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近期，高通總裁安蒙在接受采訪時表示，目前還沒有與蘋果公司達成2024年的供應(yīng)計劃。在他的規(guī)劃設(shè)想中，2024年高通不會為蘋果供應(yīng)基帶芯片，但具體還要看蘋果的決策。業(yè)內(nèi)分析師預測，蘋果最早會在2024年生產(chǎn)的iPhone SE4上搭載自研基帶芯片。
此外，蘋果公司近期宣布，未來六年將在德國工程領(lǐng)域追加投資10億歐元，擴建位于慕尼黑的硅設(shè)計中心。此次擴建致力于定制芯片設(shè)計、電源管理芯片、無線技術(shù)等領(lǐng)域的創(chuàng)新。
長期以來，蘋果的芯片研發(fā)都服務(wù)于軟硬件一體化的閉環(huán)體系，基帶芯片已經(jīng)成為蘋果高度閉環(huán)生態(tài)最大且最難攻克的障礙之一。以蘋果30余年“芯”史所積攢的經(jīng)驗，能否解決基帶芯片這樁“芯”事？
30年芯史：始終強調(diào)掌控力
1989年，蘋果創(chuàng)始人史蒂夫·喬布斯和微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨在參加一個論壇時表達了截然相反的觀點。喬布斯相信如NeXT電腦一般將面向?qū)ο蟮木幊谭椒ㄅc計算機捆綁起來的模式，正在引領(lǐng)新的浪潮，大型軟件廠商都應(yīng)該成為這股浪潮的一部分（即根據(jù)計算機的功能需求開發(fā)定制化軟件）。蓋茨則強調(diào)軟件的兼容性，認為軟件和硬件市場是分開的，不看好喬布斯推崇的軟硬件端到端一體化系統(tǒng)。
事實證明，兩個人推崇的發(fā)展模式都在各自的領(lǐng)域取得了成就。微軟的操作系統(tǒng)兼容了市場上的大量機型，在全球PC市場保持著70%以上的份額。而蘋果自研了一系列的操作系統(tǒng)和芯片，在手機、平板、電腦等主要產(chǎn)品線均實現(xiàn)了軟硬件高度耦合的閉環(huán)生態(tài)。
涉足芯片研發(fā)，可以從1991年說起。當年，蘋果與IBM、摩托羅拉成立了PowerPC聯(lián)盟，共同研發(fā)和生產(chǎn)PowerPC系列處理器。PowerPC主打RISC（精簡指令集），相比英特爾x86采用的CISC（復雜指令集）更擅長流水作業(yè)，有利于提升處理器的速度。1994年，蘋果正式從基于CISC的摩托羅拉68000轉(zhuǎn)向了PowerPC架構(gòu)。然而，到了21世紀初，RISC陣營的芯片性能提升和生態(tài)成長速度已經(jīng)難以匹敵同期的英特爾。2005年，喬布斯在WWDC宣布將逐步從PowerPC架構(gòu)轉(zhuǎn)向英特爾的x86架構(gòu)。
在2006 Macworld，時任英特爾首席執(zhí)行官保羅·歐德寧將一片晶圓遞給喬布斯，說道：“報告史蒂夫,英特爾準備好了?！眴滩妓够卮穑骸拔铱梢韵蚰銏蟾?，蘋果也準備好了。”
就在業(yè)界普遍認為蘋果會順勢在iPhone搭載英特爾低功耗芯片Atom時，蘋果收購了PA Semi，一家主打低功耗的芯片設(shè)計商，釋放出蘋果將為移動設(shè)備自研芯片的信號。
兩年后，蘋果發(fā)布了第一款自研芯片A4。A4芯片采用了由芯片設(shè)計商Intrinsity與三星合作開發(fā)的性能增強功能，使A4中的Arm Cortex-A8 CPU能夠以更高的時鐘頻率運行。
而Intrinsity這位為A4強化性能的“功臣”，也很快被蘋果收購，補強了蘋果開發(fā)高速處理器的能力。結(jié)合了PA Semi和Intrinsity的班底，以及蘋果的軟硬件統(tǒng)籌能力，蘋果在之后十幾年的時間里基本保持了一年迭代一款芯片的節(jié)奏，并在每一代芯片貫徹了蘋果平衡性能與能效的理念。
2013年的A7芯片，奠定了蘋果在手機處理器設(shè)計領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。這款芯片不僅運行速度是前一代產(chǎn)品的2倍，也是第一款搭載在智能手機的64位SoC。A7采用了64位ARMv8-A雙核 CPU，ARMv8-A架構(gòu)使A7的寄存器數(shù)量增加了一倍，從而實現(xiàn)了更快的讀取。A7還引入了M7協(xié)處理器，用于收集、處理來自加速度計、陀螺儀和磁力計的運動數(shù)據(jù)，從而進一步降低了A7的功耗。
之后，蘋果持續(xù)調(diào)整芯片架構(gòu)，并一直在單核、多核、GPU的跑分中保持領(lǐng)先。從2016年發(fā)布的A10開始，蘋果引入“大小核”架構(gòu)。A10采用了2顆性能核心+2顆能效核心的架構(gòu)，分別運行游戲等高負載任務(wù)和日常任務(wù)。在A11中，蘋果又增加了兩顆能效核，并將這種2顆性能核心+4顆能效核心的架構(gòu)一直延續(xù)到A16. 也是從A11開始，蘋果面向Animoji、FaceID等基于實時機器學習算法的任務(wù)，引入了NPU。2022年推出的A16已經(jīng)搭載了16顆NPU核心，實現(xiàn)了每秒17萬億次的運算能力。
有了A系列的經(jīng)驗，蘋果又將自研芯片的版圖向更多產(chǎn)品線拓展。2014年，蘋果為Apple Watch開發(fā)了S系列芯片，一年之后，蘋果又為watch產(chǎn)品推出了專用操作系統(tǒng)。2019年，蘋果為AirPod研發(fā)了H系列芯片。
2020年，蘋果推出了基于Arm架構(gòu)的M1處理器，代替英特爾的x86處理器運行在Mac臺式機和筆記本電腦上，蘋果與英特爾長達15年的PC芯片合作也宣告結(jié)束。M1承襲了部分來自A系列芯片的設(shè)計經(jīng)驗，比如4個性能核心+4個能效核心的“大小核”架構(gòu)，與A14類似的16核NPU，將CPU、GPU等元器件都集成起來的SoC形式等。
蘋果M1芯片
iOS+A系列芯片、macOS+M系列芯片、WatchOS+S系列芯片……蘋果通過一系列自研操作系統(tǒng)與自研芯片，構(gòu)成了軟硬件高度耦合的閉環(huán)生態(tài)，增強了對產(chǎn)品功能的掌控能力和供應(yīng)鏈話語權(quán)。
最難的芯事：漫長拉鋸的基帶芯片
雖然蘋果的軟硬件端到端一體化程度已經(jīng)難有匹敵，可還有一個尚未攻克的重要環(huán)節(jié)——基帶芯片。
在2G和3G時代，蘋果iPhone主要采用英飛凌的基帶芯片。2010年8月，英特爾與英飛凌達成協(xié)議，收購了英飛凌的無線解決方案業(yè)務(wù)。但從2011年的iPhone 4S開始，蘋果轉(zhuǎn)向了高通的基帶芯片。在4G時代，蘋果的iPhone機型或采用高通基帶，或采用高通、英特爾雙版本基帶。從2017年1月起，蘋果圍繞專利許可費用的收取方式和收取額度，與高通展開了多次交鋒，這也導致了2018年的iPhone機型幾乎全部采用了英特爾基帶芯片。2019年4月，蘋果和高通宣布撤銷兩家公司在全球范圍內(nèi)的所有訴訟，并達成了一項為期六年的芯片供應(yīng)協(xié)議。
然而，與高通的和解，并不是這場基帶芯片拉鋸戰(zhàn)的終點——從不依靠單一供應(yīng)商的蘋果，決定自己研發(fā)。與高通和解3個月后，蘋果就收購了英特爾的手機基帶業(yè)務(wù)，包括知識產(chǎn)權(quán)、設(shè)備和租約，2200名英特爾員工加入蘋果。收購完成后，Apple 將擁有超過 17000 項無線技術(shù)專利。
但是，基帶芯片的研發(fā)門檻極高。Gartner研究副總裁盛陵海向《中國電子報》指出，基帶芯片的難度可以從寬度和垂直兩個維度來看。從垂直角度來說，基帶芯片不僅要支持5G，還要向下兼容 4G、3G和2G。從寬度來看，基帶芯片要支持全球的網(wǎng)絡(luò)制式，和各國主要運營商進行測試。如今市場上的智能手機基帶芯片供應(yīng)商，基本上都是從2G時代就開始進行技術(shù)和專利積累。
這就意味著，既便吸納了英特爾的專利和人才團隊，蘋果對基帶芯片的研發(fā)仍然面臨著多重挑戰(zhàn)。
一位產(chǎn)業(yè)觀察人士向《中國電子報》表示，蘋果研發(fā)基帶芯片有四道難關(guān)。一是兼容通信協(xié)議。基帶芯片的核心是支持多種通信協(xié)議，并與各種天線、濾波器、功放模塊進行配合。不同的通信協(xié)議之間相互獨立，彼此之間的復雜度不同，對于非通信起家的企業(yè)有一個長期積累的過程。二是信號處理技術(shù)?；鶐酒捎?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1568173.html">高頻信號處理技術(shù)，如數(shù)字信號處理、射頻集成電路設(shè)計等，這些環(huán)節(jié)背后所需的工程實踐是短時間內(nèi)難以就緒的。三是電源管理和功耗控制，基帶芯片需要處理大量的通信數(shù)據(jù)，并需要控制各種模塊的功耗，以確保整個系統(tǒng)能夠在有限的電量下正常運行。四是安全性?；鶐酒枰幚戆娫?、短信、移動支付等通信和安全數(shù)據(jù)，其安全性和保密性的實現(xiàn)有著相當?shù)募夹g(shù)門檻。
雖然困難重重，可一旦自研成功，在提升手機盈利表現(xiàn)和性能表現(xiàn)等層面的回報可謂豐厚。
盛陵海向記者表示，高通基帶芯片的毛利一般在50%以上。以蘋果的銷售體量來看，一旦成功自研基帶芯片并搭載到iPhone機型，能在基帶芯片采購層面節(jié)省大量經(jīng)費。這對于一向在激烈競爭的手機市場保持較高毛利的蘋果來說，能夠進一步提升議價能力和盈利表現(xiàn)。
在性能層面，業(yè)內(nèi)專家向記者指出，如果蘋果研發(fā)出基帶芯片，就可以將基帶整合到自家的A系列處理器，進而降低手機功耗，延長電池壽命。同時，整合基帶芯片可以提高系統(tǒng)的通信能力和響應(yīng)速度，也可以更加精準地控制通信信號質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速度。
記者近期查詢蘋果官網(wǎng)時，注意到蘋果在本月發(fā)布了對基帶硬件設(shè)計工程師的招募，并提出了“電氣工程學士及3年以上相關(guān)工作經(jīng)驗”等12項資質(zhì)要求。這表示蘋果對基帶芯片的攻堅戰(zhàn)還在繼續(xù)。
蘋果在德國慕尼黑的布局，也與其基帶研發(fā)芯片有所呼應(yīng)。盛陵海指出，曾為蘋果供應(yīng)基帶芯片的英飛凌總部位于慕尼黑，英飛凌的前身西門子總部在慕尼黑和柏林。蘋果在慕尼黑成立研發(fā)中心，有利于工程人才和技術(shù)的獲取。業(yè)內(nèi)專家也向記者指出，企業(yè)在海外設(shè)立研發(fā)中心的核心思路是盡可能接近人才集聚地或產(chǎn)業(yè)鏈核心的企業(yè)總部。德國擁有世界排名靠前的科研機構(gòu)和大學，也是一些主力芯片廠商和供應(yīng)商的總部所在地。其通信和半導體方面的工程人才儲備與創(chuàng)新環(huán)境，能夠為蘋果提供支持。
從PowerPC至今，蘋果的“芯”路始終面向軟硬件一體化的產(chǎn)品理念，以及不依賴任何供應(yīng)商的布局策略，這也為什么蘋果對于自研基帶芯片如此執(zhí)著。而對于消費者來說，自研的基帶芯片能夠為iPhone等產(chǎn)品帶來怎樣的提升，才是最關(guān)鍵的考量。而更加值得期待的是，一旦掃清基帶芯片這一軟硬件高度耦合的最大障礙，蘋果下一步的性能提升和創(chuàng)新方向，又將落筆何處。
