iPhone 信号差的问题，苹果要放弃治疗了？
2023-12-20 18:8:54 Author: 爱范儿(查看原文) 阅读量:5 收藏
几十亿美元
打水漂？


众所周知，信号问题一直是历代 iPhone 的短板，什么 「天线门」、「信号门」 事件出了好几次，苹果做梦都想解决这个问题。
但最近，海外有科技博主爆料：苹果准备砍掉内部的 5G 基带芯片项目，这意味着在解决信号差的道路上，苹果栽了一个大跟头。
这里先给硅友们科普一下：什么是基带芯片？它为何影响了手机信号的好坏？
智能手机里都装有一大堆芯片，大家比较熟悉的是 AP（Application Processor）芯片，比如苹果的 A17、高通的骁龙 8G、华为的麒麟 9000s 等。
但有一类芯片虽然低调，但作用很关键，它们负责手机和基站之间的数据传输，是手机信号优劣的关键，它们通常被称之为：蜂窝模组（Celluar）。
这个模组主要有三部分组成：射频前端模块（RF Front End Module）、射频收发机 (RF Transceiver) 和基带芯片（Baseband Modem）。
 
射频前端负责接收天线传过来的信号，通常是一堆放大器、滤波器、双工器；射频收发机，负责把模拟信号和射频信号进行相互转换；基带芯片，则负责对模拟信号进行调制或解调。
是不是有点儿晕？其实简单理解，就是前两位负责把空气中那些看不见的无线射频信号，抓到手机上，转换成手机能读懂的模拟信号。
而基带芯片的作用，就是负责把要通信的数据加载（也叫调制）到模拟信号上，或者把信息从模拟信号上提取（也叫解调）下来。
我们无论是发个短信，还是打个电话，或者是刷个视频，每一个比特都要经过基带芯片的处理，可见它日常有多繁忙，以及有多重要。
重要的东西，通常都很贵。我们以最新的iPhone15为例，拆解一下成本：
在 iPhone15 里，射频前端模块有不到 10 枚颗芯片，主要由 Broadcom、Skyworks、Qorvo 等厂商提供；射频收发器有两颗，由高通提供。
而核心的基带芯片，用的也是高通的，型号叫做 X70。这三部分加起来大概 60 美元左右，占总成本的13% 到 14%左右。
这个比例可一点儿都不低，要知道占 iPhone 成本比例最高的屏幕，也才 20% 左右。
手机的信号好不好，一方面跟设计有关，比如天线的位置等，一方面跟上述的三大类芯片有关，尤其是里面最核心的基带芯片。
就好比天线设计的再好，抓到的无线电波再强，如果解码的能力欠缺，或者速度不行，也会让用户感觉到网速慢、信号差。
基带芯片价格这么贵，又涉及到信号问题，苹果自然就动了自研基带的心思。
而且苹果信心满满，毕竟果子家在自研芯片上接连赢下了两大战役：移动级的 A 系列和桌面级的 M 系列，让 Intel 等一众老牌厂商都汗流浃背。
但经过了多年的努力，最近业内却传出了苹果要砍掉自研基带芯片的流言，甚至连芯片的成品都没看到，可见事情远比想象的要难。
在分析为何这么难之前，我们先来梳理一下苹果在自研基带芯片的吃瘪过程。

苹果的 Sinope 计划

我们开头提到过，果子家最新的 iPhone15 用的是高通的基带芯片。但在 2007 年的第一代 iPhone 上，乔布斯选了一家欧洲的厂商：英飞凌（Infineon）。
英飞凌是一家德国公司，以前是西门子集团的半导体部门，1999 年拆分独立，是现在欧洲为数不多的半导体核心资产。
西门子搞无线通信也很强，当年横行中国通信行业的 「七国八制」 里就有它们，所以英飞凌在基带芯片的设计上天然就带着一些优势。
所以乔布斯在设计第一代 iPhone 时就选了英飞凌。当然还有一个原因，就是英飞凌的基带芯片面积小集成度高，塞得进寸土寸金的 iPhone 内部。
可惜，英飞凌没能延续欧洲在无线通信领域的辉煌和荣光，初代 iPhone 甚至没有 3G 功能，第二代和第三代虽然有了，但信号质量很一般。
更重要的是，这让 「信号差」 成为 iPhone 身上挥之不去的标签，至今未能扭转。
嘲讽 iPhone 信号差的手机壳
根子上的原因在于：在 2G 时代，欧洲联合起来搞出了 GSM 标准，而美国虽然也用 GSM，但还另起炉灶搞了一套 CDMA 标准。
从全球的市场占有率来看，GSM 标准绝对是呼风唤雨，统一了全球大部分国家的移动市场，只有北美等少数区域使用 CDMA。
可能会有硅友记得，当年中国移动就是通过 GSM「全球通」 一骑绝尘，后来中国联通也加入战场，网络制式用的就是 CDMA，但市场份额一直不高。
但到了 3G 时代，CDMA 的春天就来了。
3G 时代的三大标准分别是 WCDMA、CDMA2000 和 TD-SCDMA——你从名字里就能看出，它们都使用了大量的 CDMA 技术和专利。
英飞凌在 CDMA 上的专利储备严重不足，需要投入巨资来研发，但此时的英飞凌已经独立很久了，没有大股东输血，慢慢地就跟不太上了。
而谁既拥有大量 CDMA 专利，又具备基带芯片设计能力呢？高通站出来说：正是在下。
到了 2010 年的 iPhone4，苹果实在没法忍了，于是在主流的 3G 制式 WCDMA 版上，仍然使用英飞凌，但在 2011 年初的 iPhone4 CDMA2000 版本上，则换成了高通的 MDM6600。 
高通 MDM6600。 
而英飞凌的基带部门也走了很多欧洲公司的传统老路：卖给美国公司。2010 年 8 月，英特尔宣布并购英飞凌的无线解决方案部门（WLS）。 
注意不要忘记这个部门，它们未来还要多次出场。
高通的芯片的确好。从 iPhone4S 开始，苹果就迫不及待的全部换上了高通基带。苹果的信号问题暂时得到了缓解。
到了 2013 年，两家更是签订了一份独特协议：高通支付给苹果 10 亿美元，换来 iPhone 基带芯片的 「独占权」。
但熟知苹果风格的人都知道，苹果最讨厌两种供应商——第一种是水平菜的（按苹果自己的标准），第二种是狮子大开口，敢在苹果面前装逼的。
英飞凌是第一种，高通则是第二种。
在 3G 和 4G 时代，高通凭借手上攒了多年的 CDMA 专利，赚钱赚到手软。它除了卖基带芯片之外，还要求按照手机售价的一定比例来收专利费。
库克又一次在电话会上表达过不满：我们向高通买了一台沙发，但沙发的定价居然要按照整栋房子的价格来计算，这显然是不合理的。
到了 2017 年，两家的矛盾爆发了。苹果以高通收取过高的费用为由，向加州地区的法院提起诉讼，要求高通支付 10 亿美元的退款。
那高通的专利授权费究竟有多高？答案是 5% 的 iPhone 售价（上限为 400 美元），这数据是庭审辩论时由苹果的律师团所提出的。
而除了诉讼之外，库克还有第二手：在官司还在进行中时，他找来苹果芯片负责人 Johny Srouji 面授机宜，要求启动自研基带芯片项目。
苹果芯片负责人 Johny Srouji
Johny Srouji 这个人我们之前写过 [7]，阿拉伯裔，出生于以色列，一手缔造了苹果 A 系列和 M 系列芯片的辉煌，是硅谷绝对的大神。
苹果给基带芯片的项目，命名为「Sinope」，名字出自希腊神话中代表智慧的的仙女。立项之后，苹果就开始用钞能力扫清目之所及的一切障碍。
先是统一内部声音，支持与 Intel 合作开发基带芯片的无线主管 Ruben Caballero 被迫离开公司，尽管这位老臣已在苹果度过了 14 个春秋。
接着是挥舞着支票，定向挖人。2019 年 3 月，苹果特意在高通公司总部所在地圣迭戈（San Diego）建立了一个工程中心，并给出 1200 人的 HC，用意十分明显 [2]。
高通总部，San Diego
最后则是买下成建制的团队以及专利。2019 年的 7 月，苹果宣布以 10 亿美元的对价，将 Intel 旗下基带部门连同 2000 多名员工以及专利，一同揽入怀中。
面对苹果的三板斧，高通立马就慌了，毕竟自研的 A 系列芯片在手机上可是大获成功，桌面级的 M 系列芯片也即将横空出世。
于是高通 CEO 在财报电话会上干脆认怂卖乖：他预测 3～5 年之内，苹果自家的基带芯片就会取代高通。
结果却大跌眼镜，简单说就是苹果做出了基带芯片，但远不如高通的。
在 2022 年年底的苹果内部测试中，苹果自研的基带芯片一败涂地，速度慢、易发热再加上芯片的外围电路太大，「占据了半部 iPhone 的面积」
现场的高管给这款芯片盖棺定论：落后高通三年 [2]。而这款芯片原本要在 2023 年上机，也就是说本来要准在 iPhone15 上的。
而最后 iPhone15 上装的，是高通最新款的 X70 基带芯片，苹果更是在 9 月份跟高通续约，继续使用高通基带三年，直到 2026 年，当日高通股价大涨。
到了上上周，业界传出了苹果放弃治疗，准备砍掉基带团队的消息。尽管尚未被证实，当苹果基带大败局的事实，已经确之凿凿。
给大家简单撸了一张苹果自研基带芯片的时间线，省事儿可以只看这张图。
问题来了：以苹果的实力，居然也会翻车，这基带芯片到底难在哪里？

基带芯片难在哪？

不知道硅友们记不记得：以前的手机，经常会分什么移动版、联通版或者电信版，通常这家的手机用不了另外一家的 SIM 卡。
比如早期国内的 iPhone，就只有联通版和电信版，没有移动版，原因就是初代 iPhone 的手机基带芯片，并不兼容到移动的 TD-SCDMA。
早期 iPhone 入化宣传广告
你要想让基带芯片更聪明一点，多兼容一个通信标准，就得投入大量的研发资金，来积累这个通信标准的技术和专利。
但难点在于：无线通信经过几十年的演化，存在从 2G 到 5G 的各种制式，需要熟稔各种五花八门的标准，才能把高速的信息从看不见的无线电波中解析出来。
而一款好的基带芯片，不但要能解码最新的网络标准，还必须向下兼容 2G/3G/4G 等各种网络制式，做到 「全网通」，用户体验才好，不至于出个国就得换一部手机。
所以，以前通信标准少，基带相对好做；而随着 2G 到 5G 通信标准越来越多，基带也越来越难做。
在 2G 时代，全球大概有几十家能做基带的公司；到了 3G 时代，还能有 10 家不到；到了 4G 时代，进一步缩减到了 7～8 家。
而到了 5G 时代，全世界能做 「全网通」 基带芯片的，只剩下 5 家公司：高通、三星、联发科、华为海思和紫光展锐。
有小伙伴可能会问：联发科和展锐何德何能，居然能做出基带芯片？
原因很简单——做的足够早。
联发科就不用说了，早在 2G 时代就开始做基带芯片了，手机芯片强的一笔，后来更是凭借 Turn-key 方案成为 「功能机之王」，直接繁荣了华强北。
联发科总部，中国台湾
而位于上海的展讯也一样，2001 年成立，2003 年搞出了 GSM 基带芯片，后来做出了支持 TD-SCDMA 的基带芯片，又靠收购的 MobilePeak 搞出了 WCDMA 基带，一路苦熬才撑到现在。
虽然这两家的产品相对偏中低端（联发科比展讯好一些），但每家手里都攒了一大堆专利和数不清的工程经验，这些都是新玩家难以绕开的。
华为在 2010 年之后才大规模进军手机行业，所以做基带芯片也有些晚。早期的华为智能手机如爆款的 P6，用的也是别人家的基带芯片。 
但凭借着在无线领域的深厚积累，华为迅速推出了 「巴龙」 基带，并在麒麟 910 之后把基带集成进了 SoC，此后便一骑绝尘，跟高通一个水平。
所以苹果做基带芯片失败的第一个原因，就是起步太晚，技术和经验需要从头开始攒。
Intel 当年不信就这个邪。我们前面提到，Intel 在 2011 年接盘了英飞凌的无线部门，下定决心要搞出基带芯片，把被高通抢去的苹果重新抢回来。
英飞凌不是缺乏 CDMA 专利吗？那就接着买！2015 年 Intel 收购了台湾公司威睿电通（VIA Telecom）手上的 CDMA 专利，补上了关键的短板。
更重要的是，反感高通的苹果也支持 Intel，库克巴不得硅谷老大哥能出手教年轻气盛的高通做人，自己好趁机压价，降低成本。
但现实却很骨感。英特尔确实搞出了 4G 全网通基带芯片，并在苹果的支持下装上了 iPhone，但性能离高通差一大截，非常拉胯，让苹果在 「信号差」 的路上越走越远。
最终苹果挥泪斩马谡，重新投回高通怀抱。英特尔也心灰意冷，把基带部门和 2000 多名员工打包 10 亿美金，卖给了苹果。之后苹果卷起袖子自己下场，但结局大家也看到了。
对此高通只能表示：给你机会，你不中用啊！
其实在基带芯片上翻船的，不光是苹果和 Intel 这对难兄难弟，还有现在如日中天的英伟达。
英伟达在 iPhone 开启智能手机时代后，觉得不能光在显卡领域待着，想去手机领域打一把野，于是便推出了手机 AP 芯片品牌——Tegra。
而为了弥补专利上的短板，英伟达在 2011 年花了 3.67 亿美元，并购了基带和射频领域厂商 Icera，后者拥有 Livanto 基带芯片家族，颇有声望。
英伟达的想法，是把 Icera 的基带集成到自家的 AP 芯片 Tegra 上，整合成一片 SoC（System on Chip），就像华为把 「巴龙」 基带集成到麒麟 SoC 上一样。
但英伟达足足搞了四年，也没能搞定。
资深米粉用户可能会记得，2013 年小米发布的小米 3，其中联通版和电信版用的是高通骁龙 800，基带直接集成进 SoC 中，性能强悍。
而小米 3 的移动版，搭载英伟达的 Tegra4 芯片，但基带却外挂了一枚展讯的芯片。最终用户的评价代表一切：这是小米被芯片坑的最惨的一次。
小米 3 宣传文案
最后，英伟达的基带梦想和 Tegra 芯片一起，消失在手机的江湖中。
除了 Intel、英伟达和苹果之外，在基带芯片上折戟和退出的名单上，还有TI、博通、Marvell、飞思卡尔……等一长串的名单。
如上文所述，基带本质上是 「芯片 「和 「通信」 两个行业的交叉领域，既要精通芯片设计，又要在无线领域积累大量经验和专利。
这两项有一项能做到，就已经很牛逼了。两项都能从容拿捏无异于德艺双馨，全球能做到的老司机越来越少了。
长期以来，人们更多关注的是手机 AP 芯片，比如苹果的 A 系列、高通的骁龙、海思的麒麟、三星的猎户座等，对基带芯片关注较少。
但从价值量（占手机成本大于 10%）和难度（技术和专利）的角度看，基带芯片也是一颗分量十足——工业明珠。
逐渐关上的大门
随着 4G、5G 甚至 6G 频谱的越来越复杂，未来几乎不会再有新的厂商半路出家搞基带芯片了。
最新放弃的是 OPPO 的哲库，其位于北京的 B 中心就是专门做基带的，规模据说有几百人——而根据芯谋顾文军的说法：基带芯片最低团队配置也得要 1500 人[5]。
而一个合格的基带芯片研发团队，通信人才的比例甚至要高于芯片人才。而对于 Intel 和苹果这些美国厂商来说，搞定 「通信」 要比搞定 「芯片」 更难。
苹果在美国搞基带几乎只有高通的人能挖了，其他公司基本上都没有精通无线的大团队了。对此，知乎上一个回答其实说在了点子上。
对没有苹果有钱的厂商来说，似乎只有外购一条路了——华为和三星的基带芯片不对外销售，联发科和展锐相对偏中低端，所以各家的旗舰机，只能买高通的基带方案。
而高通的基带芯片又跟 AP 芯片捆绑销售（除了苹果等极少数客户），收割的镰刀挥舞起来毫不客气，甚至有 「买基带，送 SoC」的说法。
所以，未来全球基带芯片的变局，只有苹果还存在一丝可能，也只有苹果还有余力打破高通卡脖、勇摘工业明珠了。希望传言是假的。
尤其是在山顶上，还坐着两家大陆公司一家台湾公司，正在慈爱地看着果子勇攀科技高峰，这是全球科技战中难得一见的场景。
这岂止是罕见，简直就是罕见。
全文完。

参考资料：

[1] Inside Apple’s Spectacular Failure to Build a Key Part for Its New iPhones, Aaron Tilley Yang Jie, WSJ, 2023

[2] 一颗难倒了苹果的芯片, 邵逸琦, 半导体行业观察, 2023

[3] 手机基带芯片往事, 金捷幡,2019

[4] 苹果高通：为了手机里那只 「猫」 相爱相杀七年, 智东西, 2017

[5] 哲库倒掉的真正原因与教训, 芯谋研究，2023

[6] 全世界还有哪些能做基带的公司, 蓝宝王

[7] 苹果造芯: 失败、蛰伏、蓄力, 然后打赢所有人, 饭统戴老板

本文部分内容来自饭统戴老板微博，已获授权

文章来源：新硅NewGeek

作者：硅基君

编辑：辛十四

视觉设计：疏睿

责任编辑：张泽一

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文章来源: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjgzMTAwODI0MA==&mid=2652317114&idx=1&sn=6b87697e5cfd93dedb99fabb4fb02983&chksm=9a0b199132d4cafcda19e281ec9675aff674edd2f7545836a1a88024ea1ebb77ed8ca3758519&scene=0&xtrack=1#rd
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