苹果的芯片帝国

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自研芯片，非常美妙的四个字，芯片代表着目前地球上集成度最高的科技实力，而自研往往意味着能够自己掌控芯片设计这一关键阶段，无数厂商为了自研芯片而前赴后继。
而苹果，就是这无数厂商中的佼佼者。
但对于这家硅谷公司来说，一路走来并不容易，2007年，没有做过手机的苹果，利用iPod和Mac的供应链，“拼凑”出了初代iPhone：来自三星的处理器、NAND和SDRAM，来自Balda的触摸屏，来自美光的图像传感器，来自Marvell的WiFi芯片，来自Wolfson的音频芯片，来自英特尔的NOR和SRAM芯片……
苹果一直试图把芯片抓在手中，例如90年代与IBM合作推出的PowerPC处理器等，但最终的结局往往都不甚美好，直到iPhone的出现，才让苹果真正把握住了自研芯片，从A4芯片开始，苹果自研芯片逐步发展壮大，通过不断收购和台积电这一铁杆盟友的晶圆厂，最终成功打造出了自研的A系列芯片。
而在A系列走向成功后，苹果还动了进军桌面端的心思，2020年11月，苹果正式推出搭载M1芯片的MacBook，成功拓宽了自研芯片的版图。
但苹果的目光，似乎没有局限在SoC这一类产品中，它似乎想把更多芯片抓在手里。
屡败屡战的基带
首先就是多年来苹果苦苦自研的产品——基带。
自2007年发布 iPhone 以来，苹果公司一直在直接或间接地向高通支付许可费。
2007年刚发布iPhone时，苹果一度使用英飞凌基带，但由于专利问题，使用它还需要向高通支付许可费，不过，当时高通没有按照惯例的"FRAND"条款直接向苹果公司授予许可，而是与特定的苹果合同制造商（"CMs"），即制造和组装苹果产品的第三方制造商签订了保密许可协议，由CMs来支付高通的专利使用费，最终将费用全部转嫁给苹果。
而为了减免过高的专利费，苹果还与高通签订了一份 "营销激励协议"，禁止苹果销售 WiMAX 终端，这是一种新兴的 4G 标准，与 LTE 有竞争关系，而高通在这方面缺乏有意义的专利。
而在2011年时，苹果终于用上了性能更好的高通基带，但代价是和高通签订了独家供货换取专利费折扣的协议，从这一年开始，苹果通过确保高通基带的独占地位，外加不与监管机构配合调查高通，来获取高通支付的每年10亿美元的费用。
这里需要解释一下，因为高通的专利费用是根据手机出货量来计算的，单部手机收取售价5%的专利授权费用，里面包含了从 2G 到 4G 的通信专利，2013年以前iPhone出货量将将破亿，而起售价还停留在599美元，相对来说独家协议并未让苹果损失太多。
但随着后续iPhone年出货量突破2亿，以及更高价格的iPhone机型推出，这笔费用不断上涨，每年苹果都要支付给高通几十亿美元。
而为了解决付钱太多这一问题，苹果又做了非常多的努力，包括跳船英特尔基带，帮助反垄断机构调查高通，以及掀起专利大战，但毫无疑问，这些努力最后都打了水漂。
而截至目前，苹果所有的机型在基带上依旧使用的是高通产品。
而这一情况或许在未来就会得到改变，据知情人士透露，苹果公司经过五年多的研发，其自主研发的基带处理器（代号Sinope）将于明年春季首次亮相，该技术将成为苹果入门级手机 iPhone SE 的一部分，其将于明年正式发布。
苹果的自研基带已经酝酿了相当长一段时间，为了这一技术，苹果投资了数十亿美元在世界各地建立测试和工程实验室，还斥资约 10 亿美元收购了英特尔公司的无线部门，并斥资数百万美元从其他芯片公司聘请工程师，原本希望最早在 2021 年将其推向市场，但因各种技术和专利上的问题拖延至今。
值得一提的是，这次苹果下了非常大的决心，据报道，苹果在推出的第一代基带之后，还将持续改进后续产品，据知情人士透露，该公司目标是在 2027 年最终推出超越高通的产品。
当然，苹果的新产品也存在着非常明显的缺陷，这一基带并不支持 mmWave，只支持Sub-6，且仅支持四载波聚作为对比，高通的基带不仅能同时支持mmWave和Sub-6，还能同时支持六家或更多运营商。
不过，苹果基带也有自己的一些优势，知情人士称，因为通过主处理器来进行智能管理，苹果基带将提供相对于 SAR （即特定吸收率，是衡量人体吸收的无线电频率的指标，美国联邦通信委员会等政府机构负责规定可接受的水平）限制的更好性能。
报道指出，到2026年，苹果希望通过第二代基带在性能上接近高通。这款芯片代号为Ganymede，预计将在iPhone 18系列中亮相，并于2027年用于高端iPad。
而在2027年，苹果计划推出其第三代基带，代号Prometheus，苹果希望这款组件的性能和AI功能能够超越高通，同时其还将支持下一代卫星网络。
从更长远的角度来看，苹果正在讨论将其基带与主处理器合并为单一组件的可能性。
殃及池鱼的射频前端和无线芯片
早在2021年底，就有消息称，苹果正在为其美国南加州新设立的办公室招聘无线网络芯片、基带芯片、射频芯片、蓝牙芯片等工程师，最终可能取代博通、Skyworks及高通供应的零组件。
这一消息表明，苹果开始计划着将自研范围扩展到整个射频前端芯片领域，射频前端作为手机无线通信模块重要部分，主要是对射频信号进行过滤和放大，与其他通信模块共同组成信号收发的上/下行链路。
而据报道，与代号Sinope的基带芯片一同推出的还有代号Carpo的射频前端芯片，二者会搭配一同使用，这一组件的推出也将分走高通的部分业务，并可能最终影响到Qorvo。
而Qorvo和高通并非苹果自研战略中的唯二受害者，博通和Skyworks也未能幸免。
据报道，苹果从明年开始转向自研的蓝牙和Wi-Fi连接芯片，这一举措将取代目前由博通公司提供的部分组件。
据知情人士透露，代号为Proxima的这款芯片已开发多年，预计将在2025年首批产品中投入使用。其表示，苹果的目标是开发一种从端到端的无线解决方案，与其他组件紧密集成并具有更高的能效，该组件将支持最新的Wi-Fi 6E标准，提供更好的带宽和更快的速度。
据了解，苹果结合了Wi-Fi和蓝牙功能的自研芯片，首先将用于新款家庭设备，包括升级版Apple TV和HomePod mini。随后该组件将在明年稍晚用于iPhone，并于2026年扩展至iPad和Mac。
不过，博通在无线领域处于市场领先地位，苹果或许无法在首代Wi-Fi芯片上与博通产品相匹敌，且博通作为供应商仍将为苹果的调制解调器提供射频滤波器组件。
事实上，Proxima芯片并非苹果首次涉足无线领域，之前苹果早就为AirPods和Apple Watch设计定制了无线组件，但这一关键自研芯片放在iPhone、iPad和Mac这样重量级的产品上，风险还是非常大的。
当然，苹果的基带也好，射频前端也罢，以及无线组件等等，都少不了台积电的身影，报道指出，这些产品统统交由了这家中国台湾的代工厂来进行生产。
苹果自研的下一步
在未来的苹果眼里，只是研发手机电脑要用的芯片已经满足不了自己庞大胃口了，它似乎已经把目光聚焦在另一个利润颇丰的市场之上了。
据外媒报道，苹果正与博通合作开发一款定制服务器芯片，用于支持其操作系统内置的AI服务和功能，这一项目的代号为“Baltra”，预计将在2026年投入生产。
除此之外，关于该项目的具体细节仍然非常有限，不过，在今年早些时候的苹果开发者大会上，软件工程高级副总裁克雷格·费德里吉（Craig Federighi）曾表示，Apple Intelligence（苹果智能）将同时运行在设备本地和通过由Apple Silicon驱动的私有云服务器中。
尽管苹果想要在无线组件领域提走博通自己干，但在服务器领域，反而要依赖后者，考虑到博通在服务器领域的积累，这一点并不让人感到意外。
比较有意思的是，博通此前已经和微软谷歌等大客户展开合作，而根据摩根大通分析师哈兰·苏尔（Harlan Sur）的报告，博通持续扩大AI ASIC客户设计赢单和合作管道，近期其AI客户合作基础从5家扩大到6家，不出意外的话，新增的这位大客户就是苹果。
从长期来看，苏尔预计博通每位AI客户在未来4-5年内的AI收入机会总额将超过300亿美元——累计超过1500亿美元的AI收入机会，并预计这期间AI半导体收入的年均复合增长率将达到30%-40%。
当然，苹果依靠的并不只有博通的定制业务。据报道，一支位于以色列的苹果工程师团队正主导苹果首款服务器AI芯片的雄心勃勃的开发工作。
知情人士透露，苹果最近开始开发首款专为AI应用设计的服务器芯片，该项目与博通合作，后者负责设计芯片的网络技术。苹果计划在2026年开始量产这款芯片，并已与台积电（TSMC）达成协议，利用其最先进的生产工艺之一进行制造。
报道指出，苹果在以色列赫兹利亚的研发中心（Herzliya R&D Center）主导了这一开发工作。这支团队此前成功开发了取代英特尔处理器的Mac芯片，直到最近，该团队还专注于为Mac打造一款高性能芯片（即M4 Extreme，配备 64 核 CPU 和 160 核 GPU），然而，苹果在今年夏天搁置了该项目，以优先开发AI芯片。
这一战略转变凸显了苹果优先级的变化以及其对AI领域的高度关注，在生成式AI领域这场革命中，苹果最初落后于谷歌和微软等竞争对手，而它正在弥补这一差距，近日，苹果通过推出更新版的Mac和iPhone操作系统迈出了缩小这一差距的一步，新系统具备图像生成功能并与OpenAI的ChatGPT集成。
与此同时，苹果致力于建立强大的硬件基础设施以支持其AI进步，而服务器AI芯片则是这一努力的基石，屡创自研芯片佳绩的以色列研发中心和具备丰富定制经验的博通相结合，似乎还没迈步就赢了一半。
再回过头来看，苹果自研版图似乎再次得到了大幅扩张，小到AirPods芯片，大到数据中心，未来都可能打着同一个苹果LOGO，都由同一个巨头所主导。
如此一想，苹果在某种意义上确实比风头正劲的英伟达还要强大和可怕，3万亿美元或许会困住后者，却困不住一个不断自研，带着一些“狼性”的苹果。
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