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    鳳鳴一曲九州同|HIFIMAN自主DAC攀登“喜馬拉雅”紀(jì)
    更新:2021-9-6 10:04:11 稿件:海菲曼(天津)科技有限公司 調(diào)整大小:【

    前言

    作為著名發(fā)燒耳機品牌,HIFIMAN一直以來受到世界的關(guān)注,其產(chǎn)品在人民日報,時代周刊,紐約時報和福布斯等主流媒體上都有大量正面報道。格萊美獎音樂家,NBA球星,乃至政治家都成為這個品牌的粉絲。

    2015年3月,美國國務(wù)卿安東尼-布林肯作為一名音樂愛好者,在訪華時會見了作為中國青年創(chuàng)業(yè)企業(yè)家的HIFIMAN CEO邊仿博士。據(jù)說當(dāng)初的交談是這樣的:國務(wù)卿說我們國家的企業(yè)家都喜歡退學(xué)創(chuàng)業(yè),你在創(chuàng)業(yè)的時候退學(xué)沒有?邊博士說他一邊讀書一邊創(chuàng)業(yè),把博士讀完了也創(chuàng)業(yè)成功。國務(wù)卿無語了,坊間傳說伸了大拇指。

    在中美貿(mào)易戰(zhàn)和科技戰(zhàn)大國博弈風(fēng)起云涌的2021年,也就是布林肯先生接見HIFIMAN CEO邊仿之后的第五年,HIFIMAN正式發(fā)布了它自主研發(fā)的頂級DAC芯片“喜馬拉雅”(HYMALAYA)。

    音響工業(yè)的核心技術(shù)有兩點,一是高保真揚聲器,二是DAC芯片。HIFIMAN的揚聲器核心技術(shù)是獨門秘籍“納米振膜“,音質(zhì)的透明度和解析力以及全頻表現(xiàn)力獨步天下。在納米科學(xué)博士邊仿博士的不懈努力之下,平板耳機已經(jīng)在新材料和新架構(gòu)的加持下成功復(fù)興,并且在高端頭帶耳機市場將動圈式揚聲器挑于馬下。

    另一方面,HIFIMAN也一直為DAC芯片項目進行了多年努力。從HIFIMAN推出業(yè)界第一臺隨身播放器HM801開始,邊仿就對R2R類DAC的停產(chǎn)倍感惋惜,希望有朝一日可以像復(fù)興平板耳機技術(shù)一樣復(fù)興R2R DAC芯片技術(shù)。

    我們知道,“喜馬拉雅”其實是一套系統(tǒng)化的數(shù)字處理器項目,該項目的第一款DAC芯片產(chǎn)品是用一顆可編程的FPGA芯片編程寫成的R2R架構(gòu)DAC芯片,而它被直截了當(dāng)?shù)孛麨椤癏YMALAYA”,終歸于一種富于技術(shù)底蘊的自信——首戰(zhàn)立名立威,沒有把握何談立起招牌。也是受到這份自信的感染,我們在為此篇主題定調(diào)的時候,眼前流轉(zhuǎn)一幕幕,悸動仿若當(dāng)年初見HIFIMAN那些經(jīng)典的“國磚”……如今有了自主的DAC,非凡的意義正應(yīng)了“鳳鳴一曲九州同”。

    作為《新潮電子》的老朋友,HIFIMAN的創(chuàng)始人邊仿博士與我們老編有快20年交情了,這次對于“喜馬拉雅”的交流,也算是一場“老編與老邊的對話”。說起來,老邊也是一個跨界的典范:出身化學(xué)博士,卻成了一家做HIFI音頻產(chǎn)品公司的老板,產(chǎn)品賣遍全球,要說原因,無他——就是愛這個。

    不曉得是不是讀書的時候在實驗室時瓶瓶罐罐搗鼓多了,“什么都喜歡自己來”的習(xí)慣也順延到了自己開辦的公司上:納米平板振膜、算法、嵌入式系統(tǒng)、外觀設(shè)計……這些關(guān)鍵核心技術(shù),全是老邊帶領(lǐng)團隊自己做的。時間長了,業(yè)界認(rèn)識他的人似乎有一個不成文的共識:你和他聊別的都可以心平氣和,哪怕滿嘴跑火車都行,但要是你質(zhì)疑HIFIMAN的核心技術(shù)和聲音不好,老邊馬上就能和你急眼。

    文武之道,智者取其精

    我們都知道,DAC芯片是HIFI行業(yè)皇冠上的明珠,在音頻產(chǎn)品和消費電子領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。對于HIFI行業(yè)而言,DAC芯片起到了把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的作用,無法回避。在當(dāng)前數(shù)字音頻時代,黑膠和磁帶是一種態(tài)度但不是一種流行,絕大多數(shù)人選擇的還是硬盤里的無損音樂或網(wǎng)絡(luò)上的流媒體音頻(音頻數(shù)據(jù)流本質(zhì)上都是數(shù)字信號)。

    這些音頻,且不論精度如何,都需要經(jīng)過DAC的處理才能得到模擬信號,再經(jīng)過放大器才能被人耳所感知。這種“數(shù)字轉(zhuǎn)化”的算力過程,執(zhí)行起來可不像描述起來那么簡單,這里面涉及的東西已然屬于當(dāng)今技術(shù)頂流。

    在追求音質(zhì)這條路上,有人始終如一地執(zhí)著于“音的極致”,他的名字叫邊仿。我們的主編徐林在四月份發(fā)布會后,找了一個機會和邊仿博士長談了一次,畢竟“步入芯生”是件大事。作為對音質(zhì)有狂熱追求的“老炮兒”,老邊對IT經(jīng)典的PCM1704K R2R架構(gòu)DAC一直情有獨鐘——在HIFI音頻屆,很多“玄學(xué)”其實都需要真正的技術(shù)底氣來支撐,以主觀聽感為主的領(lǐng)域本就是如此。在HIFIMAN推出的很多高清播放器中,老邊都采用了這枚芯片,但以后呢?是繼續(xù)采購PCM1704K,還是考慮公司產(chǎn)品、技術(shù)往更長遠的發(fā)展?

    顯然,作為HIFIMAN在接下來“新的征程”所必須的源動力,它這顆自主研發(fā)的頂級DAC芯片“喜馬拉雅”是繞不開的話題,無論是眼前這一系列新品,還是未來諸多“產(chǎn)品樹”的枝丫,HYMALAYA DAC都將發(fā)揮不可估量的作用。HIFIMAN作為一個深耕音頻器材市場的品牌,“喜馬拉雅”本身的意義其實已經(jīng)超出了它作為DAC芯片的意義,從某種角度來說,HYMALAYA之于HIFIMAN,恰如麒麟海思之于華為。

    這“恰如”,得從兩個方面來展開。從大局著眼,HIFIMAN這次的HYMALAYA DAC稱得上是填補了國內(nèi)DAC芯片商用產(chǎn)業(yè)的一個空白。這是一種真切的感受,它不是燭照亮黑暗,而是一束光照耀前方——可以說,自HYMALAYA DAC之后,國內(nèi)DAC芯片的供給自主化率會實現(xiàn)0到1的突破,由此對整個產(chǎn)業(yè)鏈的影響更是遠遠大于“有無之別”。

    甚至可以說,面對如今市場上絕大多數(shù)數(shù)字音頻播放器“受制于人”的客觀現(xiàn)實,HIFIMAN用HYMALAYA DAC所撬開的技術(shù)桎梏,受益的絕非HIFIMAN一家。此舉是為“文道”。

    而“武道”,則是要具體聊技術(shù)了。從現(xiàn)實情況來看,DAC的上游市場長年被TI、ADI,AKM、ESS、Cirrus Logic等日美知名的半導(dǎo)體方案供應(yīng)商所壟斷。長期以來,市場上幾乎所有的HIFI播放器、解碼耳放都繞不過這幾家公司,比如艾利和高端系列、飛傲、山靈、樂圖、凱音就常用AKM,索尼、艾巴索、Oriolus的播放器用ESS,艾利和和樂彼的中低端系列用Cirrus Logic較多。

    我們曾經(jīng)在一篇報道里提到,邊仿博士十年前就有志于DAC芯片技術(shù)的自主研發(fā),而這次喜馬拉雅 DAC芯片項目也是立項于五年前,低調(diào)但富于遠見,即便是承受著巨大的研發(fā)成本壓力,HIFIMAN依然在不聲不響間執(zhí)行著自己的戰(zhàn)略布局和戰(zhàn)術(shù)思路,出乎大眾的預(yù)料。

    有意思的是,上述這些廠商的DAC方案,幾乎都是基于Delta-Sigma架構(gòu)。這種架構(gòu)的DAC分辨率高、噪聲很低(把大量噪聲推到了人耳聽不到的域外)。可以說,好的Delta-Sigma架構(gòu)的芯片在失真指標(biāo)上表現(xiàn)非常出色。那么為什么HYMALAYA DAC要采用R2R構(gòu)架呢?

    首先從產(chǎn)品本身來看,以Delta-Sigma 1Bit DAC架構(gòu)的數(shù)字DAC芯片大行其道,在采用過ESS9018這枚人氣DAC芯片之后,其在聲音上的表現(xiàn)并不能讓邊仿博士滿意,尤其是對信噪比極度追求,電路中越來越多的濾波器讓聲音被迫丟失細(xì)節(jié),音質(zhì)在各頻段的表現(xiàn)也有所缺失,功耗表現(xiàn)也無法令人滿意。

    從技術(shù)發(fā)展來看,“老邊能看到未來高清音頻市場往隨身化發(fā)展的趨勢”,但是要圍繞著PCM1704K來打造適應(yīng)藍牙耳機,特別是TWS藍牙耳機這樣的產(chǎn)品幾乎是沒有可能的,傳統(tǒng)R2R架構(gòu)龐大的電路與功耗這類產(chǎn)品形態(tài)完全背離。所以,基于傳統(tǒng)R2R的音質(zhì)特點和追求,面向隨身高清音頻產(chǎn)品量身定做,就成為老邊確立的“喜馬拉雅”項目的根本。

    另外,從更頂層的視角來看,高階的DAC解碼往往都采用R2R架構(gòu),其原因在于主流的Delta-Sigma是用積分去模仿模擬波形,而R2R不存在積分轉(zhuǎn)換,直接把PCM數(shù)字音頻流的原始編碼的數(shù)據(jù)狀態(tài)(0或1)通過高速電子開關(guān),驅(qū)動到R2R網(wǎng)絡(luò)中的分壓電阻,改變分壓值得到對應(yīng)模擬信號,這樣得到的波形其實是“更保真”“更模擬”的。對此,邊仿博士也用“人工精加工肉”和“原切肉烹飪”來形象地對比兩種架構(gòu)的區(qū)別——相比Delta-Sigma,R2R更能保留肉味的原始香味,不會有太多人為加工的痕跡。

    況且,相比常見的Delta-Sigma架構(gòu),HYMALAYA DAC采用R2R架構(gòu)的理由,還在于其聽感方面擁有更為明顯的優(yōu)勢(前面提到,大量經(jīng)典產(chǎn)品使用R2R架構(gòu)的DAC就是力證)——相對于前者,R2R構(gòu)架在小音量下有著更低的失真率,而且這種架構(gòu)的DAC芯片內(nèi)置了電阻陣列,所以生產(chǎn)成本相對較高(故此,目前各家“不太愿意做”,甚至已經(jīng)處于幾乎絕版的狀態(tài))。

    同時需要注意的是,R2R對于調(diào)校和原始設(shè)計的要求很高,“原切鮮肉的確考驗廚師”。稍有不慎,R2R構(gòu)架的DAC會讓整機失真極大,所以也有玩家認(rèn)為R2R構(gòu)架“音質(zhì)下限也更夸張”。如何確保較高下限并提高上限,做好精度匹配是關(guān)鍵,邊仿博士自然是清楚的。

    “喜馬拉雅”見山不是山

    幾年前的一次聊天,老邊偶爾向我們提過“我準(zhǔn)備做芯片了”。其實,我們也并沒有在意,就算是HIFIMAN那個時候的營收和體量在國內(nèi)同類公司中算是頭部位置,但自主芯片這玩意兒一旦碰上無非就是兩個結(jié)果:要么陷入巨量投入的泥潭最終毫無結(jié)果,要么就成為自家的技術(shù)壁壘獨占鰲頭。邊仿如果夠理性,就應(yīng)該很清楚這其中機遇有多大,風(fēng)險就有多大。

    如前文所言,R2R架構(gòu)DAC有著很高的研發(fā)與調(diào)校門檻,尤其對電阻系數(shù)控制的精度要求非常之高,HYMALAYA DAC無疑再次證明了HIFIMAN的研發(fā)實力和不惜成本的誠意。況且,HIFIMAN本來就對R2R構(gòu)架的調(diào)校很有心得。之前我們熟知的R2R2000、HM801、HM1000都用了PCM1704作解碼,聽感也是公認(rèn)的好評“自然”。

    作為“五年磨一劍”的成果,HIFIMAN的HYMALAYA DAC基于FPGA編寫優(yōu)化,改善R2R電阻網(wǎng)絡(luò)的失真,讓喜馬拉雅的整機指標(biāo)能達到與民用級頂級芯片PCM1704K相當(dāng)?shù)乃疁?zhǔn)(信噪比都是-120dB)。之前在論壇上有人質(zhì)疑HYMALAYA DAC是否真的能夠替代PCM1704K,其實我們覺得問題的關(guān)鍵在于——獨立自主,不再受制于人,性能能夠做到接近和逐步超越,這就是成功。換句話說,如果沒有奇瑞吉利比亞迪長城,各位現(xiàn)在恐怕還在買16萬一輛的愛麗舍或者18萬一輛的普桑。

    面對成品,我們最關(guān)心的問題是:“老邊,你在這‘喜馬拉雅’上到底花了多少錢?”他的回答出乎意料:“只是單純地看投入多少意義不大,更關(guān)鍵的問題是這個方向現(xiàn)在沒有人做!柴R拉雅’的研發(fā)過程說簡單也簡單,‘熬’就一個字!钡拇_,高科技行業(yè)不是單純拿錢就能換來的,要有人不覺得麻煩,得有人“肝”出來!拔矣X得,在這樣的能耗表現(xiàn)下,用R2R架構(gòu)提供這樣的主觀聽感,全球都沒有,它基本解決了隨身無線音頻市場,低能耗高精度之間的矛盾。”老邊獨有的自信溢于言表。

    從參數(shù)來看,HYMALAYA DAC原生支持24Bit(性能達到R2R DAC芯片第一梯隊),采樣率768KHz以上(理論可達1.5MHz左右)。從我們實際體驗來說,HYMALAYA DAC的主觀聽感通透平衡,趨于自然,并沒有過分渲染的味道。

    之前,我們的編輯評價HM901R時強調(diào),“它聽流行音樂的整體感極好,潤澤度非常高但并沒有付諸太多修飾,有很明顯的‘自出天然的厚度’。尤其是對于快歌,動態(tài)磅礴,那種柔和的厚實讓耳朵很舒服”。另一位編輯則認(rèn)為其“在低頻方面,彈性也極好,下潛非常深,分析力和表現(xiàn)力十足”。由此可以例證,HYMALAYA DAC的顯性優(yōu)點就是一個詞:通透兼顧自然。

    按照HIFIMAN官方的數(shù)據(jù),在同類R2R芯片的總諧波失真對比中,HYMALAYA DAC做到了和R2R DAC的王者PCM1704并駕齊驅(qū)的水準(zhǔn)(均為0.0025%)——對,就是前不久火爆異常的“太上皇”HM1000上所搭載的“絕版夢幻芯片”。同時,在DAC關(guān)鍵性指標(biāo)信噪比參數(shù)表現(xiàn)上,兩者均為-120db。(實際最新的改進版HYMALAYA性能已進一步提升)

    針對頂級專業(yè)產(chǎn)品的需求,HIFIMAN還在研發(fā)性能更高的分立式HYMALAYA PRO DAC模組。相比成品R2R DAC,做分立R2R架構(gòu)的品牌大多是HI-End級,往往只出現(xiàn)在臺式解碼器中。因為,這不僅需要精通模擬電路,還要精通FPGA與軟件編寫,同時要將其便攜化、小型化并做到和臺機相當(dāng)?shù)男阅,除了突破R2R本身技術(shù)門檻之外,還要考慮如何最大程度的利用有限空間,把濾波、放大以及其他數(shù)字部分都塞進小機身。HIFIMAN不甘于平凡,自然要挑戰(zhàn)自我?傊暗巧舷柴R拉雅,見山不是山”,我們先祝HIFIMAN這條路走得順利。

    高保真男人帶來消費電子的革命

    在四月的那場發(fā)布會上,HIFIMAN發(fā)布了一系列搭載HYMALAYA DAC,包括發(fā)燒級的EF1000 DAC耳放、HM901R無損藍牙播放器、超微型R2R DAC耳放HM800和Bluemini R2R藍牙模塊等等,這幾個月也逐步有量產(chǎn)化的產(chǎn)品投入市場,收獲好評。無論是天價級的EF1000臺式DAC還是里程碑意義的HM800,都是HIFIMAN依托HYMALAYA DAC在發(fā)燒市場上推出的精致產(chǎn)品。但是這真的是HIFIMAN用五年時間,費九牛二虎之力得到的回報嗎?

    HYMALAYA DAC能耗僅為20毫瓦,相比市場上幾乎所有的音響級DAC芯片都要低一兩個數(shù)量級,從PCM1704,AK4497、AK4499、ES9038到WM8741,都是幾百毫瓦的能耗。20毫瓦的能耗水平意味著,HYMALAYA DAC應(yīng)用在智能手機、TWS真無線藍牙耳機和助聽器等消費類電子產(chǎn)品上的基準(zhǔn)門檻已經(jīng)可以被忽略。

    在專訪中,邊博士實話實說:“我自己做芯片并不是為了讓產(chǎn)品賣多貴,而是想要推開消費電子市場對小眾HIFI廠商那扇緊閉的門。蘋果的AirPods價格這么高,但要是國產(chǎn)三五百元的產(chǎn)品就能提供與之差不多的功能了。但是蘋果的品牌效應(yīng)始終壓制著國產(chǎn)品牌,而DAC的高性能和低能耗,或許能給中國消費電子工業(yè)有彎道超車的機會!

    確實,在蘋果AirPods為代表的TWS耳機在經(jīng)過幾年的快速發(fā)展之后,已經(jīng)成為越來越多消費者接受的產(chǎn)品,但同時,這類產(chǎn)品的進化也已經(jīng)到了瓶頸階段,續(xù)航、降噪等硬指標(biāo)的發(fā)展業(yè)已步入平臺期,8小時以上的單次續(xù)航要再提升很難,40dB左右的降噪深度也不能更進一步,那么產(chǎn)品特性的突破點和新的賣點在哪里呢?

    如前段所說,“喜馬拉雅”自研DAC就是答案之一,對比Delta-Sigma 1Bit DAC架構(gòu),它不需要分頻器,不需要EQ,一切都以純粹高精度帶給消費者更貼近于真實自然的聽音體驗——在倡導(dǎo)“聽音觀”的老邊眼中,這是讓TWS耳機也能提供真HiFi級別聽感的最好路徑。TWS耳機市場規(guī)模何止百億千億,而利潤和銷售額始終被進口品牌霸占,國產(chǎn)只能在很低的價格段茍延殘喘。HIFIMAN DAC帶來了音質(zhì)的差異化,是國產(chǎn)挑戰(zhàn)蘋果的最好時機。

    后記

    在音頻玩家的心里,眼見的可能是虛,耳聽才是實實在在。對于聲音的挑剔,根本原因并不是有些人戲謔的“因人而異”,而是在于對聲和樂的內(nèi)心理解。因此,我們也一直強調(diào),追求器材上的指標(biāo)、元件、機械考究以及合體之后的綜合平衡性,這是一種本能,無論是玩音頻玩電腦還是玩車。毫無疑問,這些堆砌在一起的“很好的”或者“不那么好的”定向物件,最終就是為了聲音的高保真。

    可惜的是,這個目的的達成,耗費千金而不提一成,例子比比皆是。如今HIFIMAN用自研DAC來為這場“千金不得”的“玄學(xué)”下了具象的定義,或者劃出一道令人信服的底線——有芯片,有主動權(quán),游戲規(guī)則我們中國人來定,以后無論“靡靡之音”還是“弦外之音”,都敵不過“中國人的聲音”。

    隨著技術(shù)突破與應(yīng)用場景進一步相互交融,讓芯片更小、更薄、更強及更低能耗,應(yīng)用自家DAC芯片的爆款級產(chǎn)品也必將會越來越廣泛,按照官方的話說,這叫“全新賽道,HIFIMAN已經(jīng)在路上”。而我們毫不避諱地說,如果HIFIMAN有更大的“野心”,亦有此恒心,并在供應(yīng)端的營銷策略上能夠取得突破,那么它成為“方案集成商”的情況會有現(xiàn)實化的呈現(xiàn)。

    要知道,如此“躍身名流,爭舸上游”之舉,對于品牌的發(fā)展有著非常深遠的意義,它能夠讓品牌不僅在產(chǎn)業(yè)鏈的話語權(quán)得到提升,更能夠讓品牌本身成為產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵一環(huán)。當(dāng)然,目前HYMALAYA DAC的產(chǎn)能還在爬坡階段,“等到將來產(chǎn)能上去了,可能會考慮用模組或芯片的方式向業(yè)界志同道合的伙伴提供!笨傊,無論是HIFIMAN還是邊仿博士,一座全新的舞臺和一段全新的征途,自HYMALAYA始,終有鳳鳴九州日。


    關(guān)于 海菲曼(天津)科技有限公司

    HIIFMAN是由邊仿博士于2005年在美國紐約創(chuàng)立的高端音頻產(chǎn)品品牌。

    在中國大陸HIFIMAN全國一級代理商超過40家,分銷商遍及全國各大中城市,數(shù)量達數(shù)百家。在港澳臺均有代理商。隨著HIFIMAN的不斷壯大,正在越來越多的代理商加入這一行列。

    HIFIMAN國外代理商遍及全球,產(chǎn)品遠銷至國外許多國家,我們在北美,歐洲,亞太地區(qū)甚至拉美等第三世界國家共擁有超過100家一級代理商,分銷商不計其數(shù)。


    聯(lián)系 海菲曼(天津)科技有限公司
    電話 86-22-23861184

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