这是一段可以自定义的欢迎文字!

搜索

苹果造芯,拯救iPhone信号

2017 年,时任英特尔 CEO 的布莱恩·科再奇(Brian Krzanich)在 Code 大会受访,对当时盛传的苹果自研 Mac 处理器发表了看法。

他说:“身为一个工程师,如果他们不去做这方面的尝试,那一定是傻了。”言下之意也是认为,苹果迟早会自己做电脑芯片,如今他的预判也得到了印证。

对苹果来说,芯片是构成硬件差异化最重要的后盾。不管是 iPhone、iPad,还是 AirPods 以及最新发售的 M1 芯 Mac,这些苹果设备上的诸多卖点,都是由不同系列的自研芯片所驱动的。

然而,M1 芯之后,苹果的自研生意并未结束,他们也已经定好了下一个目标。

彭博社的报道便称,最近苹果已经在内部启动了自研基带芯片的项目,以便在未来取代高通。

和我们熟知的手机处理器不同,基带芯片,关系到的是手机通话、联网速率等方面的体验,也直接决定了手机基础通信性能的好坏。

iPhone 12 搭载的高通 SDR865 射频收发器(黄色区域),以及高通 X55 基带芯片(绿色区域)。图片来自:iFixit

虽说苹果自研的芯片已经有不少了,但基本都不涉及基带这类偏通信的细分领域,此前 iPhone 所用的基带芯片,也一直都是由英特尔、高通等厂商提供。

如今基带却成了苹果最头疼的问题之一。前几代 iPhone 便因为信号弱、联网稳定性差而饱受指责,当时很多人把矛头指向了英特尔基带上,也是从那时候起,几乎每一代 iPhone 都会被人吐槽信号差。

今年,iPhone 12 重新用回了高通基带,但对苹果来说也只是“没有选择中的选择”。按照苹果的风格,走自研,开发出自己的基带,才是最彻底的解决手段。

哪怕这并不是一件容易的事。

基带开发,九死一生

一颗基带芯片,主要看什么?平时我们拿 Speedtest 测个速,对比上下行速率,这是偏性能的部分,但频段、制式的完整性,以及支持力度,则关系到你的手机能否正常接收到信号。

如今,你随便点开一款手机的介绍页,都能在网络制式一栏看到好几排的频段号。虽然现在我们都是把 5G 挂在嘴边,但这并不意味着手机就能抛弃掉之前的 2/3/4G 网络,所以对于基带,它们也要对之前 GSM、WCDMA 和 LTE 分支下的频段做兼容。

如何确保手机去到哪都能打通电话,接收到信号?最保险的做法,肯定就是尽可能多的支持各个地区,各个国家的频段组合,来实现无缝切换,甚至是全球漫游。数量多不说,而且一个都不能落下。

我们经常听到的 5 模、7 模、17 频、19 频等术语,指的就是一台手机所支持的网络制式和频段数量,现在 5G 来了,模式和频段又大幅增加,还分 Sub-6 和毫米波,显然也给芯片设计带来更多挑战。

这还没完,接下来是基站设备的问题。不同地区,不同国家的电信运营商,都会有不同的布网策略,一来基站设备的品牌不止一家,可能会涉及到爱立信、华为、诺基亚等多个品牌,这就需要解决基带与不同组网设备间的兼容性问题。

二来,运营商的网络。全球一百多家的商用移动网络,可能都要芯片厂商亲自去测试,再根据数据慢慢调优,那又是庞大的人力物力投入。

繁杂的通信标准,加上数量越来越多的频段,都间接增加了基带芯片的开发难度和复杂性。简而言之,它不止考验的是工艺制程或是后期量产,更看重长时间经验的积累。假如无法一次性拿出完整的解决方案,影响的终究是手机体验。

这也是为什么,像华为、三星等自研基带的厂商,都是花了 8 年至10 年时间才跟上了第一梯队的进度,如今这些槛,苹果都要亲自迈过去。

掌握在少数人手里的专利

基带芯片涉及到的另一个问题,在于专利。

这在 3G 时代的 CDMA 上就有过充分体现。当时,几乎每一家做基带芯片的厂商,都要向高通或威睿电通(之后卖给了英特尔)购买授权,因为大部分 CDMA 的相关技术专利都在它们手上。

没有 CDMA 支持,就无法实现手机的全网通,导致当年我们买手机,经常会看到移动版、联通版或是电信版等单网版本。

图片来自:方正证券-半导体行业专题报告

方正证券的一份报告也指出,尽管高通在 3G 时代进入 WCDMA 市场略晚,但它更注重专利的质量而非数量,所以在仅占据 WCDMA 27% 的专利份额下,就获得了约 55% 的 WCDMA 的市场;到了 4G,高通仅拥有 LTE 16% 的专利份额,却最多占据了 96% 的 LTE 市场。

在这种强势的专利池面前,现在的手机厂商自然也都倾向于使用“高通芯”。过硬的芯片技术力肯定是一方面,但另一方面,买芯片也等于是获得高通的专利授权,进而获得进入手机行业的入场券。

也就是说,如果苹果要自研基带,也很难绕过高通。

今天的基带芯片市场,已经完全是寡头垄断的市场。包括德仪、英伟达、Marvell 在内的多家半导体厂商,都迫于专利竞争的压力,或是盈利问题逐渐退出,要不就是被收购兼并。

最后能留下来的,除了占据了半壁江山的高通,以及做中低端生意的联发科、紫光展锐外,就只有华为、三星这类有着雄厚财力的手机厂商了。

2019 年,华为发布了面向 5G 的巴龙 5000 基带

华为的基带芯片也是从 4G 时代开始发力的。它在 2010 年自研出第一颗 TD-LTE 基带芯片:巴龙 700,摆脱了对高通基带的依赖,加上华为对于 4/5G 专利的重视,做到现在也是全球数一数二的水准。

但前文也说了,做 5G 基带不是只做 5G,也要往前做兼容,所以只要部分 3/4G 专利还在高通手中,那华为等厂商就仍得向高通支付一定量的专利许可费,换成是没有任何专利的小厂商,费用还会更高。

至于苹果,当初它会选择英特尔,同样是不想受制于高通,所以才会在 iPhone 4G 末期采取双供应商策略,在一部分手机上换用英特尔基带,再发展到全部换用,并寄希望于在 5G 培养出一个坚实的盟友。

可真正让苹果放弃英特尔基带的,也是 5G,只能说英特尔心有余,而力不足。

早在 2018 年就有报道称,英特尔在 5G 基带研发上进展缓慢,无法满足苹果的功耗要求,最糟糕的结果,就是苹果无法按计划量产 5G 版 iPhone,这可是非常致命的问题。

结果我们也看到了,在与高通争斗了 3 年后,苹果还是选择了妥协,与高通签订了 6 年的专利授权协议和芯片供应协议,同时支付了一大笔费用。因为现阶段无论是从性能,还是专利来看,高通基带都是苹果最好的选择,同时也是唯一选择。

也只有这样,苹果才能让 iPhone 在 5G 初期,不落后于其它厂商,长期来看,想要脱离高通,自研仍然是最适合苹果的出路。

苹果的机会

苹果和高通重归于好,也让英特尔基带失去了它最大的客户,和解的当天,英特尔就宣布退出 5G 基带芯片市场。到了 2019 年 7 月,英特尔还将相关团队和资产整体打包,以 10 亿美元卖给了苹果。

当年 iPhone 3G 的拆解图,可以看到英飞凌供应的基带芯片

事实上,英特尔这支团队也和苹果有着不少渊源。

在最早几代 iPhone 上,苹果都是使用英飞凌公司的基带芯片,之后才转向性能更好的高通,而英飞凌失去了金主,则被英特尔斥资 14 亿美元收购。现如今,这支整合了英飞凌和英特尔两家公司的团队,又到了苹果手上,也不知道是缘分还是巧合。

但也正因有了这支团队,苹果才能迅速切入到自研基带的研发中。经验丰富的人才,可以让苹果在标准制定上获得话语权;而超过 17000 项的基带专利,也有望让苹果跳过起点,直接进入到 5G 基带芯片的研发,缩短上市的时间。

另外,苹果的商业模式也不同于英特尔和高通。它自研芯片的目的,主要还是自用,而非外销,这其实和华为、三星的情况很类似,他们都是在借助自家庞大的硬件销量,抹平研发成本,再将盈利投入到下一代芯片研发中,形成良性循环。

那么最关键的问题,苹果的基带什么能落地?假如按照彭博社所说,苹果内部的研发工作才刚起步,那我们可能还要等上 3 年至 5 年才会看到结果,甚至说以苹果的风格,在自研基带没达到高通同代产品性能的情况下,苹果都不会贸然让 iPhone 用上它。

我们不妨参考下苹果 M1 芯片的发展路径。最早传出苹果要做 Mac 芯片消息是在 2011 年,到了 2014 年,MacRumors 透露苹果正在测试基于 ARM 架构的电脑原型;到了 2017 年,彭博社的 Mark Gurman 则透露了较为准确的信息,他称苹果的 Mac 处理器项目已经开展了快一年时间了。

保守点估计,从苹果提出要做 Mac 芯片的想法,到立项,再到芯片落地,至少花费了 4 年至 6 年时间。而基带芯片很可能也会遵循类似的时间线,保不准要等到 5G 末期,甚至是 6G 商用时,我们才有机会看到苹果自研基带的模样。

不过,自研芯片的回报向来都是十分积极的。不管是降成本,还是降功耗,最终都将让 iPhone 等一系列苹果硬件受益,如今 M1 芯片对新一代 Mac 功耗的改善,便是最好的例证,今后更是有极大的发展潜力。

一些业界分析师还认为,假如苹果能够完成在 SoC 中集成基带的任务,那么不仅是 iPhone,未来像 Apple Watch、AirPods 等各类小型化的可穿戴产品,也有机会迈向独立运作,实现直接联网,而非一直依赖 iPhone。

自研芯有多重要,可见一斑,基带也一样。或许唯有时间才会告诉苹果,这笔投入到底划不划算。

BitTheme

原来那天的月光,轻轻的印在你的脸庞,和我的心上。最后都变成我的忧伤。
社交链接

发表评论

Search and you'll know.

搜索一下, 你就知道。