iPhone要用自研基帶?可能改變不了什么
相信很多蘋果手機用戶都有過這樣的體驗,那就是在火車上、在廁所和電梯里手機根本連接不到網絡,而身邊的安卓手機用戶卻可以正常使用。從iPhone的發展歷程來看,信號一直是老大難問題,在更換英特爾基帶后,信號不好的問題一度變得更加明顯。即便蘋果后續和高通和解,用回高通5G基帶,iPhone的信號問題也依然沒有什么改善。
不過,這個情況似乎迎來了一個轉機。在近日舉行的高通投資者活動上,高通首席財務官Akash Palkhiwala表示,預計2023年僅提供蘋果iPhone所需基帶芯片的20%。高通的這一說法基本從側面證實了此前的傳聞,蘋果的自研5G基帶應該會在2023年證實,屆時蘋果將會完成處理器、通信基帶的全面自研化。
多年以來,蘋果一直在努力自研基帶芯片,這已經不是什么秘密了。此前和高通一笑泯恩仇,使用高通基帶也不過是因為自研基帶尚未成熟,需要過渡元器件而已。問題來了,蘋果的自研基帶真的能夠取代高通基帶嗎?在采用自研基帶后,iPhone又會發生哪些變化呢?
蘋果和基帶的愛恨情仇
在開始之前,我們需要先了解一下“基帶”的概念。眾所周知,手機最基礎的功能就是通信,手機通過接收/發送信號實現通信功能,而將這些信號進行合成/解碼的芯片正是基帶芯片。換言之,無論是最基礎的打電話發短信,還是現在的4G上網和未來5G通信,都需要基帶作為手機和網絡之間的橋梁。
如果一款手機沒有基帶和相關的信號傳輸部分,那手機就無法連接數據網絡。反之,如果手機在通信體驗上有了優勢,那么手機也就自然能有更好地體驗。這也是為什么蘋果、三星、華為等手機廠商要在市面上提供了解決方案的情況下,還要自研手機基帶的原因。
然而,在基帶這件事情上,蘋果一直都有一個繞不過去的坎,那就是高通。作為全球手機芯片市場的霸主及3G、4G與5G技術研發的領頭羊,高通手握上千項CDMA 及其他技術的專利和專利申請。除了芯片的費用外,高通一般還會按照手機整機售價抽取一定比例的專利分成,這也引發了國內外手機廠商強烈的不滿。
基于這一現狀,國內的華為、魅族和國外的蘋果、三星等手機廠商忍無可忍,相繼與高通打響專利戰。在戰爭愈演愈烈的情況下,蘋果果斷棄用高通基帶,轉向英特爾基帶的懷抱,然而英特爾基帶的拉胯表現,卻讓iPhone XS、iPhone XS Max和iPhone XR三款產品陷入了“信號門”,蘋果的產品口碑險些隨之一落千丈。
進入5G時代后,因為芯片制程工藝拉胯的原因,英特爾發布的XMM 8160 5G基帶只能采用10nm制程工藝打造,不僅在性能上面遜色于華為的巴龍5000基帶(7nm制程),同時還因為各種問題導致量產時間一拖再拖,嚴重影響了iPhone 12的測試和開發,導致蘋果最終只能花錢和高通和解,以此保證iPhone 12系列的正常上市。
蘋果在想盡一切辦法擺脫對高通零部件的依賴,然而這并不是一件簡單的事情。和自己關系還算友善的英特爾,基帶業務拉胯到影響產品風評;想生產出好的產品,那就必須受到其他巨頭的掣肘。或許正是因為核心元器件受制于人的不快感,使得蘋果堅定了要自研基帶芯片,甚至是收購英特爾基帶業務的決心。
蘋果基帶的自研之路
從某種意義上來說,自研基帶可以說是業內的一塊香饃饃。幾乎全球所有頂級芯片廠商都想擁有自主產權的基帶產品,也都做過不少嘗試,但不管是德州儀器、Marvell(邁威)、英偉達、飛思卡爾、博通還是ADI,這些全球頂尖的芯片巨頭,全都在基帶上嘗盡了苦頭。
為何研發擁有自主產權的基帶如此困難?個人認為,其中存在著兩大難點。
首先,通信專利技術的集中化,讓這些廠商難以實現突破。要想研發擁有自主產權的通信基帶,就必須獲得相關的通信專利授權,而這些通信協議的專利,都在高通、華為、愛立信、諾基亞等通信運營商的手里。功能機時代的基帶巨頭博通,就是因為3G、4G通信專利技術的缺失,在4G時代退出了基帶業務。
其次,則是經驗技術方面的缺失。要想研發擁有自主產權的通信基帶,廠商不僅要有半導體芯片設計的相關知識,還必須掌握移動通信系統的底層知識。諸如手機在移動的過程中如何與不同的基站實現連接和傳輸,如何在偏僻的環境下通過加大功率提高信號能力,如何和成百上千的網絡運營商做好兼容適配工作,這些產品的調整是需要大量商用數據來進行的。
蘋果解決問題的方法很簡單,那就是一如既往地“研發+收購”。2019年6月25日,蘋果官方正式宣布,花費10億美元整體收購英特爾的基帶業務。通過此次收購,蘋果會吸納約2200名英特爾基帶部門的研發人員,同時還會得到若干專利、設備和租約,涵蓋從蜂窩標準協議到調制解調器架構和調制解調器操作等方面。
盡管英特爾的基帶業務在行業中雖算不上最好,但它也代表著手機產品背后的“核心技術”,實打實地擁有著相關專利和研發經驗。對于蘋果來說,比起從零開始研發通信基帶,肯定還是在“英特爾基帶”的基礎上研發通信基帶更加合理。這一波收購,可以說是把蘋果自研基帶的兩大難點一次性解決。
iPhone的未來會怎樣?
對蘋果而言,自研的優勢顯而易見。根據iPhone 12的BOM成本分析,iPhone 12 Pro上最貴的元器件既不是三星的OLED屏,也不是5nm的A14仿生處理器,而是驍龍X55 5G基帶。據悉,蘋果采購X55基帶的成本大概90美元,而A14仿生芯片的成本其實才40美元。蘋果自研基帶,意味著可以降低綜合成本,繞開高通的專利壁壘,避免被高通“卡脖子”“收保護費”。
不僅如此,自研基帶意味著蘋果可以按照自家的節奏進行開發,更好地與自家產品、功能適配。現在智能手機的內部空間寸土寸金,外掛高通基帶始終不是長遠之計。可以預見,蘋果最終還是會走向集成式自研SoC的道路,避免外掛基帶占用更多主板空間,對發熱控制、省電也有一定的幫助。
對消費者而言,他們并不會在乎商場上的爾虞我詐,也不在乎蘋果自研基帶的難度究竟有多高,他們在乎的只有一件非常簡單的事情:“用上自研芯片,蘋果是不是就能改善iPhone的信號問題了?”
個人認為,答案可能和大家想象的不太一樣。首先,蘋果自研基帶是繼承自英特爾基帶團隊的研究成果,而英特爾的基帶產品在市場上可以說是出了名的“落伍”,在產品能耗、通信能力、網絡性能等各方面均不如同類產品,其研發的5G基帶XMM 8160更因為糟糕的表現,致使蘋果決定和高通和解。
蘋果在通信市場本身就是個新人,再加上英特爾基帶這個市場上的“吊車尾”,想要在短時間內研發出超越高通基帶的自研基帶產品,多少有些癡人說夢。從目前的消息來看,蘋果自研基帶只是說可以量產了,但是實際的信號體驗還是個謎。
其次,影響手機信號的要素有很多,除了基帶以外,射頻系統、天線性能、整機的設計、天線的排布等硬件因素,以及軟件的優化、系統的BUG等軟件因素都可能直接影響信號。舉個例子,即便蘋果更換了高通基帶,但是iPhone 12、iPhone 13系列依然存在信號問題。蘋果用戶值得擁有出色的網絡訪問體驗,但愿未來的iPhone不會再出現天線門或是信號門類似的尷尬吧。
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