机上，通讯功能只是一部分，CPU都在给照相等功能做支持了。”
从“PC时代”到“手机时代”，有多少IC企业意气风发，又有多少黯然退场，到而今已然“剩者为王”，试问谁又将在未来AR/VR时代“一骑绝尘” 呢？物联网正在引发新一轮的产业变迁，企业不仅需要在技术上有优势，还需要产业跨界意识和产业生态思维，方能在第一时间找准定位、捕捉到市场先机并快速行 动，从而成就新产业机遇下的最大赢家。