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    鳳鳴一曲九州同|HIFIMAN自主DAC攀登“喜馬拉雅”紀
    更新時間:2021-9-6 10:04:11 編輯:溫情 HIFIMAN 調整文字大小:【

    前言

    作為著名發燒耳機品牌,HIFIMAN一直以來受到世界的關注,其產品在人民日報,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業企業家的HIFIMAN CEO邊仿博士。據說當初的交談是這樣的:國務卿說我們國家的企業家都喜歡退學創業,你在創業的時候退學沒有?邊博士說他一邊讀書一邊創業,把博士讀完了也創業成功。國務卿無語了,坊間傳說伸了大拇指。

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

    音響工業的核心技術有兩點,一是高保真揚聲器,二是DAC芯片。HIFIMAN的揚聲器核心技術是獨門秘籍“納米振膜“,音質的透明度和解析力以及全頻表現力獨步天下。在納米科學博士邊仿博士的不懈努力之下,平板耳機已經在新材料和新架構的加持下成功復興,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推出業界第一臺隨身播放器HM801開始,邊仿就對R2R類DAC的停產倍感惋惜,希望有朝一日可以像復興平板耳機技術一樣復興R2R DAC芯片技術。

    我們知道,“喜馬拉雅”其實是一套系統化的數字處理器項目,該項目的第一款DAC芯片產品是用一顆可編程的FPGA芯片編程寫成的R2R架構DAC芯片,而它被直截了當地命名為“HYMALAYA”,終歸于一種富于技術底蘊的自信——首戰立名立威,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的時候,眼前流轉一幕幕,悸動仿若當年初見HIFIMAN那些經典的“國磚”……如今有了自主的DAC,非凡的意義正應了“鳳鳴一曲九州同”。

    作為《新潮電子》的老朋友,HIFIMAN的創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:出身化學博士,卻成了一家做HIFI音頻產品公司的老板,產品賣遍全球,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、外觀設計……這些關鍵核心技術,全是老邊帶領團隊自己做的。時間長了,業界認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,但要是你質疑HIFIMAN的核心技術和聲音不好,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行業皇冠上的明珠,在音頻產品和消費電子領域有廣泛應用。對于HIFI行業而言,DAC芯片起到了把數字信號轉換成模擬信號的作用,無法回避。在當前數字音頻時代,黑膠和磁帶是一種態度但不是一種流行,絕大多數人選擇的還是硬盤里的無損音樂或網絡上的流媒體音頻(音頻數據流本質上都是數字信號)。

    這些音頻,且不論精度如何,都需要經過DAC的處理才能得到模擬信號,再經過放大器才能被人耳所感知。這種“數字轉化”的算力過程,執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今技術頂流。

    在追求音質這條路上,有人始終如一地執著于“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。作為對音質有狂熱追求的“老炮兒”,老邊對IT經典的PCM1704K R2R架構DAC一直情有獨鐘——在HIFI音頻屆,很多“玄學”其實都需要真正的技術底氣來支撐,以主觀聽感為主的領域本就是如此。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?是繼續采購PCM1704K,還是考慮公司產品、技術往更長遠的發展?

    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“產品樹”的枝丫,HYMALAYA DAC都將發揮不可估量的作用。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DAC芯片商用產業的一個空白。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DAC芯片的供給自主化率會實現0到1的突破,由此對整個產業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數字音頻播放器“受制于人”的客觀現實,HIFIMAN用HYMALAYA DAC所撬開的技術桎梏,受益的絕非HIFIMAN一家。此舉是為“文道”。

    而“武道”,則是要具體聊技術了。從現實情況來看,DAC的上游市場長年被TI、ADI,AKM、ESS、Cirrus Logic等日美知名的半導體方案供應商所壟斷。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。

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

    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。這種架構的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)?梢哉f,好的Delta-Sigma架構的芯片在失真指標上表現非常出色。那么為什么HYMALAYA DAC要采用R2R構架呢?

    首先從產品本身來看,以Delta-Sigma 1Bit DAC架構的數字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節,音質在各頻段的表現也有所缺失,功耗表現也無法令人滿意。

    從技術發展來看,“老邊能看到未來高清音頻市場往隨身化發展的趨勢”,但是要圍繞著PCM1704K來打造適應藍牙耳機,特別是TWS藍牙耳機這樣的產品幾乎是沒有可能的,傳統R2R架構龐大的電路與功耗這類產品形態完全背離。所以,基于傳統R2R的音質特點和追求,面向隨身高清音頻產品量身定做,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,其原因在于主流的Delta-Sigma是用積分去模仿模擬波形,而R2R不存在積分轉換,直接把PCM數字音頻流的原始編碼的數據狀態(0或1)通過高速電子開關,驅動到R2R網絡中的分壓電阻,改變分壓值得到對應模擬信號,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的區別——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,HYMALAYA DAC采用R2R架構的理由,還在于其聽感方面擁有更為明顯的優勢(前面提到,大量經典產品使用R2R架構的DAC就是力證)——相對于前者,R2R構架在小音量下有著更低的失真率,而且這種架構的DAC芯片內置了電阻陣列,所以生產成本相對較高(故此,目前各家“不太愿意做”,甚至已經處于幾乎絕版的狀態)。

    同時需要注意的是,R2R對于調校和原始設計的要求很高,“原切鮮肉的確考驗廚師”。稍有不慎,R2R構架的DAC會讓整機失真極大,所以也有玩家認為R2R構架“音質下限也更夸張”。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果:要么陷入巨量投入的泥潭最終毫無結果,要么就成為自家的技術壁壘獨占鰲頭。邊仿如果夠理性,就應該很清楚這其中機遇有多大,風險就有多大。

    如前文所言,R2R架構DAC有著很高的研發與調校門檻,尤其對電阻系數控制的精度要求非常之高,HYMALAYA DAC無疑再次證明了HIFIMAN的研發實力和不惜成本的誠意。況且,HIFIMAN本來就對R2R構架的調校很有心得。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編寫優化,改善R2R電阻網絡的失真,讓喜馬拉雅的整機指標能達到與民用級頂級芯片PCM1704K相當的水準(信噪比都是-120dB)。之前在論壇上有人質疑HYMALAYA DAC是否真的能夠替代PCM1704K,其實我們覺得問題的關鍵在于——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,更關鍵的問題是這個方向現在沒有人做!柴R拉雅’的研發過程說簡單也簡單,‘熬’就一個字!钡拇_,高科技行業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,在這樣的能耗表現下,用R2R架構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!崩线叒氂械淖孕乓缬谘员。

    從參數來看,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,“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,動態磅礴,那種柔和的厚實讓耳朵很舒服”。另一位編輯則認為其“在低頻方面,彈性也極好,下潛非常深,分析力和表現力十足”。由此可以例證,HYMALAYA DAC的顯性優點就是一個詞:通透兼顧自然。

    按照HIFIMAN官方的數據,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并駕齊驅的水準(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關鍵性指標信噪比參數表現上,兩者均為-120db。(實際最新的改進版HYMALAYA性能已進一步提升)

    針對頂級專業產品的需求,HIFIMAN還在研發性能更高的分立式HYMALAYA PRO DAC模組。相比成品R2R DAC,做分立R2R架構的品牌大多是HI-End級,往往只出現在臺式解碼器中。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的性能,除了突破R2R本身技術門檻之外,還要考慮如何最大程度的利用有限空間,把濾波、放大以及其他數字部分都塞進小機身。HIFIMAN不甘于平凡,自然要挑戰自我?傊,“登上喜馬拉雅,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

    在四月的那場發布會上,HIFIMAN發布了一系列搭載HYMALAYA DAC,包括發燒級的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化的產品投入市場,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在發燒市場上推出的精致產品。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品上的基準門檻已經可以被忽略。

    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,但要是國產三五百元的產品就能提供與之差不多的功能了。但是蘋果的品牌效應始終壓制著國產品牌,而DAC的高性能和低能耗,或許能給中國消費電子工業有彎道超車的機會!

    確實,在蘋果AirPods為代表的TWS耳機在經過幾年的快速發展之后,已經成為越來越多消費者接受的產品,但同時,這類產品的進化也已經到了瓶頸階段,續航、降噪等硬指標的發展業已步入平臺期,8小時以上的單次續航要再提升很難,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,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“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,國產只能在很低的價格段茍延殘喘。HIFIMAN DAC帶來了音質的差異化,是國產挑戰蘋果的最好時機。

    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心理解。因此,我們也一直強調,追求器材上的指標、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”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,游戲規則我們中國人來定,以后無論“靡靡之音”還是“弦外之音”,都敵不過“中國人的聲音”。

    隨著技術突破與應用場景進一步相互交融,讓芯片更小、更薄、更強及更低能耗,應用自家DAC芯片的爆款級產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”的情況會有現實化的呈現。

    要知道,如此“躍身名流,爭舸上游”之舉,對于品牌的發展有著非常深遠的意義,它能夠讓品牌不僅在產業鏈的話語權得到提升,更能夠讓品牌本身成為產業鏈的關鍵一環。當然,目前HYMALAYA DAC的產能還在爬坡階段,“等到將來產能上去了,可能會考慮用模組或芯片的方式向業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。


      關于海菲曼(天津)科技有限公司
      HiFiMAN(頭領科技)是2007年由邊仿博士在美國紐約創立的高端音頻產品品牌。頭領科技的國際部于2006年率先于美國紐約成立。國內部于2008年在天津市華苑新技術產業園區注冊。目前,頭領科技已經把公司總部從美國紐約遷往中國天津,并在中國大陸設有兩家工廠和一個研發中心。頭領科技北美公司的物流中心設在美國的伊利諾伊州,并在特拉華州新設一個倉庫,客戶服務中心設在紐約皇后區。
      
      產品類型:HiFiMAN HM-901播放器 [1] 、HiFiMAN HM-650播放器 [2] 、HiFiMAN HM-801播放器、HiFiMAN HM-802播放器 [3] 、HiFiMAN HM-602便攜式音樂播放器、HiFiMAN HM-601便攜式音樂播放器、 HiFiMAN HM-601(slim)便攜式音樂播放器、HiFiMAN HM-801便攜式音樂播放器、HiFiMAN HM-603便攜式音樂播放器、HiFiMAN EF5耳機放大器、HiFiMAN EF2 USB耳機功率放大器及數款耳機等產品。


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