解決AR設備中的功耗、尺寸和實時性痛點,突破AR主控SoC國產化困局——六角形半導體于第四屆滴水湖展示最新HX77系列
計算平臺的演化如同一場技術與人類交互方式的變革史。從1970年的單板電腦時代開始,鍵盤和鼠標等機械輸入方式主導了計算機的使用。然而,隨著時間的推移,1984年圖形用戶界面和客戶端-服務器模型的引入,讓攝像頭和傳感器成為了新的輸入方式。1995年,互聯(lián)網的普及催生了更廣泛的傳感器應用,推動了PC互聯(lián)網時代的興起。
進入21世紀,移動云互聯(lián)網時代席卷而來,智能手機與云計算的融合催生了語音交互與手勢操作的廣泛應用,主動輸入成為了人機交互的主流。然而,真正的革命出現(xiàn)在2020年的空間互聯(lián)網時代,AR/VR/MR技術的飛速發(fā)展讓手勢追蹤、眼動追蹤、表情識別等被動輸入方式成為核心,實現(xiàn)了人與物、物與物之間的數(shù)字化互動。這不僅是技術的進步,更是交互方式的深刻變革,預示著未來的無限可能。
而在這場交互的變革中,也孕育著RISC-V的巨大機會。尤其是當前VR芯片國產率幾乎為0,專用AR主控芯片方案迫在眉睫。合肥六角形半導體已經瞄準了這一機遇。在第四屆滴水湖論壇上,六角形半導體CEO舒杰敏受邀出席,介紹了其最新的面向AR/VR應用的高性能SoC芯片——HX77系列。
XR前景廣闊,但方案國產芯片率較低
AR/VR眼鏡的構成包括顯示、光學模組、傳感器和攝像頭、計算芯片以及連接模塊等關鍵部件。計算芯片主要是SoC(系統(tǒng)級芯片),它提供了AR/VR設備所需的計算支持,包括視覺融合和虛實交互技術,持續(xù)的芯片升級使得這些設備能夠更加輕便化、低功耗。連接模塊則主要依賴WiFi和藍牙技術,支持局域網內的遠程協(xié)作。光學系統(tǒng)由光感元件組成,主要采用光波導等技術方案,而傳感器部分包括多種攝像頭,用于位置追蹤和手勢識別等功能。這些關鍵部件共同支撐起AR/VR設備的核心功能,使得用戶能夠沉浸在虛擬與現(xiàn)實交織的世界中。
關于AR產品的形態(tài),當前市場上的AR設備大致分為單目分體式、雙目全彩分體式和雙目全彩一體式眼鏡。未來理想的智能終端設備需要在計算、顯示和交互這三大功能要素上達到完美平衡。雖然一體化設備代表著未來的發(fā)展方向,但由于技術發(fā)展尚未成熟,未來一段時間內,市場上仍會存在一體式與分體式設備共存的局面。這意味著,在不同應用場景下,消費者和企業(yè)用戶可能會選擇適合自己需求的設備形態(tài),以獲得最佳的使用體驗。
在市場層面,全球與中國的AR/VR設備出貨量正以驚人的速度增長。據預測,到2024年全球AR/VR設備的出貨量預計將達到930萬臺,年復合增長率(CAGR)達到135.9%。中國市場的增長尤為顯著,其年復合增長率將達到138.6%,未來有望成為全球最大的AR市場。這一趨勢不僅反映了技術的進步,也展示了消費者對沉浸式體驗需求的不斷增加。
然而面對如此巨大的市場前景,AR/VR設備中的芯片國產化率非常低。“事實上在AR和VR領域,高通是完全的壟斷、到今天為止都是完全的壟斷。”舒杰敏坦言到。
AR主控芯片方案主要分為多芯片拼搭式和單芯片集成式兩種。多芯片拼搭方案通過將多個不同功能的芯片組合在一起,雖然在一定程度上增加了PCB面積和功耗,但能夠靈活應對復雜的計算需求。而單芯片集成方案則將多個功能模塊集成在一塊芯片上,更加注重芯片方案的小型化,主要應用于輕量化、追求極致輕便的消費級產品,如部分AR整機企業(yè)采用的消費級芯片(如手機芯片或AIoT芯片)作為階段性替代方案。
“總結一下,VR芯片國產率幾乎為零、AR目前為止沒有一顆集成度很高的(國產)芯片?!?
在復雜的AR場景中,高強度的空間級計算和高品質圖像處理需求,往往需要依賴專用的AR芯片提供強力支撐,以確保設備的性能、功耗比以及用戶的使用體驗達到理想水平。這些技術進步的實現(xiàn),尤其是國產化的推進,將是AR/VR行業(yè)未來發(fā)展的關鍵。
高集成度AR主控芯片HR77,解決AR設備中的功耗、尺寸和實時性痛點
我們期待的是未來的AR眼鏡能夠與當前使用的普通近視眼鏡無異,而在邁向這一目標的過程中,目前存在幾個關鍵挑戰(zhàn):首先是功耗問題,其次是設備尺寸。此外,實時性在交互過程中變得至關重要。因此,在規(guī)劃HX77產品時,六角形半導體特別關注了CPU在實時性方面的表現(xiàn),前提是保持低功耗和小尺寸,這需要在各方面達到一個平衡。六角形半導體還希望能將AR眼鏡的總體成本降至普通消費者能夠接受的范圍內,理想狀態(tài)下,未來市場上銷售的AR眼鏡價格應在500至1000元人民幣之間。然而,目前的材料成本仍在1000至1500元人民幣之間,這還僅僅是材料費用。
在顯示方面,還需要確保所展示的圖像能夠帶給用戶最佳的視覺體驗,包括幀率和分辨率,這直接關系到用戶的滿意度。因此,HX77芯片支持2K分辨率和120幀的圖像效果,以確保用戶體驗不受影響。為了達到實時處理性能,六角形半導體與芯來的N9000 IP合作,經過兩年的努力,現(xiàn)在在軟硬件上的配合已非常成熟。高算力的CPU為六角形半導體提供了實時計算能力,同時,DSP模塊能夠實現(xiàn)實時算法。在功耗控制方面,這顆芯片在提供足夠用戶體驗和實時算法支持的前提下,功耗應控制在200至300毫瓦之間。六角形半導體還確保了足夠的外設支持,以便處理來自各類傳感器的信號。
“從商業(yè)的角度來講,我們需要我們的IP廠商、軟件合作方、供應鏈能夠跟我們一起帶給AR和VR一個Turnkey Solution?!笔娼苊艨偨Y到。