蘋果造芯：有人歡喜，有人愁

　　近日，據(jù)某供應(yīng)鏈芯片消息，iPhone 14或許是蘋果最后一款搭載第三方基帶芯片的iPhone產(chǎn)品。到iphone 15，蘋果或?qū)⑷�部采用自研芯片。雖然真實性還有待確認，但是蘋果自研這條路已經(jīng)走的爐火純青，全自研只是時間上的問題。這些年來，蘋果自研芯片這個蹊徑誤傷了一片蘋果的供應(yīng)商，甚至有些廠商面臨生死存亡。但另一方面，蘋果此舉，也教會了系統(tǒng)廠商，探索起新玩法。

　　蘋果一手建立起芯片帝國

　　幾年來，蘋果一直在穩(wěn)步設(shè)計越來越多的處理器芯片。控制處理器是蘋果長期垂直整合運動中最新和最大的一步。如今，蘋果已經(jīng)為其iPhone、iPad、Mac和手表生產(chǎn)了許多芯片。

　　很早之前，喬布斯就認為，蘋果就應(yīng)該擁有其產(chǎn)品內(nèi)部的技術(shù)，而不是依賴多家其他芯片制造商的芯片混搭。所以，2008年，蘋果收購了PA Semi，開始了其自研之路。自研芯片是個燒錢的生意，但只要該公司每年銷售3億臺設(shè)備，蘋果進軍復(fù)雜而昂貴的芯片業(yè)務(wù)就很有意義。而事實也證明，蘋果自研芯片是一項明智的舉措。

　　首先是手機芯片，2010年蘋果內(nèi)部設(shè)計出第一款處理器A4。此后的A系列芯片憑借在工藝制程、CPU架構(gòu)和GPU核心上的代代改進，一直是移動平臺上高性能芯片的代表。下圖展示了到A11芯片的歷年開發(fā)時間和主要特點，如今蘋果的A系列芯片已經(jīng)到了A15仿生芯片。

　　再就是蘋果手表芯片S系列，2015年蘋果為其手表研發(fā)了第一款芯片S1，2016年蘋果又相繼推出了S1P和S2，2017年發(fā)布了S3，如今已到了S7芯片。

　　然后是蘋果的無線芯片W系列和H系列，2016年蘋果研發(fā)出了第一款無線芯片W1，第一代AirPods用的便是W1芯片，真無線耳機AirPods一經(jīng)推出，便收到業(yè)界廣泛的追捧。2017年蘋果特意為Apple watch 3 研發(fā)了能支持藍牙的W2芯片。2018年蘋果又研發(fā)出了W3芯片。2021年，蘋果又一款自研芯片H1問世，相比原來的W1主要是加強了無線連接表現(xiàn)。

　　2019年蘋果推出了超寬帶技術(shù)U1芯片，iPhone 11和Apple Watch S6是首款配備U1的設(shè)備。U1中的U是指的UWB技術(shù)，因為蘋果的加入，UWB技術(shù)也引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注，筆者在此前的《》中介紹了UWB的國內(nèi)行業(yè)玩家積極涌入的動態(tài)。

　　2020年11月，蘋果放棄X86架構(gòu)，推出了基于Arm的Mac電腦芯片M1，M1芯片的推出使得蘋果將自己與PC行業(yè)的其他公司進一步區(qū)分開來。正如iPhone塑造了智能手機市場一樣，Apple的新設(shè)計自由度可能會對其他PC制造商產(chǎn)生影響。

　　誤傷芯片供應(yīng)商

　　多年來蘋果一直使用三個獨立的CPU 供應(yīng)商為其臺式機和服務(wù)器產(chǎn)品提供動力。從1983年到1990年使用摩托羅拉的CPU，1994年到2005年使用PowerPC，從2006年到2020年轉(zhuǎn)而采用英特爾的CPU。蘋果M1芯片的發(fā)布，使得英特爾失去了蘋果這個客戶，失去蘋果對英特爾來說并不是一個巨大的打擊，因為蘋果在個人電腦領(lǐng)域只是一個小玩家，但它增加了英特爾已經(jīng)失去魔力的感覺。

　　雖然大家都以為蘋果發(fā)布M1最大的受害者是英特爾，但其實正在謀求復(fù)興的AMD才最受傷。M1芯片的成功首秀，讓同處于X86陣營的AMD接受了一次來自ARM芯片的跨界打擊，讓業(yè)界有機會對個人電腦的硬體設(shè)計，乃至芯片架構(gòu)的歸屬進行思考。這勢必會引起其他依托Arm架構(gòu)廠商的關(guān)注和試探。在這方面，高通和三星都在ARM PC上躍躍欲試。

　　M1是蘋果首款采用先進 5nm制程打造的個人電腦芯片，該工藝優(yōu)于AMD的7nm工藝和英特爾的10nm制造工藝，封裝了數(shù)量驚人的 160 億個晶體管

　　在GPU方面，2008年11月，Imagination首度拿下Apple的設(shè)計訂單，開始授權(quán)其PowerVR SGX繪圖處理器。2014年2月，Apple擴展其多年授權(quán)協(xié)議，得以使用Imagination現(xiàn)有以及未來的PowerVR繪圖和視訊IP核心系列。但是2017年，蘋果開始進軍GPU，宣布將在2年內(nèi)逐步在其產(chǎn)品中停止使用Imagination的PowerVR GPU IP核心，決定轉(zhuǎn)向自家研發(fā)，此舉無疑誤傷了Imagination的業(yè)務(wù)。在失去其最大客戶Apple之后，Imagination被Canyon Bridge集團收購。而在2020年，蘋果與Imagination又簽訂了新的“多年許可協(xié)議”。而現(xiàn)在，隨著5G和新能源汽車等的需求，Imagination的GPU IP將發(fā)揮比以往任何時候都重要的作用。

　　而射頻和模擬半導(dǎo)體廠商Skyworks有近6成的收入是來自蘋果，華爾街資本市場分析機構(gòu)Seekingalpha表示，隨著蘋果擴大自己的內(nèi)部芯片制造業(yè)務(wù)，蘋果可能會慢慢與包括Skyworks在內(nèi)的一些主要芯片供應(yīng)商減少甚至斷絕關(guān)系。去年年底，彭博社爆出的蘋果為其“無線設(shè)計驗證工程師”大規(guī)模招聘職位，消息傳出當(dāng)天，Skyworks股價下跌11%。彭博社之前提到，蘋果很可能會直接從Skyworks挖人，而挖人是蘋果一貫的做法。

　　而現(xiàn)在的消息是，蘋果自研基帶芯片走上了正軌，多年來，蘋果一直在研究內(nèi)部調(diào)制解調(diào)器芯片，1月10日，根據(jù)《工商時報》的報道表示，蘋果公司自研的5G基帶以及和5G基帶配套的5G射頻IC已經(jīng)完成設(shè)計，目前正準備投入試產(chǎn)階段。日經(jīng)亞洲報道也指出，蘋果計劃采用臺積電的4納米芯片生產(chǎn)技術(shù)，從 2023 年起量產(chǎn)其首款內(nèi)部 5G 調(diào)制解調(diào)器芯片。如果蘋果基帶芯片成功研發(fā)出來，那么高通將是下一個被誤傷的芯片廠商。

　　高通首席財務(wù)官 Akash Palkhiwala在2021年11月的一個投資日活動上表示，高通預(yù)計2023年將僅供應(yīng)蘋果調(diào)制解調(diào)器芯片的20%。不過高通似乎不擔(dān)心蘋果自研或者轉(zhuǎn)向其他供應(yīng)商，這主要是因為，除了蘋果這個客戶外，與小米公司、Oppo 和 Vivo 等高端智能手機制造商的合作，其手機收入增長將快于整體市場。

　　系統(tǒng)廠商從中悟道

　　蘋果走在了自研芯片的前列，且收獲了成功的果實。這也令系統(tǒng)廠商嗅到了其中的好處。許多系統(tǒng)廠商已經(jīng)感到他們的創(chuàng)新步伐受限于芯片制造商的時間表。尤其是當(dāng)下，摩爾定律走到極限，芯片發(fā)展速度放緩，而采用自己定制化的芯片將使他們能夠更好地控制軟件和硬件的集成，同時將它們與競爭對手區(qū)分開來。于是，許多系統(tǒng)廠商都開始不滿足于依賴高需求的標準芯片，包括亞馬遜、Facebook、特斯拉和百度等正在開發(fā)自己的半導(dǎo)體。

　　受到蘋果自研芯片的啟發(fā)，谷歌已經(jīng)確認即將推出的 Pixel 6 智能手機將配備谷歌設(shè)計的片上系統(tǒng)(SoC)。據(jù)日經(jīng)亞洲的報道，谷歌正在為 Chromebook 開發(fā)自己的芯片設(shè)計，以取代英特爾、AMD、聯(lián)發(fā)科和其他品牌提供的 CPU。谷歌的新 Chromebook 芯片顯然將基于Arm設(shè)計。據(jù)了解此事的人士稱，預(yù)計到2023年推出相關(guān)的芯片。此舉顯然是受到蘋果 M1 Mac 成功的“啟發(fā)”。據(jù)IDC的報道，在過去的幾個季度中，Chromebook 已成功成為全球最受歡迎的 PC。

　　國內(nèi)的手機系統(tǒng)廠商也在自研芯片上加速進擊。對于手機廠商來說，宇宙的盡頭就是造手機芯片，在這方面華為是做手機芯片的佼佼者，而國內(nèi)其他幾家主要手機廠商小米、OV、榮耀等基本以聯(lián)發(fā)科和高通手機芯片為主，如此標準化的芯片也讓他們很難打出自己的差異化優(yōu)勢。但SoC的投入更大、研發(fā)難度更高、失敗風(fēng)險也大，所以國內(nèi)的手機廠商大多選擇在其他如影像和充電領(lǐng)域的周邊芯片做起，隨著手機攝影向生產(chǎn)力工具的演變，消費者拍攝需求的增加，手機的計算能力面臨運算量大和高能耗的問題，于是獨立的影像芯片成為手機廠商的必爭之地。

　　目前小米已發(fā)布了三款自研芯片，分別是SoC芯片澎湃S1、ISP(Image Signal Processor，圖像處理器)芯片澎湃C1、充電芯片澎湃P1。雖然小米在手機SoC芯片上高開低走，受到了一些質(zhì)疑，但也證明了SoC芯片的開發(fā)難度之大。不過據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者從多方獲悉，小米正在招募團隊，重新殺入手機芯片賽道。從當(dāng)前的市場現(xiàn)狀看來，無論是小米的業(yè)務(wù)，還是財務(wù)數(shù)據(jù)，對小米來說，都是一個投入的好時機。

　　而OPPO也已發(fā)布公司首款自研影像芯片——MariSilicon X，據(jù)其稱，目前市面上沒有任何獨立6nm NPU的參考設(shè)計，這是全球第一個6nm影像專用NPU芯片。據(jù)悉，MariSilicon X的算力可高達18TOPs，而iPhone 13 Pro上的A15芯片算力為15.8TOPS，這也凸顯了定制化芯片的優(yōu)勢。

　　OPPO在做芯片這個事情上很有決心，OPPO創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官陳明永表示，如果沒有底層核心技術(shù)，就不可能有未來;而沒有底層核心技術(shù)的旗艦產(chǎn)品，更是空中樓閣。OPPO現(xiàn)在正在大張旗鼓進入手機芯片領(lǐng)域，他們不但高規(guī)格打造自己的芯片團隊，還在手機主控芯片，甚至在藍牙和 PMU 等多方面廣泛布局。據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察了解，OPPO也正在UWB芯片上布局，去年發(fā)布了“一鍵聯(lián)”手機殼套裝，還投資了UWB芯片公司瀚巍微電子。

　　去年9月，歷時24個月，超300人研發(fā)，vivo自研的專業(yè)影像芯片V1也在vivo X70系列上亮相。這也是vivo自研的首款芯片。此前vivo與三星合作研發(fā)芯片，推出了5G SoC芯片Exynos 980與Exynos1080等。

　　而華為則可以跟蘋果媲美，在手機SoC芯片的成就自不必多說。華為還推出了TWS藍牙芯片麒麟A1，華為表示，與蘋果H1芯片相比，麒麟A1芯片的時延為190mm，功耗降低50%，性能提升了30%。華為還自研了鯤鵬等PC芯片。近日有博主爆料稱，華為轉(zhuǎn)向研發(fā)電腦CPU，并且首款芯片或叫“盤古”。

　　結(jié)語

　　不得不說，蘋果為很多手機系統(tǒng)廠商指明了前進的道路和方向。接下來，系統(tǒng)廠商所自研的芯片會越來越多，將核心零部件控制在自己手里，勢必是廠商們的最終追求。