苹果难道要放弃治疗了?

众所周知,信号问题一直是历代iPhone的短板,什么“天线门”、“信号门”事件出了好几次,苹果做梦都想解决这个问题。但最近,海外有科技博主爆料:苹果准备砍掉内部的5G基带芯片项目,这意味着在解决信号差的道路上,苹果栽了一个大跟头。这里先给硅友们科普一下:什么是基带芯片?它为何影响了手机信号的好坏?智

众所周知,信号问题一直是历代iPhone的短板,什么“天线门”、“信号门”事件出了好几次,苹果做梦都想解决这个问题。

但最近,海外有科技博主爆料:苹果准备砍掉内部的5G基带芯片项目,这意味着在解决信号差的道路上,苹果栽了一个大跟头。

苹果难道要放弃治疗了?

这里先给硅友们科普一下:什么是基带芯片?它为何影响了手机信号的好坏?

智能手机里都装有一大堆芯片,大家比较熟悉的是AP(Application Processor)芯片,比如苹果的A17、高通的骁龙8G、华为的麒麟9000s等。

但有一类芯片虽然低调,但作用很关键,它们负责手机和基站之间的数据传输,是手机信号优劣的关键,它们通常被称之为:蜂窝模组(Celluar)

这个模组主要有三部分组成:射频前端模块(RF Front End Module)、射频收发机(RF Transceiver)和基带芯片(Baseband Modem)。

苹果难道要放弃治疗了?

射频前端负责接收天线传过来的信号,通常是一堆放大器、滤波器、双工器;射频收发机,负责把模拟信号和射频信号进行相互转换;基带芯片,则负责对模拟信号进行调制或解调。

是不是有点儿晕?其实简单理解,就是前两位负责把空气中那些看不见的无线射频信号,抓到手机上,转换成手机能读懂的模拟信号。

而基带芯片的作用,就是负责把要通信的数据加载(也叫调制)到模拟信号上,或者把信息从模拟信号上提取(也叫解调)下来。

我们无论是发个短信,还是打个电话,或者是刷个视频,每一个比特都要经过基带芯片的处理,可见它日常有多繁忙,以及有多重要。

重要的东西,通常都很贵。我们以最新的iPhone15为例,拆解一下成本:

在iPhone15里,射频前端模块有不到10枚颗芯片,主要由Broadcom、Skyworks、Qorvo等厂商提供;射频收发器有两颗,由高通提供。

而核心的基带芯片,用的也是高通的,型号叫做X70。这三部分加起来大概60美元左右,占总成本的13%到14%左右。

苹果难道要放弃治疗了?

这个比例可一点儿都不低,要知道占iPhone成本比例最高的屏幕,也才20%左右。

手机的信号好不好,一方面跟设计有关,比如天线的位置等,一方面跟上述的三大类芯片有关,尤其是里面最核心的基带芯片。

就好比天线设计的再好,抓到的无线电波再强,如果解码的能力欠缺,或者速度不行,也会让用户感觉到网速慢、信号差。

基带芯片价格这么贵,又涉及到信号问题,苹果自然就动了自研基带的心思

而且苹果信心满满,毕竟果子家在自研芯片上接连赢下了两大战役:移动级的A系列和桌面级的M系列,让Intel等一众老牌厂商都汗流浃背。

但经过了多年的努力,最近业内却传出了苹果要砍掉自研基带芯片的流言,甚至连芯片的成品都没看到,可见事情远比想象的要难。

在分析为何这么难之前,我们先来梳理一下苹果在自研基带芯片的吃瘪过程。

1、苹果的Sinope计划

我们开头提到过,果子家最新的iPhone15用的是高通的基带芯片。但在2007年的*代iPhone上,乔布斯选了一家欧洲的厂商:英飞凌(Infineon)

英飞凌是一家德国公司,以前是西门子集团的半导体部门,1999年拆分独立,是现在欧洲为数不多的半导体核心资产。

西门子搞无线通信也很强,当年横行中国通信行业的“七国八制”里就有它们,所以英飞凌在基带芯片的设计上天然就带着一些优势。

所以乔布斯在设计*代iPhone时就选了英飞凌。当然还有一个原因,就是英飞凌的基带芯片面积小集成度高,塞得进寸土寸金的iPhone内部。

可惜,英飞凌没能延续欧洲在无线通信领域的辉煌和荣光,初代iPhone甚至没有3G功能,第二代和第三代虽然有了,但信号质量很一般。

更重要的是,这让“信号差”成为iPhone身上挥之不去的标签,至今未能扭转。

嘲讽iPhone信号差的手机壳

根子上的原因在于:在2G时代,欧洲联合起来搞出了GSM标准,而美国虽然也用GSM,但还另起炉灶搞了一套CDMA标准。

从全球的市场占有率来看,GSM标准*是呼风唤雨,统一了全球大部分国家的移动市场,只有北美等少数区域使用CDMA。

可能会有硅友记得,当年中国移动就是通过GSM“全球通”一骑绝尘,后来中国联通也加入战场,网络制式用的就是CDMA,但市场份额一直不高。

但到了3G时代,CDMA的春天就来了。

3G时代的三大标准分别是WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA——你从名字里就能看出,它们都使用了大量的CDMA技术和专利。

英飞凌在CDMA上的专利储备严重不足,需要投入巨资来研发,但此时的英飞凌已经独立很久了,没有大股东输血,慢慢地就跟不太上了。

而谁既拥有大量CDMA专利,又具备基带芯片设计能力呢?高通站出来说:正是在下。

而英飞凌的基带部门也走了很多欧洲公司的传统老路:卖给美国公司。2010年8月,英特尔宣布并购英飞凌的无线解决方案部门(WLS)。

注意不要忘记这个部门,它们未来还要多次出场。

高通的芯片的确好。从iPhone4S开始,苹果就迫不及待的全部换上了高通基带。苹果的信号问题暂时得到了缓解。

到了2013年,两家更是签订了一份独特协议:高通支付给苹果10亿美元,换来iPhone基带芯片的“独占权”。

但熟知苹果风格的人都知道,苹果最讨厌两种供应商——*种是水平菜的(按苹果自己的标准),第二种是狮子大开口,敢在苹果面前装逼的。

英飞凌是*种,高通则是第二种。

在3G和4G时代,高通凭借手上攒了多年的CDMA专利,赚钱赚到手软。它除了卖基带芯片之外,还要求按照手机售价的一定比例来收专利费。

库克又一次在电话会上表达过不满:我们向高通买了一台沙发,但沙发的定价居然要按照整栋房子的价格来计算,这显然是不合理的。

到了2017年,两家的矛盾爆发了。苹果以高通收取过高的费用为由,向加州地区的法院提起诉讼,要求高通支付10亿美元的退款。

那高通的专利授权费究竟有多高?答案是5%的iPhone售价(上限为400美元),这数据是庭审辩论时由苹果的律师团所提出的。

而除了诉讼之外,库克还有第二手:在官司还在进行中时,他找来苹果芯片负责人Johny Srouji面授机宜,要求启动自研基带芯片项目。

Johny Srouji这个人我们之前写过[7],阿拉伯裔,出生于以色列,一手缔造了苹果A系列和M系列芯片的辉煌,是硅谷*的大神。

苹果给基带芯片的项目,命名为“Sinope”,名字出自希腊神话中代表智慧的的仙女。立项之后,苹果就开始用钞能力扫清目之所及的一切障碍。

先是统一内部声音,支持与Intel合作开发基带芯片的无线主管Ruben Caballero被迫离开公司,尽管这位老臣已在苹果度过了14个春秋。

接着是挥舞着支票,定向挖人。2019年3月,苹果特意在高通公司总部所在地圣迭戈(San Diego)建立了一个工程中心,并给出1200人的HC,用意十分明显[2]。

最后则是买下成建制的团队以及专利。2019年的7月,苹果宣布以10亿美元的对价,将Intel旗下基带部门连同2000多名员工以及专利,一同揽入怀中。

面对苹果的三板斧,高通立马就慌了,毕竟自研的A系列芯片在手机上可是大获成功,桌面级的M系列芯片也即将横空出世。

于是高通CEO在财报电话会上干脆认怂卖乖:他预测3~5年之内,苹果自家的基带芯片就会取代高通。

结果却大跌眼镜,简单说就是苹果做出了基带芯片,但远不如高通的

在2022年年底的苹果内部测试中,苹果自研的基带芯片一败涂地,速度慢、易发热再加上芯片的外围电路太大,“占据了半部iPhone的面积”

现场的高管给这款芯片盖棺定论:落后高通三年[2]。而这款芯片原本要在2023年上机,也就是说本来要准在iPhone15上的。

而最后iPhone15上装的,是高通最新款的X70基带芯片,苹果更是在9月份跟高通续约,继续使用高通基带三年,直到2026年,当日高通股价大涨。

到了上上周,业界传出了苹果放弃治疗,准备砍掉基带团队的消息。尽管尚未被证实,当苹果基带大败局的事实,已经确之凿凿。

给大家简单撸了一张苹果自研基带芯片的时间线,省事儿可以只看这张图。

苹果难道要放弃治疗了?

问题来了:以苹果的实力,居然也会翻车,这基带芯片到底难在哪里?

2、基带芯片难在哪?

不知道硅友们记不记得:以前的手机,经常会分什么移动版、联通版或者电信版,通常这家的手机用不了另外一家的SIM卡。

比如早期国内的iPhone,就只有联通版和电信版,没有移动版,原因就是初代iPhone的手机基带芯片,并不兼容到移动的TD-SCDMA。

你要想让基带芯片更聪明一点,多兼容一个通信标准,就得投入大量的研发资金,来积累这个通信标准的技术和专利。

但难点在于:无线通信经过几十年的演化,存在从2G到5G的各种制式,需要熟稔各种五花八门的标准,才能把高速的信息从看不见的无线电波中解析出来。

而一款好的基带芯片,不但要能解码最新的网络标准,还必须向下兼容2G/3G/4G等各种网络制式,做到“全网通”,用户体验才好,不至于出个国就得换一部手机。

所以,以前通信标准少,基带相对好做;而随着2G到5G通信标准越来越多,基带也越来越难做。

在2G时代,全球大概有几十家能做基带的公司;到了3G时代,还能有10家不到;到了4G时代,进一步缩减到了7~8家。

而到了5G时代,全世界能做“全网通”基带芯片的,只剩下5家公司:高通、三星、联发科、华为海思和紫光展锐。

有小伙伴可能会问:联发科和展锐何德何能,居然能做出基带芯片?

原因很简单——做的足够早。

联发科就不用说了,早在2G时代就开始做基带芯片了,手机芯片强的一笔,后来更是凭借Turn-key方案成为“功能机*”,直接繁荣了华强北。

而位于上海的展讯也一样,2001年成立,2003年搞出了GSM基带芯片,后来做出了支持TD-SCDMA的基带芯片,又靠收购的MobilePeak搞出了WCDMA基带,一路苦熬才撑到现在。

虽然这两家的产品相对偏中低端(联发科比展讯好一些),但每家手里都攒了一大堆专利和数不清的工程经验,这些都是新玩家难以绕开的。

华为在2010年之后才大规模进军手机行业,所以做基带芯片也有些晚。早期的华为智能手机如爆款的P6,用的也是别人家的基带芯片。

但凭借着在无线领域的深厚积累,华为迅速推出了“巴龙”基带,并在麒麟910之后把基带集成进了SoC,此后便一骑绝尘,跟高通一个水平。

苹果难道要放弃治疗了?

所以苹果做基带芯片失败的*个原因,就是起步太晚,技术和经验需要从头开始攒。

Intel当年不信就这个邪。我们前面提到,Intel在2011年接盘了英飞凌的无线部门,下定决心要搞出基带芯片,把被高通抢去的苹果重新抢回来。

英飞凌不是缺乏CDMA专利吗?那就接着买!2015年Intel收购了台湾公司威睿电通(VIA Telecom)手上的CDMA专利,补上了关键的短板。

更重要的是,反感高通的苹果也支持Intel,库克巴不得硅谷老大哥能出手教年轻气盛的高通做人,自己好趁机压价,降低成本。

但现实却很骨感。英特尔确实搞出了4G全网通基带芯片,并在苹果的支持下装上了iPhone,但性能离高通差一大截,非常拉胯,让苹果在“信号差”的路上越走越远。

最终苹果挥泪斩马谡,重新投回高通怀抱。英特尔也心灰意冷,把基带部门和2000多名员工打包10亿美金,卖给了苹果。之后苹果卷起袖子自己下场,但结局大家也看到了。

对此高通只能表示:给你机会,你不中用啊!

苹果难道要放弃治疗了?

其实在基带芯片上翻船的,不光是苹果和Intel这对难兄难弟,还有现在如日中天的英伟达。

英伟达在iPhone开启智能手机时代后,觉得不能光在显卡领域待着,想去手机领域打一把野,于是便推出了手机AP芯片品牌——Tegra。

而为了弥补专利上的短板,英伟达在2011年花了3.67亿美元,并购了基带和射频领域厂商Icera,后者拥有Livanto基带芯片家族,颇有声望。

英伟达的想法,是把Icera的基带集成到自家的AP芯片Tegra上,整合成一片SoC(System on Chip),就像华为把“巴龙”基带集成到麒麟SoC上一样。

但英伟达足足搞了四年,也没能搞定。

资深米粉用户可能会记得,2013年小米发布的小米3,其中联通版和电信版用的是高通骁龙800,基带直接集成进SoC中,性能强悍。

而小米3的移动版,搭载英伟达的Tegra4芯片,但基带却外挂了一枚展讯的芯片。最终用户的评价代表一切:这是小米被芯片坑的最惨的一次。

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小米3宣传文案

最后,英伟达的基带梦想和Tegra芯片一起,消失在手机的江湖中。

除了Intel、英伟达和苹果之外,在基带芯片上折戟和退出的名单上,还有TI、博通、Marvell、飞思卡尔……等一长串的名单。

如上文所述,基带本质上是“芯片“和“通信”两个行业的交叉领域,既要精通芯片设计,又要在无线领域积累大量经验和专利。

这两项有一项能做到,就已经很牛逼了。两项都能从容拿捏无异于德艺双馨,全球能做到的老司机越来越少了。

长期以来,人们更多关注的是手机AP芯片,比如苹果的A系列、高通的骁龙、海思的麒麟、三星的猎户座等,对基带芯片关注较少。

但从价值量(占手机成本大于10%)和难度(技术和专利)的角度看,基带芯片也是一颗分量十足——工业明珠

3、逐渐关上的大门

随着4G、5G甚至6G频谱的越来越复杂,未来几乎不会再有新的厂商半路出家搞基带芯片了。

最新放弃的是Oppo的哲库,其位于北京的B中心就是专门做基带的,规模据说有几百人——而根据芯谋顾文军的说法:基带芯片*团队配置也得要1500人[5]。

而一个合格的基带芯片研发团队,通信人才的比例甚至要高于芯片人才。而对于Intel和苹果这些美国厂商来说,搞定“通信”要比搞定“芯片”更难。

苹果在美国搞基带几乎只有高通的人能挖了,其他公司基本上都没有精通无线的大团队了。对此,知乎上一个回答其实说在了点子上。

苹果难道要放弃治疗了?

对没有苹果有钱的厂商来说,似乎只有外购一条路了——华为和三星的基带芯片不对外销售,联发科和展锐相对偏中低端,所以各家的旗舰机,只能买高通的基带方案。

而高通的基带芯片又跟AP芯片捆绑销售(除了苹果等极少数客户),收割的镰刀挥舞起来毫不客气,甚至有“买基带,送SoC”的说法。

所以,未来全球基带芯片的变局,只有苹果还存在一丝可能,也只有苹果还有余力打破高通卡脖、勇摘工业明珠了。希望传言是假的。

尤其是在山顶上,还坐着两家大陆公司一家台湾公司,正在慈爱地看着果子勇攀科技高峰,这是全球科技战中难得一见的场景。

这岂止是罕见,简直就是罕见。

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