如何评价 1 月 11 日海信正式发布的国内首颗全自研 AI 8K 画质芯片？该款芯片都有哪些特点？ 第1页

海信的这颗芯片是很细分的领域的产品。这颗芯片与面板、背光等硬件一起，决定了色彩、亮度、灰度等关键参数的控制，决定了屏幕画质的好坏。通常这类芯片主要在电视领域宣传，但需要它的地方远远不止电视领域，一切需要显示的产品都需要这颗芯片。但另一方面，这类芯片在大陆也没几家能设计，市场大头依然被美国和中国台湾厂商占据。海信做出来这颗画质芯片，不仅可以给自家电视提升画质，也可能帮大陆显示产品往高分辨率、高刷新率方向多推一步。

画质芯片是什么？

从海信官方这张架构图上可以略知一二。

海信这颗画质芯片更像一颗SoC，其中下面的PQ和上面的四核RISC核心部分更像是传统的画质芯片，用于画质处理；NPU和双核RISC以及中间的NoC部分则是海信不同于传统画质芯片的地方，运用NPU的专用运算速度—他们甚至加上了DDR控制器—用于画质的进一步优化。

画质芯片是显示设备画质的核心部分。

画质芯片是显示面板中最复杂的芯片，当代显示面板越来越高的分辨率、刷新率、色域、色深，都对画质芯片的处理能力及前后各种接口的信息传输能力提出了挑战。

显示设备的显示流程是这样的：

数字信号输入后，画质芯片主要负责将数字信号“翻译”成模拟信号——画质芯片采用GPU生成的单独帧、校正颜色和亮度，然后在面板的特定时间将图像的一部分发送给每个单独的显示驱动芯片。

“翻译”的好坏决定了显示效果的好坏。

可翻译还得直译+意译，除了对于原始亮度和色彩的信号的如实反馈以外，画质芯片还需要做更多的事情。

意译：背光处理、色彩抖动、色彩调教、面板一致性处理、插帧补帧。

背光上，不管是传统的分区背光，还是MiniLED背光，甚至是叠屏。都需要芯片控制亮度、开关，才能保证亮度合适，甚至还需要符合HDR标准——芯片上的PQ，一部分就是干这个的。海信上一代芯片的示意图里头很清楚——背光层和控光层都通过这一颗画质芯片控制。

色彩抖动上，也是画质芯片干的活，我们通常说的8抖10、10抖12，都靠画质芯片精确的控制每个像素的抖动实现，帮助实现更好的色深表现。

补帧插帧现在也是在画质芯片中实现，也因此需要快速计算前后帧，进而实现插着补帧。

色彩调教得跟面板一致性处理放一起说。从显示面板上来看，虽然我国产能已经稳居世界第一，但这么多家、这么多生产线，也就导致了各个面板色彩天生的色彩取向的差异。要还原图像，画质芯片需要将这些不同供应商、不同批次的面板色彩调教一致。在此基础上，还得好看，那就是色彩调教——各家厂商的不传之秘。

红色怎么平衡亮度和溢出？肤色怎么调整？如何控制面板色域？

都在这了。

而固定算法对于当今越来越丰富的视频来说，应付起来越来越难。

为了更好的提升画质，各家已经把AI摆上了桌面，下面这张图就是来自于MTK。

国内厂商在画质芯片领域大多处于中低端位置。

目前画质芯片中主要玩家，一方面是三星、LG、索尼等高端电视厂商，利用自家芯片，充分挖掘面板潜力，打造差异化体验。

另一方面则是TI、MTK、Himax、Realtek等欧美及中国台湾厂商。MTK在收购Mstar以后进入电视画质芯片领域，最新的电视SoC将处理芯片和画质芯片合二为一，也省去了不少下游厂商调教的成本。

国内做这些的，硅谷数模偏向显示器领域，集创北方产品规格太低，海思遇到了不可抗力，真能做的且做好的也真不多。

海信差不多是唯一国产品牌将画质芯片做到与索尼、三星同一水平的厂商，这标志着在画质芯片领域，中国企业做到了独立自主。

画质芯片用于电视，但不只是电视。

上面的各种特性里，除了插帧补帧，其他的都是各类显示器需要的。

除了电视领域还可以用在各类显示器上，也就是俗称的驱动板。

——没错，阻止4k 144Hz刷新率显示器平价化的，缺少相应的TCON芯片也是其中的因素。

甚至把部分厂商逼到拿FPGA写TCON了。

也因此，海信开发的不止是画质芯片，画质芯片中的IP可以拿出来给显示器用。

当然，海信自己也做了，他们家的显示芯片因为色深表现足够好，已经拿去医用显示器上给医生看片使用。

海信干芯片很早很早，8k AI芯片只是目前的阶段性成果。

海信开始干芯片这件事，是2001年开始的

——正向设计，花了近四年时间。

团队调研了10多种产品：电视遥控器芯片、空调遥控器芯片、通用8位微处理器，数字电视解码芯片、全球定位系统GPS芯片等等，都进入了他们的视野。有的公司做逆向设计——把其他公司的芯片拆开研究，直接模仿。逆向设计的风险小，但只能永远跟在别人后边。
到2001年冬天，海信确定做正向设计，做专门提升画质的数字视频处理芯片。战嘉瑾说，海信做芯片要考虑到整机的优势，“项目一旦完成，就可以参与技术的高层次竞争。拥有了核心技术，才能与合作者平等地坐到谈判桌上。”

花了接近四年时间。

2002年完成FPGA，2003年电路验证，2004年11月完成MPW流片，2005年5月整机下线，6月正式发布。

这些在现在看来稀松平常，甚至节奏有点慢的工作，是在当年全国都缺少半导体设计经验、缺少IP库、缺少fab的基础上干出来的。但也就是这样，才把半导体设计里头的坑都淌了一遍，才能有后面这几代芯片。

2002年，他们完成了一项工作，就是从算法到电路的全部液晶显示器电路的FPGA（现场可编程门阵列）实现项目。一张比A4 纸小的电路板上，团队的心血和代码汇集成了300 多万个晶体管。2003年8月，当他们把经过软件仿真后的设计代码进行实际的电路验证时，发现理论上完美的东西，在验证阶段却是一团乱麻，经过多次校正修改之后还是无法发现问题。2004年，他们艰辛而又高效地推进工作。五个月的时间，完成了电路的设计和验证；两个月的时间，完成了芯片的IP整合工作；两个月的时间，完成芯片的后端设计工作。到了2004年9月28日，他们完成了数字视频处理器芯片的全部设计工作，11月27日，海信芯片完成MPW 流片，专业测试通过了验证。反复的测试表明，海信设计的芯片一次流片成功。而流片的一次性成功，在国际芯片知名公司中也不常见。2005年5月19日，“信芯”经历了反复数次的工程批生产和验证。6天后，海信第2000台与信芯对接的整机下线，通过与国际产品严格的比较验证，运用信芯的电视整机产品与采用国际先进芯片的电视相比，技术性能毫不逊色。

后面的节奏就快多了。

2015年11月25日，3700芯片研发成功。

2017年1月18日，3710芯片研发成功。

2018年9月24日，3720芯片研发成功——融入了来自东芝的画质技术积累IP。

2019年成立芯片公司。

再后面就是最新的这几代画质芯片。

现在，海信的 TV TCON、画质芯片已开始对外销售，2020 年整体出货超过 4000 万片，总累计出货量超过1亿片。

海信芯片产品类别，除了TV TCON 芯片、TV 画质芯片，还有MCU、低功耗蓝牙芯片、AI SoC。

现在，海信也成功出海。

基于画质表现，Rtings——我之前提过的看测评最好的网站——将海信旗下的U6G系列评为Best Budget TV，U8G系列评为Best LED TV。

总结：

这颗8k AI画质芯片是目前最好的显示芯片之一，它的分辨率、刷新率、色域、色深等方面的处理能力及前后各种接口的信息传输能力能够在显示领域展现出优异的画质。

但对于海信而言，这颗8k AI画质芯片只是他们在芯片自主设计领域的一小步，可能是我国显示领域的一大步。海信通过画质芯片，在电视上形成的独特优势，帮助海信不仅在国内电视市场领域常年保持领头的位置，在全球也形成了不错的竞争力，根据奥维云网的数据，海信2021年上半年销量全球第四——次于三星、LG，高于索尼。

更有意思的是，海信现在不止是画质芯片，在电视产品的需求下，海信的芯片产品不仅包括用于画质的TCON系列，也有了MCU、AI等产品，并且正在向外供应，高分、高刷、MiniLED背光LCD显示器大规模普及也不远了。