苹果自研芯片新征途!它将决定苹果能否称霸5G
从2016年开始逐步使用英特尔的调制解调器芯片,到在去年发布的iPhone中弃用高通芯片,再到如今的自研调制解调器芯片,苹果正在逐步摆脱在该领域对外部供应商的依赖。
弃用高通 自研调制解调器芯片有望2020年面世
调制解调器英文叫Modem,它用来实现模拟信号和数字信号之间的转换,扮演者“翻译员”的角色,在通信方面扮演着重要角色。
提到调制解调器,就不得不提苹果与高通的往事,并且二者的积怨也由来已久。
高通在通信领域拥有约13万项专利,包括芯片、移动通讯等技术。而在手机通讯领域,使用高通的专利都要缴纳“高通税”。面向4G通讯,每部智能手机都要将售价的5%作为专利授权费交给高通。
在2011年到2015年间,iPhone设备一直使用高通的基带调制解调器芯片,为此,苹果每年要向高通支付20亿美元左右的专利使用费。
显然,苹果并不甘心一直如此。从2016年开始,苹果开始在一部分iPhone 7上使用英特尔的调制解调器芯片。2017年的iPhone 8上,苹果同样采用了高通与英特尔的组合搭配。
但2017年1月苹果忍不住了,在美国圣地亚哥联邦法院起诉了高通,说高通从销售额中抽取份额作为专利授权费的行为违法,要求退回10亿美元。紧接着,苹果在同年4月正式停止向高通支付专利费。
接着,苹果与高通的纠纷就一直没有停止。2018年12月两家还闹到了中国,高通向福州市中级人民法院状告苹果侵权,并请求在中国禁售部分iPhone手机。
而2018年9月,苹果新发布的iPhone XS、XR等机型也彻底抛弃了高通的基带芯片(包含调制解调器)。
或许正是与高通关系的僵化,一方面促使苹果选择使用英特尔的调制解调器芯片,另一方面则启动了自研这一芯片的步伐,毕竟调制解调器是手机芯片的核心模块,也是关系到5G竞争的关键争夺点。
2018年12月,据The Information报道,消息人士透露,苹果内部确实存在一个项目组,在为iPhone手机研发调制解调器芯片,但是这个项目尚处于早期阶段。
外媒The Verge也报道称,苹果正在招募工程师,设计开发蜂窝PHY芯片第一层——物理层,它是芯片的最底层。
另一个关键信息在于,苹果硬件技术高级副总裁Johny Srouji于今年1月接管了该公司的调制解调器芯片设计工作。
不过,据爆料者透露,苹果调制解调器芯片的研发过程至少需要三年时间,iPhone手机要用上苹果自研芯片,最早也在2020年了。
苹果的自研芯片之路
苹果自研芯片中最为大家熟知的莫过于A系列芯片,去年9月在iPhone XS、XR发布时,苹果又推出了新一代的手机AI芯片——A12Bionic(A12仿生芯片)。
但A12芯片只是苹果自研芯片版图中的一颗,苹果自研芯片可以追溯到10年前,买买买更是不在话下。
苹果的芯片收购之旅最早要追溯到2008年,这一年,苹果以2.78亿美元收购了加州高性能低功耗处理器制造商PA Semi。
随后几年中,苹果先后收购了美国德州半导体逻辑设计公司Intrinsity、以色列闪存控制器设计公司Anobit、专长于低功耗无线通讯芯片加州Passif半导体公司等。
近两年中,2017年11月,苹果宣布收购传感器芯片设计公司InVisage,它们的特长就是生产基于点阵图像的传感器,这是Face ID的技术升级来源。
2018年10月,苹果又宣布投资6亿美元用于与电源管理芯片制造 商Dialog达成专利授权、资产购买以及人员转让的交易。
据智东西了解,苹果从2008年开始就砸下少说十几亿美元收购了76家公司,其中有超过40家跟半导体、AI、AR有关。(苹果十年一“芯”)
正是10年在芯片及核心零部件领域的投资布局,苹果在自研芯片的道路上越走越深,并将自主芯片扩展到各个产品线中。
尽管目前苹果自研的Mac电脑芯片尚属协处理芯片,但据相关报道,苹果公司预计最快将于 2020 年开始在 Mac 电脑中采用自家生产的中央处理器,从而摆脱对英特尔的依赖。
而在苹果的核心支柱iPhone上,其芯片的核心模块都打上了苹果自研的烙印,或者正在自研的道路上。
以iPhone XS中的A12芯片为例,其搭载了自研6核CPU,自研4核GPU图像处理器,自研神经网络引擎。此外,电源管理芯片、音频放大器、音频编码解码器等也都为苹果自研。
可见上至中央处理器芯片、协处理芯片,到CPU、GPU、神经网络引擎,再到电源管理芯片、音频编解码芯片,苹果都逐步实现了自研。
而调制解调器作为芯片中重要的通讯模块,自然是苹果自研道路上的下一站。
自研芯片除了省下不少专利费不说,关键是使苹果不会因为核心芯片、技术而受制于人,从而更加巩固苹果在手机行业的地位。
5G来临,调制解调器成兵家必争之地
调制解调器的主要功能在于信号转换、同步传输等,简单来说完成两台设备之间的通信,它是获得5G体验必不可少的一环。用户想要在手机中获得更快的数据传输、下载速度,5G调制解调器尤为关键。
随着5G时代的到来,调制解调器芯片将会是影响手机厂商格局的核心芯片零部件,甚至可能成为仅次于CPU/GPU之外的关键芯片模块。
从主要手机玩家来看,华为、三星都推出了自研的5G基带芯片,苹果的5G基带芯片才刚刚上路,其他手机厂商可能会继续采用高通等厂商的调制解调器。并且各家手机厂商都掀起了5G手机争夺战。
在传输速率上,巴龙5000在Sub-6GHz(低频频段,5G的主用频段)频段实现4.6Gbps,在毫米波(高频频段,5G的扩展频段)频段达6.5Gbps,是4G LTE可体验速率的10倍。
此外,华为还发布了首款搭载巴龙5000的商用终端产品——华为5G CPE Pro(接收wifi信号的无线终端接入设备)。显然华为在5G调制解调器的商用上进展保持领先。
作为全球安卓阵营的老大哥,三星在5G调制解调器上也不落后。2018年8月,三星电子对外宣布推出5G通信芯片Exynos 调制解调器5100。
三星电子称,配置Exynos 5100的终端已成功通过了OTA收发测试,Exynos 5100全面支持5G网络,并符合3GPP第15版本标准,兼容全频段网络。
而苹果目前正在使用英特尔的调制解调器,尽管有传言称苹果自研的调制解调器将在2020年面世,但在5G这个关键节点,5G技术成熟度也有待验证,苹果更多仍会沿用英特尔的方案。
此外,小米、OPPO、vivo等手机厂商也都在2018年下半年先后宣布在5G方面取得的新进展,但根据其芯片平台来说,其使用的则是高通骁龙855+骁龙X50 5G调制解调器的方式来实现5G。
这里需要说明的是,与华为、三星不同的是,高通骁龙855本身并不支持5G,仍需要外挂一颗骁龙X50 5G调制解调器才能实现,面临抢占5G的先机,这不失是一种折中的方案。
另一面,上游的芯片厂商也围绕5G调制解调器展开激烈争夺,此役事关高通能否守住头把交椅,英特尔、联发科等能否借5G逆袭。
目前凭借其在通讯领域积累的优势,高通在基带芯片市场可谓独霸武林,占领手机芯片的“半壁江山”,同样在调制解调器上拥有老大哥地位。在5G调制解调器上,高通仍保持先发优势。
2017年10月,高通在位于圣地亚哥的实验室中,成功基于骁龙X50 5G调制解调器实现了号称全球首次的5G数据连接,并且骁龙X50在28GHz毫米波频段上实现了千兆级下载速率。
另一位芯片巨头英特尔显然眼红高通在通讯领域的地位,在5G调制解调器上也展现出勇猛的攻势。
2017年11月,英特尔也紧随高通抛出5G芯片路线图,公布了5G多模调制解调器--XMM 8000系列,可应用于包括PC,手机,汽车等各类设备的5G网络连接。英特尔预计这款产品将在2019年中用于商用终端设备。 联发科也不甘落后,2018年6月联发科称,5G Helio M70调制解调器将于2019年亮相,将采用台积电7nm制程,初期将是分离式设计,并继续推出5G单芯片解决方案。 可见,目前围绕5G手机的争夺战,各个手机厂商都在紧锣密鼓的筹备着,芯片厂商也刻不容缓,今年就会进入争夺的制高点,5G调制解调器正是关键一役。 在调制解调器战场,苹果从高通转向英特尔,然后又开启了自研之路,足以可见在即将到来的5G时代,调制解调器将会是兵家必争之地。 面临此种局面,三星,华为,苹果都选择了自研调制解调器之路,而其他手机玩家则选择继续与高通等巨头合作,布局5G,谁都想争得5G的头筹。 而另一端的芯片厂商中,高通,英特尔,联发科等也都马不停蹄地筹备5G调制解调器以及5G基带芯片,力求在新的战场率先拿下市场份额。结语:5G调制解调器之争进入商用倒计时!