手機基帶芯片的亂戰(zhàn)(修訂版)
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大家知道，我現(xiàn)在不愛談半導(dǎo)體。作為一個極其龐大而且分工協(xié)作極其細分的產(chǎn)業(yè)鏈，又涉及到無比復(fù)雜的交叉科技和地緣政治，不可能簡單用紅色藍色或者黑色白色就上個標簽。也許，大多數(shù)人并不想知道事實或真相，他們只想知道自己是對的。
哲庫(Zeku)的事倒是讓我觸動挺大的，可能領(lǐng)導(dǎo)們沒看過這篇老文章吧。所以翻出來修訂再供大家批評。
華為的手機芯片在麒麟以前是用山峰來命名的，應(yīng)用處理器(AP)是喀喇昆侖的K3，基帶(Baseband Processor或叫Modem)是不那么出名的巴龍雪山；更不為人知的是3G芯片梅里(雪山)，因為它失敗了。哲庫的芯片命名用馬里亞納海溝。我想大家的寓意都是一致的，用于描述這項探險的艱難，但理解上卻存在上天下海的偏差。
引子
16年前，喬幫主發(fā)布第一代iPhone的時候，其實心里還是不太有底氣的。在發(fā)布會前喬布斯整整排練了6天，但是問題不斷：iPhone不是打不了電話就是上不了網(wǎng)。更糟糕的是，當時英飛凌提供的基帶芯片連3G都不支持，而諾基亞和摩托羅拉早4、5年就有了3G手機。
為了趕運營商AT&T的暑期檔和敲定綁定合同，喬布斯不得不提前發(fā)布了iPhone一代：一個半成品，一個只能打電話的音樂播放器。因為它還沒有應(yīng)用商店不能裝軟件、不能輸漢字、只有2G、沒有GPS、而其發(fā)售還要等半年后才開始。
iPhone倉促的發(fā)布使得谷歌得到充足的時間來模仿和學(xué)習iPhone。第二年，第一代安卓機G1發(fā)布時就完全趕上iPhone的進度，直接提供3G支持和應(yīng)用商店，帶GPS能導(dǎo)航甚至能換電池，高通SoC的信號還特別穩(wěn)定。此后，安卓的市占率一路飆升把iPhone甩在后面。
（2008年我在硅谷買的HTC Dream(G1)原本認為自己遙遙領(lǐng)先至少兩年的喬幫主震怒地說到：“我要用盡蘋果400億美金的現(xiàn)金，發(fā)動一場熱核戰(zhàn)爭，來摧毀安卓，because it's a stolen product(因為它是偷來的)。”回過頭來看，蘋果當初為什么選擇了當時并不算領(lǐng)先的英飛凌作為通信芯片提供商呢？新入行半導(dǎo)體圈的朋友，也許不知道2G-3G時代手機芯片競爭之慘烈，我們慢慢回顧一下。一、群雄爭霸在模擬手機(1G)時代，摩托羅拉是毫無疑問的老大，占據(jù)超過7成的市場份額。而其半導(dǎo)體部(后來的Freescale)，當年也是非常強悍，比如給蘋果電腦的CPU性能還曾比英特爾強半代。歐洲國家為了干翻摩托羅拉，合伙搞了GSM標準，隨后相關(guān)手機也紛紛出爐，平均一個國家一個吧：芬蘭諾基亞，瑞典愛立信，德國西門子，荷蘭飛利浦，法國阿爾卡特等。這些廠商不僅做手機，也自己做基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施(****等)和芯片，個個是全能。有意思的是，好像沒看見英國手機品牌。后來倒是一家曾叫橡果(Acorn)的英國公司倒是橫掃世界，這就是ARM。喬布斯大刀砍掉ARM為基礎(chǔ)的Newton平板后，慧眼識珠的是TI(德州儀器)。TI在諾基亞商務(wù)機6110開始引入ARM7并獨家貢獻了7成收入給橡果，使得ARM又熬過10年大翻身。(中國同期也有一家流弊到爆的橡果公司，是今天直播帶貨的祖師爺，后來也栽在手機帶貨上。)
(我喜歡揪著那個天線把手機從褲兜里拿出來)美國的半導(dǎo)體廠商情況比較復(fù)雜，做手機主芯片的公司一堆，比如TI、Skyworks、ADI、Agere、Broadcom、Marvell、Qualcomm等。但是在美國的手機大廠基本就摩托羅拉一家，人家自家有芯片還很強。所以這些芯片巨頭紛紛跨海尋找客戶，引起一團又一團的亂戰(zhàn)，最后又紛紛栽倒。值得分析的是，這么多廠商蜂擁擠入GSM，一方面說明了手機市場的爆發(fā)，另一方面說明在2G時代做手機芯片技術(shù)門檻并不高。不過，不像今天手機芯片集成度很高，那時的各家設(shè)計真是百花齊放，今天一個芯片可以完成的工作，當年用MCU+DSP+AD/DA+ROM+RF等十幾個芯片和幾十個分離器件是很正常的，各家的套片和開發(fā)工具都不一樣，調(diào)試更是非常麻煩。低集成度的芯片這給手機品牌廠帶來巨大的不便，因為這對技術(shù)能力的要求非常高。設(shè)計一款手機的板子和軟件非常耗時，因此后來各種方案公司(獨立Design House，IDH)紛紛出現(xiàn)，為原廠直接提供設(shè)計原型或模組。同一塊板子，原廠只要設(shè)計外觀和菜單就好了。而這些IDH，后來經(jīng)過大浪淘沙，留下來的是今天手機代工巨頭。三、歐洲手機芯片的歸宿1999年，西門子半導(dǎo)體部分拆獨立，這就是英飛凌(Infineon)。記得多年前在英飛凌上班的時候，西門子手機是標配。公司還有個奇怪的福利，就是手機如果丟了的話，還能再買一個免費報銷。現(xiàn)在想想也許這不算福利，手機丟了讓你別猶豫趕緊買一個別耽誤工作:-)。西門子手機的質(zhì)量真是好，感覺拿它當榔頭敲釘子都不會壞。但是在那個手機沒啥功能的年代，外觀和鈴聲啥的比內(nèi)涵更重要，西門子這種慢公司逐漸跟不上了。2005年，在試圖賣給摩托羅拉失敗后，財大氣粗的西門子居然倒貼3.5億歐元把手機部門送給臺灣明基(BENQ)。但之后一年，當時世界第一大手機代工廠明基的自有品牌夢就破滅了，主要原因大概是德國人所謂的工匠精神太慢了。
可惜飛利浦手機只比西門子多堅持了一年，被賣給了中電(CEC)。飛利浦芯片平臺在CEC旗下公司又來回玩了幾年就癱瘓了，但超級省電的基帶設(shè)計也許后來被工程師帶去了華為。阿爾卡特手機品牌在2005年賣給了TCL。我們來看歐洲另兩家手機芯片豪門(NXP和STMicro)的結(jié)局:2002年，阿爾卡特手機芯片部門并入意法半導(dǎo)體(ST)2006年，飛利浦半導(dǎo)體獨立，即恩智浦(NXP)2008年，NXP無線部門分離和ST成立合資公司ST-NXP Wireless2009年， ST-NXP Wireless和愛立信手機研發(fā)合并，成立ST-Ericsson2013年， ST-Ericsson關(guān)閉(相當于倒閉)和其它歐洲手機大廠不同的是，諾基亞更擅長設(shè)計外包。一開始，諾基亞就選中了半導(dǎo)體業(yè)綜合實力最雄厚、產(chǎn)品線最齊全的德州儀器(TI)作為合作伙伴。TI高超的技術(shù)能力為諾基亞帶來了豐富的產(chǎn)品線和穩(wěn)定的通訊信號質(zhì)量。很少有其它廠商在推出這么多型號后還沒幾個因品質(zhì)搞砸了的機型。不過，幾乎算是用TI做單一平臺的諾基亞在全球手機市場份額達到驚人的49%時，不再滿意自己對TI的議價能力。2007年，諾基亞開始了新的多供應(yīng)商戰(zhàn)略，STM和英飛凌為了打進去都提供了利潤極低的報價。由此，TI開始討厭基帶芯片的業(yè)務(wù)，一年一換代的更新也太快了，ROI比起TI的那些十多年生命期的工業(yè)類芯片差太多。2008年，TI宣布逐步退出基帶業(yè)務(wù)，逼迫諾基亞2012年前完成全面換平臺。結(jié)果是加上蘋果和安卓的突襲，諾基亞也從2008年開始了市場份額下降的漫漫長路。諾基亞自己也有個小型的Modem部門，主要是基帶技術(shù)研發(fā)而不太做芯片，終端產(chǎn)品有那種電腦上網(wǎng)用的USB Dongle。這個東西比手機簡單很多，因為不需要操作系統(tǒng)以及屏幕鍵盤等。中興和華為當年就是靠這個東西進軍消費者業(yè)務(wù)，靠低價高質(zhì)席卷歐美，為后來的手機業(yè)務(wù)打下扎實的基礎(chǔ)。諾基亞的Modem部門在2010年被賣給日本的瑞薩。2011年開始，諾基亞全面采用高通平臺用于Windows Phone系列Lumia，頭也不回地走向了懸崖。四、美國的芯片戰(zhàn)國1999年，科勝訊(Conexant)從工業(yè)自動化公司Rockwell分離。那時的筆記本電腦配一顆科勝訊的有線電話撥號Modem是高端的標志。2002年，Skyworks從科勝訊分離，專注無線通訊，基帶Modem自然也是其主攻方向。新生的Skyworks很快成為德信無線的擅長平臺并在中國不少中型廠商開枝散葉。然而好景不長，聯(lián)發(fā)科的Turn-key戰(zhàn)略從2004年開始席卷中國兩年后，Skyworks宣布放棄基帶業(yè)務(wù)。其后，Skyworks專注于射頻前端，靠著蘋果、三星和華為手機，和TriQuint與RF Micro合并來的Qorvo成為RF雙雄。亞德諾(ADI)是家很勤奮的公司，一直在中國默默耕耘，手機芯片曾在國內(nèi)很多二線品牌出現(xiàn)，但只是勉強撐著。聯(lián)發(fā)科在山寨功能機市場大獲成功后，急需TD技術(shù)進入主流品牌3G市場并和展訊競爭，而ADI剛好有TD芯片。2007年ADI以3.5億美金把手機部門賣給聯(lián)發(fā)科，這筆交易算得上雙贏。ADI算是個美商半導(dǎo)體的另類，公司到今天也沒被大公司并購還活得很好。沒被吃掉的原因很簡單，創(chuàng)始人Ray Stata一直掌舵，直到去年88歲才卸任董事長但仍留在董事會。這符合本人另外一篇文章《BIOS和PC的故事》中的總結(jié)。博通(Broadcom)一直在Wifi藍牙GPS領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位，但用其基帶廠商真不多見，它的基帶往往作為搭售，有點不同。但是作為公司名字帶com的通訊公司，砍掉基帶這個大市場真是下不去手，所以在3G時代一直強撐著。2012年博通收購瑞薩的LTE平臺，試圖在4G領(lǐng)域進行反攻。然而，后面的LTE芯片開發(fā)實在是太費錢還不順利，進度一拖再拖，到2014年終于宣布不玩了基帶了。Marvell是華裔公司的榮光，抓潮流的能力非常強，在存儲和Wifi的風口都果斷抓住。2006年Marvell再次顯示了其遠見，收購了英特爾的ARM(XScale)手機平臺，等于囊入當時最火的Palm智能機。要知道這正巧發(fā)生在iPhone誕生前一年。還有一件事，TD-SCDMA被所有人不看好的時候，Marvell推出了支持TD的芯片，壓中了中移動。Marvell 手機平臺的大客戶是黑莓，這個風口抓得也很準。只可惜后來基帶市場拼得太慘烈，Marvell那些上一代智能手機客戶都奄奄一息，在2015年Marvell也裁撤了基帶團隊。Agere是原來朗訊的半導(dǎo)體，作為傳統(tǒng)語音通訊的玩家，確實能熬到新世紀已經(jīng)很不錯了。2006年，Agere被LSI收購，2007年LSI把Agere的手機基帶部分賣給了英飛凌。值得一提的是，高通曾為了抵抗反壟斷法把CDMA IP授權(quán)給LSI。LSI在2002把CDMA IP又賣給了威盛，即威睿電通(VIA Telecom)。后來這個IP值大錢了，威睿把它又授權(quán)給聯(lián)發(fā)科和英特爾，這下他們都能不給高通CDMA版稅做全網(wǎng)通了。今天大熱的NVidia，在基帶上也走了一段彎路。皮衣黃老板對前沿技術(shù)的感覺，在業(yè)界無人能敵。智能機大潮來臨時，NVidia自然不能放過，Tegra芯片在早期搶灘了不少生意。2011年Nvidia收購了Icera，試圖補足通信能力后開始形成做全整合SoC的能力。然而，黃老板也低估了做基帶Modem的難度，到2015年不得不宣布放棄。這件事在當時對黃老板打擊應(yīng)該是蠻大的，因為這意味著最火最熱的手機市場和NVidia無關(guān)了。大概也是這個原因，過了幾年黃老板橫下心想收購ARM。但是塞翁失馬，躲開了手機領(lǐng)域的亂戰(zhàn)，為NVidia在后面深度挖掘GPU的潛力(CUDA/HPC/Crypto/AI…)而一飛沖天也許不無關(guān)系。五、聯(lián)發(fā)科(MediaTek，俗稱MTK)前面提到收購西門子手機市場失敗的明基，旗下有個芯片部門叫絡(luò)達，WLAN和射頻比較強。2006年，聯(lián)發(fā)科以高溢價收購了絡(luò)達，給自家基帶補足了短板并完成了3G的卡位。MTK和臺廠普遍有個獨有的能力，就是渠道管控非常高明，一方面通過代理培養(yǎng)了無數(shù)名字都沒聽過的手機廠和design house，另外一方面通過走貨商(貿(mào)易商)調(diào)節(jié)市場需求和價格。加上大陸中小品牌對現(xiàn)貨的熱愛以及大手機廠對倒貨的誘惑，MTK的成就是歐美大廠很難復(fù)制的。現(xiàn)在一窩蜂搞各種芯片包括碳化硅，和當年一窩蜂搞design house和山寨機一樣一樣的：小打小鬧門檻很低，但做大做強也很不容易。老板們對賺快錢的渴望遠大于使命感。MTK在4G時代也不太順利，產(chǎn)品研發(fā)一直落后于高通。那時華米OV等大廠幾乎沒有用MTK的，由此也可見基帶之不好做，經(jīng)驗大廠也可能會栽跟頭。直到后來MTK破釜沉舟豪賭5G，以天璣系列芯片銷量逆轉(zhuǎn)高通。六、結(jié)局總之，手機基帶Modem的玩家歐洲木有了，大玩家里剩下韓國的三星、美國的高通、中國的聯(lián)發(fā)科、海思和展訊，也許還有中興。相信能堅持讀到現(xiàn)在的朋友，關(guān)于高通和華為應(yīng)該不需要再多講。提及華為巴龍Modem的綜合素質(zhì)之優(yōu)秀，讓我們既自豪又惋惜。隨著國際基帶平臺的各種大洗牌，國內(nèi)曾風光一時的Design House也死掉九成多，比如和飛利浦合作的中電賽龍，后來因飛利浦芯片問題喪失競爭力而倒閉。和英飛凌合作過的嘉盛聯(lián)橋，后來成了著名的跑路公司。提早轉(zhuǎn)到聯(lián)發(fā)科平臺(2013年MTK收購了MStar)和提早轉(zhuǎn)成手機ODM代工的Design House在熬過了2G-3G的亂戰(zhàn)后，后來脫穎而出：比如聞泰、龍旗和華勤等。當年戰(zhàn)國爭雄的時候，中國的TD-SCDMA制式還曾冒出過幾家芯片公司，比如飛利浦與摩托羅拉參與投資和提供技術(shù)的天碁，和諾基亞與TI參與投資的凱明，還有大唐聯(lián)芯等。天碁最后賣給ST-Ericsson，凱明花光了錢破產(chǎn)。TD的故事估計沒100頁講不完，反正是個燒上千億的故事，最后在基帶上結(jié)下的果實最后大概只有展訊吃到了。七、蘋果最后回來繼續(xù)說蘋果和英飛凌。英飛凌在諾基亞三星LG等客戶處都只是個廉價備用的第二第三貨源。加上iPhone前三代的銷量并不高，因此英飛凌無線部門仍一直虧錢。到了劃時代的iPhone 4推出的時候，雖然英飛凌仍是WCDMA版主要供應(yīng)商，但高通作為CDMA2000版基帶提供者也加入進來了。兩者實力一比便比出了差距。高通在CDMA是壟斷態(tài)勢，蘋果也沒更好的選擇。最初喬幫主選英飛凌是看重它單芯片集成度高，塞到iPhone里板子不會太大。另外英飛凌因為客戶少對蘋果依賴度高，而蘋果做手機當時也很小，其它芯片大廠很多還看不上它，等于兩家抱團取暖。然而恐怕老喬這么有遠見的人也沒料到3G/4G會以這么快的速度和WiFi平起平坐，蘋果的研發(fā)重心都放在自研SoC處理器忽略了基帶。當年英飛凌3G平臺開發(fā)進度慢，因為方案是在2G芯片的基礎(chǔ)上增加3G，這個難度后來證明比推倒重來還大。跑英飛凌基帶的iPhone常存在信號弱的問題，在iPhone 4時喬布斯把天線做成手機外面整整一圈不銹鋼來提高信號強度，結(jié)果出了“天線門”。雖然極其不喜歡高通的高昂版稅(手機售價的5%，而iPhone賣得貴啊)，喬布斯還是被迫從iPhone 4s起放棄英飛凌轉(zhuǎn)到高通平臺，因為高通技術(shù)確實強，在接下來的4G LTE平臺更是遙遙領(lǐng)先。2010年，英飛凌把無法盈利的無線部門以14億美金賣給英特爾，應(yīng)該說是個極佳的結(jié)局。因為對比Freescale、TI、Skyworks等公司Baseband部門，都是沒人買而自己關(guān)閉的。喬布斯評論英特爾收購英飛凌無線時說，“我很高興?！?/span>當時沒有人知道他高興什么，因為英特爾收購了英飛凌無線后馬上就丟掉了蘋果這個最大客戶。還有些科技媒體評論到蘋果應(yīng)該自己收購英飛凌，不過過了幾年我們開始明白點了。最最關(guān)鍵的是沒有英特爾這種虧得起的老爹，英飛凌無線真真是熬不下去。英特爾收購后的這個部門一虧就是連續(xù)6、7年和燒掉上百億美金，即使這樣開發(fā)進度還一直落后。如果不是英特爾財大氣粗，早堅持不下去了。Tim Cook頂著網(wǎng)友的怒罵和專家的批評，從iPhone 7開始重新引入英特爾LTE基帶作為雙貨源之一，即使性能上比高通差不少。蘋果甚至把高通芯片進行限速，來掩蓋英特爾芯片的不足。而到了iPhone Xs一代，英特爾基帶Modem XMM7560正式取代了高通，像是完成了老喬的心愿，不交高通稅省了一大筆錢。
但是，到了5G研發(fā)時英特爾仍然delay，原本應(yīng)該搭載5G的iPhone 11沒趕上，連iPhone 12都眼看要跳票。2019年，蘋果只得收購了英特爾基帶團隊，宣布重新用回高通。然而過了四年，蘋果還是沒有能推出自研的基帶，完成Apple Silicon最后的一塊重要拼圖。以蘋果這么強悍的財力，問題出在哪兒呢？因為開發(fā)模擬或數(shù)模混合芯片并不能像開發(fā)數(shù)字芯片那樣直接買IP堆錢堆面積，需要長期know-how的積累?；鶐Ш蜕漕l的配合，也是個經(jīng)驗?zāi)コ鰜淼募夹g(shù)活，5G射頻功放(PA)也是著名的難做。英飛凌(英特爾)平臺因為客戶少，試錯的機會也少。研發(fā)和測試投入太高而后期只有一個客戶的話，分攤也顯然非常不劃算。像目前最先進的5G基帶還集成了射頻，速度可高達10Gpbs，不僅要支持2G-4G，還要支持各國不同的頻段包括毫米波甚至衛(wèi)星通信，測試下來工程師要跑遍全球的各種****環(huán)境，這就是長期積累的價值。這不像開發(fā)軟件第一版一堆bug可以快速收斂，這種復(fù)雜芯片測試出來bug一多就完蛋了：上市時間窗口和高昂成本根本不允許反復(fù)流片和迭代，像純數(shù)字芯片那樣靠軟件處理bug也不大行得通。因此，從2G到5G二三十年的各種犄角旮旯的積累，全部是有價值的，這和工業(yè)軟件的路子倒是非常像的?？赡苓@也是目前幾乎沒有基帶新玩家的原因吧。* * *話說回來，10多年前的那波基帶廠商群雄爭霸(芯片/設(shè)計公司(IDH)/ODM等)，為今天培養(yǎng)了大量關(guān)鍵人才和奠定了技術(shù)及市場基礎(chǔ)，也造就了中國很多杰出的手機企業(yè)。本文只是從一個狹窄的角度拋磚引玉，期待各位可以一起回顧那段瘋狂而燃燒的歲月。*博客內(nèi)容為網(wǎng)友個人發(fā)布，僅代表博主個人觀點，如有侵權(quán)請聯(lián)系工作人員刪除。
