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苹果做核心 拯救iPhone信号|硬哲学
2017年，时任英特尔首席执行官的布莱恩科兹安尼克在代码大会上接受采访时，表达了他对苹果自主开发的苹果处理器的看法。
他说：“作为工程师，如果不试试这个，肯定是傻。言下之意是苹果迟早会自己制造电脑芯片，现在他的预测得到了证实。
对苹果来说，芯片是硬件差异化最重要的后盾。无论是iPhone、iPad、AirPods还是新发布的M1核心Mac，这些苹果设备上的许多卖点都是由不同系列的自主开发芯片驱动的。
然而，在M1核心之后，苹果自主开发的业务并没有结束，他们已经设定了下一个目标。
据彭博社报道，苹果公司最近启动了自主研发基带芯片的项目，以取代未来iPhone搭载的高通基带。
与众所周知的手机处理器不同，基带芯片关系到手机通话的体验和联网速度，也直接决定了手机的基本通信性能。
iPhone 12搭载高通SDR865射频收发器(黄色区域)和高通X55基带芯片(绿色区域)。图片来源：iFixit
苹果开发的芯片虽然不少，但基本不涉及基带等部分通信的细分。之前iPhone使用的基带芯片一直是由英特尔、高通等厂商提供的。
如今，基带已经成为苹果最头疼的问题之一。前几代iPhones一直被人诟病信号弱，联网稳定性差。当时很多人都把矛头指向了英特尔基带。从那以后，几乎每一代iPhones都被指责信号差。
今年iPhone 12再次使用高通基带，但对苹果来说只是“别无选择”。按照苹果的风格，自主研发自己的基带是最彻底的解决方案。
即使这不是一件容易的事情。
基带开发，九死一生
基带芯片主要看什么？通常我们采取Speedtest来测量速度，比较上下行速度，这是部分性能。但是频段、标准、支持的完备性关系到你的手机能否正常接收信号。
现在点击一个手机的介绍页面，在网络标准一栏可以看到几排频段号。虽然现在大家都在说5G，但不代表手机可以抛弃之前的2/3/4G网络，所以对于基带来说，也要兼容之前GSM、WCDMA、LTE分支下的频段。
如何保证手机无论走到哪里都能打电话和接收信号？最安全的方式是在各个地区和国家支持尽可能多的频段组合，实现无缝切换甚至全球漫游。量大了不好说，一个都不能落下。
我们经常听到的5-mode、7-mode、17-frequency、19-frequency等术语是指一部手机所支持的网络标准和频段的数量。现在5G来了，模式和频段大大增加，Sub 6和毫米波也分了，显然给芯片设计带来了更多的挑战。
这个还没完，然后就是基站设备的问题。不同地区和国家的电信运营商会有不同的网络部署策略。第一，基站设备的品牌不止一个，可能涉及爱立信、华为、诺基亚等品牌，需要解决基带与不同组网设备的兼容性问题。
第二，运营商的网络。全球100多个商用移动网络可能都要经过芯片厂商自己的测试，然后根据数据慢慢调整，这是巨大的人力物力投入。
复杂的通信标准和越来越多的频段间接增加了基带芯片开发的难度和复杂性。简而言之，它不仅检验工艺流程或后期量产，更注重长期经验的积累。如果一时想不出完整的解决方案，终究会影响手机体验。
这也是为什么华为、三星等自主开发基带的厂商，都是用了8-10年才跟上第一梯队的进度。现在，苹果必须亲自跨过这些障碍。
专利掌握在少数人手中
与基带芯片相关的另一个问题在于专利。
这一点在3G时代的CDMA中得到了充分体现。当时几乎每个基带芯片的厂商都要向高通或者Veritas(后来卖给英特尔)购买许可证，因为大部分的CDMA相关技术专利都在他们手里，没有CDMA的支持，无法实现手机的全网通，导致我们在购买手机的时候，经常会看到手机版、联通版、电信版等单网版。
图片来自：方正证券-半导体行业专题报告
方正证券的一份报告也指出，虽然高通进入WCDMA市场的时间略晚于3G时代，但它更注重专利的质量而不是数量，因此在仅占WCDMA 27%的专利份额下，只获得了WCDMA的55%左右。市场；在4G，高通只拥有16%的LTE专利，但最多占据96%的LTE市场。
面对如此强大的专利池，现在的手机厂商自然倾向于使用高通Core。优秀的芯片技术肯定是一方面，但另一方面，买一个芯片相当于获得了高通的专利授权，然后拿到了进入手机行业的门票。
也就是说，如果苹果想开发自己的基带，就很难绕过高通。
今天的基带芯片市场完全是寡头垄断。包括ti、NVIDIA、Marvell在内的很多半导体厂商，要么迫于专利竞争的压力，要么因为利润问题逐渐退出，要么被收购合并。
最终除了占据半壁江山的高通，做低端业务的联发科、紫光展锐，只有华为、三星等财力雄厚的手机厂商才能留下来。
2019年，华为发布了5G的巴龙5000基带
华为的基带芯片也是在4G时代开始发展的。2010年研发出第一款TD-LTE基带芯片：巴龙700，摆脱了对高通基带的依赖。另外，华为很重视4/5G专利，现在已经是全球数一数二了。
但是如上所述，做5G基带不仅仅是做5G，还要兼容前代。所以只要部分3/4G专利还在高通手里，华为还是要向高通支付一定的专利许可费，如果是小厂商，成本会更高。
至于苹果，一开始会选择英特尔，但也不想受制于高通。所以在iPhone 4G末期采取了双供应商策略，将部分手机切换到英特尔基带，然后发展到全切换，希望在5G中培养出一个稳固的盟友。
但真正让苹果放弃英特尔基带的是5G，我只能说英特尔的功率绰绰有余。
2018年有报道称，英特尔5G基带研发进展缓慢，无法满足苹果的功耗要求。最糟糕的结果是苹果无法按计划量产5G iPhone，这是一个致命的问题。
由此我们可以看到，在与高通三年的争斗之后，苹果选择了妥协，与高通签订了六年的专利授权协议和芯片供应协议，同时支付了大量费用。现阶段，无论是性能还是专利，高通基带都是苹果最好也是唯一的选择。
只有这样，苹果才能让iPhone在5G初期落后于其他厂商。从长远来看，自我研究仍然是苹果脱离高通的最好方式。
苹果的机会
苹果和高通复合，让英特尔基带失去了最大的客户。同一天，英特尔宣布退出5G基带芯片市场。2019年7月，英特尔将相关团队和资产打包，以10亿美元的价格出售给苹果。
iPhone 3G拆解时，可以看到英飞凌提供的基带芯片
其实这个英特尔团队也和苹果有很多渊源。
最早的几代iPhone，苹果用的是英飞凌的基带芯片，然后转向性能更好的高通。英飞凌失去了黄金所有者，被英特尔以14亿美元收购。现在，这个整合了英飞凌和英特尔的团队，又在苹果手里了。不知道是缘分还是巧合。
但正是因为有了这个团队，苹果才能迅速切入自主开发基带的研发。有经验的人才可以在标准设定上增加苹果的话语权，而超过17000项基带专利有望让苹果跳过起点，直接进入5G基带芯片的研发，从而缩短上市时间。
此外，苹果的商业模式与英特尔和高通不同。其自主开发的芯片的用途主要是自用，而不是出口。这其实和华为、三星的情况很像。他们正在利用自己庞大的硬件销售来理顺研发成本，然后将利润投入到下一代芯片的研发中，形成良性循环。
所以最关键的问题，苹果的基带能落地什么？如果按照彭博社的说法，苹果内部的R&D工作刚刚开始，我们可能要等3-5年才能看到结果。即使以苹果的风格，苹果在自己开发的基带达不到高通当代产品的性能时，也不会贸然让iPhone使用。
我们不妨参考一下苹果M1芯片的发展路径。苹果想做Mac芯片的最早消息是在2011年。2014年，macbrothers透露，苹果正在测试一款基于ARM架构的电脑原型；2017年，彭博社的马克古尔曼透露了更准确的信息，称苹果的苹果处理器项目已经进行了将近一年。
据保守估计，从苹果提出制作一款Mac芯片的想法，到项目的建立，再到芯片的落地，至少需要4-6年的时间，基带芯片很可能会遵循类似的时间线，所以我们不能等到5G结束，甚至6G商业化的时候，才有机会看到苹果自主研发的基带。
不过自制芯片的回报一直很积极。无论是降低成本还是降低功耗，最终都会让iPhone等一系列苹果硬件受益。现在M1芯片对新一代Mac功耗的提升就是最好的例子，未来发展空间很大。
一些行业分析师也认为，如果苹果能够完成在SoC中集成基带的任务，不仅是iPhone，还有Apple Watch、AirPods等各种小型化的可穿戴产品，都将有机会走向独立运营，实现直接联网，而不是一直依赖iPhone。
可见自制的内核有多重要，基带也是。也许只有时间会告诉苹果，这项投资是否值得。
标题地图来源：澳大利亚加卢斯
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