蘋(píng)果將進(jìn)入自研芯片新時(shí)代，終極目標(biāo)是“全集成”？

據(jù)最新報(bào)道，即將于今年12月進(jìn)入量產(chǎn)的iPhone SE 4會(huì)是蘋(píng)果自研5G基帶芯片的首秀，這也是其首次推出非SoC（系統(tǒng)級(jí)芯片）的定制解決方案。不止是自研5G基帶，蘋(píng)果還打算在明年的iPhone 17系列中采用自研Wi-Fi+BT芯片 —— 從2025年下半年開(kāi)始，蘋(píng)果的5G和Wi-Fi+BT芯片將逐步應(yīng)用于新產(chǎn)品中。

然而，由于這兩款芯片采用不同的臺(tái)積電工藝，因此它們的切換時(shí)間表可能會(huì)因各自的生產(chǎn)計(jì)劃而有所不同。

蘋(píng)果積極推進(jìn)自研芯片計(jì)劃

行業(yè)分析師郭明錤也確認(rèn)iPhone SE 4將是蘋(píng)果首款采用定制5G調(diào)制解調(diào)器的設(shè)備，但仍將由博通為其提供Wi-Fi 7芯片，預(yù)計(jì)最早于2025年第一季上市。作為一款價(jià)格較低的設(shè)備，iPhone SE 4將讓蘋(píng)果有機(jī)會(huì)在用戶手中大規(guī)模測(cè)試調(diào)制解調(diào)器的性能，進(jìn)而再將其應(yīng)用到主線iPhone中，或許在2025年9月就將會(huì)看到第二批搭載蘋(píng)果自研5G調(diào)制解調(diào)器的設(shè)備iPhone 17 Air（或叫slim）。

當(dāng)前，全球5G網(wǎng)絡(luò)頻段主要分為Sub-6GHz和毫米波（mmWave）：其中毫米波傳輸速度更快，但傳輸距離較短，適用于人口密集的城市區(qū)域；而Sub-6GHz雖然傳輸速度相對(duì)較慢，但信號(hào)傳播距離更遠(yuǎn)，更適合郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。

但據(jù)DigiTimes報(bào)道，蘋(píng)果5G調(diào)制解調(diào)器芯片的首個(gè)版本可能不支持更快的毫米波技術(shù)，而是僅限于5G中的Sub-6GHz頻段，在短期內(nèi)仍需高通滿足毫米波技術(shù)的需求。作為一款低價(jià)設(shè)備iPhone SE系列缺乏毫米波支持是符合邏輯的，而超薄款的iPhone 17則也可能需要放棄毫米波技術(shù)以實(shí)現(xiàn)更薄的設(shè)計(jì)。

預(yù)計(jì)自研5G基帶芯片將在幾年內(nèi)逐步擴(kuò)展至蘋(píng)果的其他產(chǎn)品線，最終完全取代高通芯片。值得一提的是，此前蘋(píng)果與高通達(dá)成和解后，與高通的5G基帶芯片供應(yīng)協(xié)議已經(jīng)延長(zhǎng)至2027年3月，這為蘋(píng)果自研的5G基帶芯片研發(fā)與部署提供了充足的時(shí)間。

2019年，蘋(píng)果花費(fèi)10億美元收購(gòu)了英特爾的移動(dòng)基帶芯片部門(mén)業(yè)務(wù)，獲得超過(guò)17000項(xiàng)專利和超過(guò)2200名員工。不過(guò)芯片的設(shè)計(jì)仍然充滿波折，2022年甚至一度傳出自研基帶芯片失敗的消息；到了2023年底，有消息傳出由于開(kāi)發(fā)上的挫折，面臨著過(guò)熱、電池壽命和組件驗(yàn)證等問(wèn)題，蘋(píng)果被迫將自研調(diào)制解調(diào)器的首次亮相推遲到2025年或更晚。

郭明錤預(yù)計(jì)，蘋(píng)果的自研5G基帶在2025年的出貨量將達(dá)到3500-4000萬(wàn)顆，這一數(shù)字雖然相對(duì)于蘋(píng)果的總出貨量來(lái)說(shuō)并不算大，但已經(jīng)顯示出蘋(píng)果在自研基帶方面的初步成果和市場(chǎng)信心。隨著技術(shù)的成熟和市場(chǎng)的擴(kuò)大，預(yù)計(jì)在2026年將達(dá)到9000萬(wàn)-1.1億顆，2027年更是有望達(dá)到1.6-1.8億顆。

自研Wi-Fi芯片跟進(jìn)

除了基帶芯片外，外媒也多次報(bào)道蘋(píng)果在自研Wi-Fi芯片和藍(lán)牙芯片，目前所有iPhone都使用的是由博通提供的Wi-Fi+BT組合芯片，博通每年為蘋(píng)果供應(yīng)超過(guò)3億顆Wi-Fi+BT芯片（簡(jiǎn)稱Wi-Fi芯片）。為了減少對(duì)供應(yīng)商的依賴，2025年下半年的新產(chǎn)品蘋(píng)果計(jì)劃采用自家的Wi-Fi芯片，由臺(tái)積電N7（7nm）工藝制造，支持最新的Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)計(jì)蘋(píng)果在未來(lái)三年內(nèi)將幾乎所有產(chǎn)品都過(guò)渡到自研Wi-Fi芯片，以降低成本并增強(qiáng)蘋(píng)果生態(tài)系統(tǒng)的集成優(yōu)勢(shì)。

從去年開(kāi)始，Wi-Fi 7已經(jīng)在智能手機(jī)上應(yīng)用，到今年各家推出的中高端手機(jī)，基本已經(jīng)標(biāo)配支持Wi-Fi 7。蘋(píng)果在去年發(fā)布的iPhone 15上，繼續(xù)沿用了Wi-Fi 6E，到今年iPhone16系列終于升級(jí)到Wi-Fi 7。

相比于Wi-Fi 6，Wi-Fi 7最高傳輸速度可以達(dá)到46Gbps，比Wi-Fi 6E提高4倍。Wi-Fi 7將支持更多的頻段，包括2.4GHz、5GHz、6GHz，在此之前，Wi-Fi 6支持2.4GHz和5GHz兩個(gè)頻段，Wi-Fi 6E支持6GHz頻段（Wi-Fi設(shè)備向下兼容）。不過(guò)，因?yàn)椴煌貐^(qū)頻段分配的問(wèn)題，Wi-Fi 7支持的6GHz頻段在不同地區(qū)會(huì)有所區(qū)別，如美國(guó)、韓國(guó)和巴西將整個(gè)6GHz頻段（5.925-7.125GHz）分給了Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7。

但是實(shí)際上iPhone 16系列支持的最大信道帶寬僅為160MHz，這跟上一代的iPhone 15 Pro系列相同（iPhone 15標(biāo)準(zhǔn)版僅支持80MHz）。而正常來(lái)說(shuō)，Wi-Fi 7支持的最大帶寬應(yīng)該為320MHz。

有意思的是，蘋(píng)果剛剛發(fā)布的新款Mac系列產(chǎn)品，包括Mac mini、iMac和MacBook Pro，雖然都換上了最新的M4系列芯片，甚至用上了雷電5接口，但在Wi-Fi方面依然只支持Wi-Fi 6E標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有與iPhone同步最新的Wi-Fi 7。或許蘋(píng)果今年在Wi-Fi 7上作出的各種“閹割”，是為了明年襯托自研Wi-Fi芯片，這也提高了蘋(píng)果自研芯片明年下半年上馬的可信度。

蘋(píng)果為何不放棄自研芯片

從2010年推出的iPhone 4開(kāi)始，蘋(píng)果便采用了其自研的A4芯片，這也開(kāi)啟了蘋(píng)果SoC的自研之路。自此以后，蘋(píng)果每年都會(huì)更新其A系列芯片，用于iPhone、iPad以及其他設(shè)備中。這些芯片持續(xù)改進(jìn)，包括提高性能、降低功耗以及增加新功能，如集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理能力等。

但基帶芯片一直是蘋(píng)果的弱項(xiàng)，這也導(dǎo)致iPhone長(zhǎng)期以來(lái)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)方面表現(xiàn)不佳。在早期的iPhone中是由英飛凌為蘋(píng)果提供基帶芯片，從CMDA版本的iPhone 4開(kāi)始采用高通的基帶芯片，并且此后多數(shù)iPhone型號(hào)均使用了高通的基帶芯片。

不過(guò)蘋(píng)果高通發(fā)生專利戰(zhàn)之后，為了減少對(duì)高通的依賴，iPhone 7到iPhone 11系列選擇混用高通和英特爾的基帶。實(shí)際應(yīng)用后，用戶反饋英特爾的基帶芯片在性能上并不如高通，根據(jù)第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，正常情況下使用高通基帶的手機(jī)會(huì)比使用英特爾基帶的手機(jī)信號(hào)會(huì)好30%。

在蘋(píng)果認(rèn)為2020年iPhone支持5G是必要條件的背景下，蘋(píng)果和高通因調(diào)制解調(diào)器相關(guān)的專利使用費(fèi)和專利權(quán)的法律糾紛在2019年達(dá)成和解。但擺脫單獨(dú)供應(yīng)商仍然成為蘋(píng)果的戰(zhàn)略目標(biāo)，資料顯示，2010年至2016年，蘋(píng)果一共向高通支付了161億美元的芯片采購(gòu)費(fèi)以及72億美元的專利許可費(fèi)。

蘋(píng)果首款5G基帶芯片或許不會(huì)為用戶帶來(lái)顯著的好處，但對(duì)于iPhone SE 4，蘋(píng)果希望進(jìn)一步控制價(jià)格，再結(jié)合現(xiàn)在的時(shí)機(jī)，采用自研5G基帶芯片就是一個(gè)比較好的選擇。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)TD Cowen數(shù)據(jù)，iPhone16 Pro Max（256GB）的BOE物料成本為485美元，其中5G基帶成本28美元，達(dá)到了A18 Pro處理器的62%，也占了總物料成本的近6%。

通過(guò)推出定制的5G基帶芯片，蘋(píng)果將可大大減少外部采購(gòu)費(fèi)用，降低其零部件成本。據(jù)華爾街研究機(jī)構(gòu)Wolfe Research發(fā)布的一份報(bào)告顯示，隨著蘋(píng)果開(kāi)始在iPhone 17系列中導(dǎo)入自研的5G基帶芯片，預(yù)計(jì)將減少35%蘋(píng)果對(duì)高通貢獻(xiàn)的營(yíng)收，到2026年將繼續(xù)減少35%。

雖然蘋(píng)果已經(jīng)成功地用自研Arm處理器取代了英特爾CPU，但設(shè)計(jì)5G調(diào)制解調(diào)器和Wi-Fi芯片是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，涉及眾多難題：在射頻、算力、能效、頻段等方面都有著嚴(yán)格的要求，遠(yuǎn)超普通芯片的研制難度。iPhone目前與175多個(gè)國(guó)家的100多家無(wú)線運(yùn)營(yíng)商合作，新芯片需要經(jīng)過(guò)大量測(cè)試和認(rèn)證才能接入其網(wǎng)絡(luò)。此外，蘋(píng)果在開(kāi)發(fā)過(guò)程中還必須面對(duì)技術(shù)積累和專利權(quán)的挑戰(zhàn)。

更重要的是，外掛基帶的弊端非常明顯，不僅導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量較差，同時(shí)也會(huì)提升功耗，占用更多機(jī)身內(nèi)部空間以及較差的協(xié)同能力。不能在A系列芯片中集成基帶，也是iPhone一直以來(lái)被詬病信號(hào)差的主要原因。

“全集成”才是終極目標(biāo)

蘋(píng)果從2020年開(kāi)始推出自研M系列芯片，Mac產(chǎn)品線在去年也已完成了向這一系列芯片的過(guò)渡。憑借A系列、M系列芯片讓iPhone、MacBook成為市場(chǎng)上獨(dú)一無(wú)二能效比的產(chǎn)品，在自研芯片里吃到甜頭的蘋(píng)果也開(kāi)始著眼于其他的芯片。

隨著蘋(píng)果開(kāi)始使用自研5G基帶芯片、Wi-Fi芯片，在后期迭代過(guò)程中，預(yù)計(jì)未來(lái)將這些自研外圍功能芯片與A系列芯片進(jìn)行集成，從技術(shù)角度看，長(zhǎng)時(shí)間影響蘋(píng)果iPhone的信號(hào)、發(fā)熱、功耗等問(wèn)題將迎刃而解。將蜂窩調(diào)制解調(diào)器、Wi-Fi和藍(lán)牙功能整合到一個(gè)組件中，最終將SoC外圍的芯片全部集成進(jìn)A系列芯片中，蘋(píng)果走向的是SoC的“大一統(tǒng)”。

打開(kāi)蘋(píng)果自研芯片列表來(lái)看，除了熟知的A、M系列SoC等級(jí)的芯片外，蘋(píng)果也自研了許多功能性的小芯片 —— 在無(wú)線連接上，蘋(píng)果已經(jīng)陸續(xù)推出了W、H、U三大系列。從Apple Watch Series 4到Apple Watch Ultra內(nèi)的S系列芯片，當(dāng)中也集成了改良版的W3無(wú)線連接芯片，以優(yōu)化與iPhone的連接性能，并加入了對(duì)藍(lán)牙5.0的支持。當(dāng)下蘋(píng)果正在打算把這種模式運(yùn)用到iPhone當(dāng)中，Apple Watch不愧為iPhone新技術(shù)的試驗(yàn)田。

蘋(píng)果不斷的自研，最終的目標(biāo)其實(shí)還是想要更好的「掌控」，最終達(dá)到利潤(rùn)最大化，甚至不排除在自研成功之后，也會(huì)從專利授權(quán)當(dāng)中獲利。