在蘋果公司的硅谷總部一間不起眼的房間里，擺滿幾百臺嗡嗡作響的機器，身著實驗室工作服的工程師穿梭其間——蘋果為其產(chǎn)品設計的定制芯片，就從這里產(chǎn)生。其樸實的外觀，與公司此前展現(xiàn)的時尚總部硬件中的其他實驗室相去甚遠。但這個充滿實用主義氛圍的房間，可以說是蘋果產(chǎn)品的「心臟」。

自2010年首款自研手機芯片A4開始，蘋果堅信「為客戶提供最佳體驗的最佳方式是擁有、開發(fā)和設計自己的芯片」。高級分析師斯泰西·拉斯貢 (Stacy Rasgon) 指出：「（蘋果的）處理器一直非常出色，他們掙扎的地方是在調制解調器方面，在手機的無線電方面——調制解調器很難?！?/p>

蘋果自2018年準備自研調制解調器，幾經(jīng)波折，最近終于傳來好消息——彭博社記者馬克·古爾曼(Mark Gurman)報道，蘋果正在開發(fā)三款定制5G基帶芯片，以適應其iPhone和iPad系列。該芯片將首次應用于明年初發(fā)布的iPhone SE 4中。作為入門級芯片，這款芯片性能難媲美iPhone原先使用的高通（Qualcomm）的芯片，但能為蘋果未來將其與定制處理器集成片上系統(tǒng)（SoC）奠定基礎，提高芯片整體效率。蘋果這一項目的成功，也意味著高通即將失這個每年為其提供近1/5收入的大客戶。

古爾曼續(xù)分享道，蘋果希望在未來三年內憑借定制5G調制解調器擊敗高通。又一個三年計劃，這次蘋果能成功嗎？

無法支持毫米波的Sinope 讓蘋果難舍高通

Sinope，是希臘神話中智勝宙斯的仙女的名字，也是蘋果內部調制解調器芯片項目的命名。

所謂調制解調器，是將手機連接到手機信號塔、以撥打和接聽電話并連接到互聯(lián)網(wǎng)的組件，這顯然是手機的關鍵部分，也是無線設備中最復雜和最昂貴的部件之一。在高度集成化的智能手機中，調制解調器與信號處理器、信道編碼器、數(shù)字信號處理器和接口模塊，整合在一顆芯片上——這顆芯片俗稱基帶（Baseband）。這些模塊共同協(xié)作的成果，就是現(xiàn)代手機具備了通訊功能。

也因此，調制解調器的技術作用是基帶芯片最重要的功能模塊。

本月上旬，有消息指蘋果將于2025年初推出期待已久的首款基帶芯片，用于iPhone SE 4中。蘋果將在后續(xù)幾代中改進調制解調器，使其更加先進，并于2026年推出高階版本，以取代其長期合作伙伴高通的組件。知情人士還透露，蘋果希望在2027年最終超越高通的技術。

這款調制解調器還將與另一個新的Apple組件配合使用：RFFE或射頻前端系統(tǒng)。該RFFE將管理和優(yōu)化天線和調制解調器之間的信號，以確保清晰的通信、強大的連接和高效的性能。

從蘋果將這款芯片用在入門級手機型號上、還沒信心投入Pro iPhone等旗艦產(chǎn)品中，可見這款芯片也是入門級別——Sinope芯片的峰值下載速度將達到4Gbps，遠低于高通驍龍（Snapdragon）X80 5G調制解調器和射頻系統(tǒng)提供的10Gbps峰值。不過，也有行業(yè)人士指出，大多數(shù)手機的運行速度都遠不及這些調制解調器所能處理的最大速度，因此問題不大。

此外，Sinope芯片目前不支持超高速5G毫米波（mmWave），僅支持Sub-6，即頻率低于6GHz的電磁波，其中包括大多數(shù)美國運營商青睞的中波段和C波段頻譜；而高通的調制解調器同時支持毫米波和6GHz以下頻譜。

毫米波為何重要？目前全球5G網(wǎng)絡頻段主要分為Sub-6GHz和毫米波。其中，毫米波傳輸速度更快、距離較短，適用于人口密集的城市區(qū)域；而Sub-6GHz傳輸速度相對較慢、信號傳播距離更遠，更適合郊區(qū)和農村地區(qū)。相比起毫米波，Sub-6在傳播速度和帶寬容量上都遜色不少。

IDC研究總監(jiān)Phil Solis認為，在未來的iPhone中，尤其在美國市場，蘋果不會放棄毫米波功能。在他看來，毫米波「對蘋果來說是最棘手的部分」，當內部集成基帶處理器出現(xiàn)在蘋果的SoC中時，蘋果可能會擁有自己的毫米波模塊，也可能繼續(xù)從高通或其他第三方購買。

這也意味著，未來短期內蘋果只會用自己的5G基帶芯片進行部分替換——它將繼續(xù)依賴其現(xiàn)有的5G芯片供應商高通，為支持毫米波的iPhone機型（包括美國版的所有iPhone 12機型及更新機型）提供5G芯片。

Sinope預計還可能包含在傳聞中超薄的iPhone 17 Air機型中。據(jù)悉，在iPhone 17 Air上使用自己的5G調制解調器芯片，將使其能比iPhone 16 Pro薄2毫米，同時為相機、電池和顯示屏組件留出足夠空間。并且，這款新調制解調器能大幅降低電池消耗，似乎也非常適合Apple Watch等這類追求能效多于性能的設備。

也有消息稱，蘋果第二代5G基帶預計于2026年推出，將把峰值下載速度提高到6Gbps，并支持毫米波技術，使其成為高通5G基帶芯片更可行的替代方案。分析師Mark Gurman表示，蘋果也正研究首次將蜂窩連接引入Mac產(chǎn)品線的想法，若能成功做出蜂窩Mac，預計最早在2026年才會向公眾推出。

從幻想跌落至現(xiàn)實  但「蘋果不會放棄」

「You have to own your own silicon．You have to control and own it.」蘋果公司前CEO喬布斯在多年前就強調，必須擁有對芯片的絕對控制權。2010年，蘋果開始在iPhone和iPad中使用自己的處理芯片，超越許多安卓競爭對手——后者仍依賴高通、聯(lián)發(fā)科等制造商的芯片。這些年來，蘋果開發(fā)出了引以為傲的A系列、M系列SoC處理器芯片等，芯片版圖日益擴張，但在基帶芯片的研發(fā)上，卻遭受挫折。

高通與蘋果兩家公司已經(jīng)深度綁定多年——自iPhone 4S起，iPhone的基帶芯片便長期依賴高通。不過，蘋果不愿被需要支付給高通的高昂費用束縛，2018年，現(xiàn)任CEO蒂姆·庫克（Tim Cook）下令制造一款調制解調器芯片。

對于在該領域一片空白的蘋果來說，項目起步的第一步是：挖人。

蘋果一直在從高通挖走工程人才，2019年3月，更是深入高通腹地，宣布在高通總部所在地圣地亞哥建立一個新的工程中心，在當?shù)卦黾蛹s1200個工作崗位。同年夏天，蘋果以10億美元收購了英特爾手機基帶芯片部門，獲得8500項蜂窩專利和連接設備專利。庫克表示，收購后蘋果的無線技術專利組合超過1.7萬項，涵蓋從蜂窩標準協(xié)議到調制解調器架構和調制解調器操作。

那年12月，蘋果公司硬件工程高級副總裁約翰尼·斯魯吉（Johny Srouji）飛往慕尼黑，迎接蘋果新收購的英特爾無線員工。據(jù)稱，他曾表示，調制解調器芯片項目將改變蘋果的游戲規(guī)則，是公司發(fā)展的下一步。

2021年，蘋果在加州開設了新辦公室，招聘包括射頻芯片、RFIC和無線SoC等職位的工程師。除了射頻芯片，電源管理芯片、屏幕驅動芯片、T系列安全芯片、3D體感芯片等都在蘋果的研發(fā)范圍內。

隨著人才儲備工作如火如荼展開，公司高管信心滿滿地設定了目標：在2023年秋季準備好調制解調器芯片。然而，有參與該項目的人士曝出，斯魯吉團隊的一位高級項目經(jīng)理沒有無線技術背景：團隊構建芯片的原型版本后，必須證明它們可以與全球眾多無線運營商合作，這很耗時，但缺乏經(jīng)驗的高管設定的時間表很緊，不切實際。許多無線專家很快意識到，雇用數(shù)千名工程師的蠻力，不足以快速生產(chǎn)出卓越的調制解調器芯片。

有報道稱，蘋果在使用的英特爾代碼方面遇到了問題，工程師不得不重寫代碼，而添加新功能會導致現(xiàn)有功能中斷；同時蘋果還必須避免侵犯高通的芯片專利。熟悉該項目的前公司工程師和高管也指出，完成芯片開發(fā)的障礙主要是蘋果自己造成的——由于技術挑戰(zhàn)、溝通不暢及管理層間的意見分歧，該芯片工程團隊進展緩慢。并且，缺乏全球領導者，團隊被分散在美國和海外的不同小組中，一些經(jīng)理不鼓勵工程師公開有關延遲或挫折的壞消息，導致項目進程被耽誤。

2022年底對研發(fā)的基帶芯片進行測試后，團隊發(fā)現(xiàn)芯片速度太慢，容易過熱，且電路板大到占據(jù)半部iPhone，無法使用。測試結果不理想，這些芯片基本上比高通最好的調制解調器芯片落后了三年。

也因此，蘋果不得不面對現(xiàn)實，取消了在2023年機型中使用這些芯片的計劃，推出時間推遲到了2024年；但隨后這一目標也被證明難以實現(xiàn)。蘋果在2023年底宣布，將繼續(xù)購買高通的調制解調器芯片至2026年。今年二月，高通表示，蘋果已將與其調制解調器芯片許可協(xié)議延長至2027年3月。

雷峰網(wǎng)搜索網(wǎng)上資料發(fā)現(xiàn)，2021年前后，人們對于蘋果在兩年內實現(xiàn)自研的5G基帶芯片、勇敢告別高通頗有信心。這款自主研發(fā)的調制解調器芯片被大肆宣傳，就連當時高通的CEO也預計，蘋果的調制解調器將在2024年準備就緒。蘋果終是沒能交出一份滿意的答卷。

不過，有業(yè)界人士相信，蘋果推出自研基帶芯片只是時間問題。近日傳出的新消息，給這個「難產(chǎn)」項目畫上令人期待的省略號，且也印證了人們已經(jīng)達成的某種共識：「蘋果不會放棄」。

爛信號、耗電快 蘋果自研基帶芯片帶來解法

蘋果公司內部5G調制解調器的開發(fā)，已經(jīng)花費了數(shù)千名工程師數(shù)百萬小時、公司數(shù)十億美元。在公司員工看來，芯片的研發(fā)并不會對iPhone的銷售產(chǎn)生積極影響，因為客戶并不關心這些設備中運行的是什么。那么，蘋果為何如此執(zhí)著于這款對用戶體驗改善作用不大的基帶芯片？

錢，是問題的起源。

高通從2011年開始獨家為蘋果提供基帶芯片，2013年和蘋果簽署了獨家供貨換取專利費折扣的協(xié)議。然而，蘋果在2016年開始拒絕向高通支付高達10億美元的專利費，雙方關系開始惡化。2017年，蘋果在美國和中國起訴高通，要求退還10億美元專利費中的優(yōu)惠部分，并降低未來的專利授權費用。高通提起訴訟，指控蘋果違反雙方簽署的協(xié)議，侵犯高通的專利權。來來往往，兩年50多起大案，最終，兩家公司在2019年達成和解。

和解只是表面的和平，蘋果在繼續(xù)大規(guī)模使用高通基帶芯片的同時，也默默推動其研發(fā)計劃。

在此期間，蘋果曾敦促英特爾為iPhone開發(fā)5G調制解調器芯片，希望取代高通的組件，但英特爾的嘗試不盡如人意。蘋果最終向高通投入數(shù)袋現(xiàn)金，以確保及時獲得驍龍5G調制解調器芯片，趕上iPhone 12——第一款支持5G的iOS設備——的發(fā)布。

專利費之外，5G基帶芯片的成本也非常昂貴，高通的每款芯片都沒有給蘋果留下多少利潤空間。蘋果2022年向高通支付超72億美元購買芯片，且預計在2024財年仍將向高通支付77億美元，約占高通收入的20%——根據(jù)Wolfe Research的統(tǒng)計。蘋果開發(fā)自己的5G基帶芯片意味著不再需要向高通支付昂貴費用，盡管可能仍需支付高通2G/3G/4G/5G通信專利的許可費。

此外，蘋果需要主動權。它在供應鏈的平衡管理上一直非常成功，很多供應鏈都是相互競爭以保證質量和控制，如由三星、LG、京東方等多家供應商共同提供OLED屏幕。然而，在5G調制解調器供應商方面，高通的獨家「壟斷」，讓蘋果處于被動地位。

對于蘋果而言，實現(xiàn)芯片設計的自給自足能增強其競爭優(yōu)勢，把對產(chǎn)品功能和創(chuàng)新的控制更多掌握在手中，帶來更好的集成和性能。盡管蘋果首款5G基帶芯片性能較低，但他們很可能會將其與定制的A系列處理器集成，使其成為片上系統(tǒng)（SoC），或能使iPhone搜索蜂窩網(wǎng)絡效率更高，為衛(wèi)星連接功能提供更好的支持，由此顯著提高芯片的整體效率。并且，新的芯片設計還將在主板上留出更多空間，可能提高電池性能和使用壽命。

行業(yè)推測，或許蘋果的最終目標是將芯片組、5G調制解調器、Wi-Fi和藍牙適配器等都整合到一個封裝中，釋放更寶貴的空間且節(jié)能。也有分析稱，蘋果手機中的IOS系統(tǒng)和高通5G基帶似乎有些不兼容——因IOS屬于封閉的操作系統(tǒng)，對高通基帶芯片的兼容性有非常高的要求，兼容不夠便容易出現(xiàn)接電話畫質不好或信號弱等情況，相信蘋果自研5G基帶芯片，有助于解決iPhone通話質量差、信號弱等問題。

正如斯魯吉所說：「我們專注于產(chǎn)品，這讓我們可以自由地進行優(yōu)化，可擴展的架構讓我們可以在不同產(chǎn)品之間重復使用零件?！笰pple Mac產(chǎn)品行銷副總裁Tom Boger上個月也在采訪中提到蘋果造芯的秘密武器：「我們不會制造一堆芯片，然后決定將它們放在哪里。我們?yōu)槲覀兊漠a(chǎn)品從頭開始設計芯片，這是我們擁有的巨大戰(zhàn)略優(yōu)勢。」蘋果的獲益方式正是如此——生產(chǎn)僅供自己使用的芯片，而非出售給其他公司。

在今年蘋果與高通延長了最新的調制解調器許可協(xié)議后，高通CEO克里斯蒂亞諾·阿蒙（Cristiano Amon）對此非常滿意，認為延長的合作關系意味其將在未來幾年「享受健康的收入來源」。不過，蘋果自研基帶芯片項目，始終像烏云籠罩在高通頭上，提醒著他們終將失去這個重大客戶。

蘋果對高通的拋棄是循序漸進的，對此已有預計的高通，也已在為彌補失去蘋果的后果部署。蘋果分析師郭明錤指出，蘋果的脫離可能迫使高通在低端市場展開競爭。據(jù)了解，高通正在增加射頻業(yè)務的收入——銷售一種調制解調器到天線解決方案，該解決方案將射頻組件與集成基帶處理器捆綁在一起，旨在占領射頻前端 (RFFE) 市場的份額。

功能更強大的6G手機到2030年推出，蘋果購買高通芯片的協(xié)議于2027年到期。不可否認的是，蘋果自研芯片項目遭受挫折、年復一年依賴高通的基帶芯片，已經(jīng)為高通多爭取了一些時間。

做5G基帶芯片 要從2G做起

「蜂窩網(wǎng)絡是一個怪物」，曾在高通任職多年的高管Serge Willenegger直言。在他看來，蘋果在發(fā)布基帶芯片項目上的延遲，正體現(xiàn)了他們沒有預料到這項工作的復雜性。

蘋果一路積極推動生產(chǎn)用于其產(chǎn)品的各種半導體，造芯之路已近三十載。或因為此，他們自信能輕易復刻以往造芯的傳奇。然而，比起微處理器芯片，調制解調器芯片的設計開發(fā)更加復雜——

做5G基帶芯片，需要做的不止5G，還要兼容世界各地的2G、3G、4G網(wǎng)絡，這些網(wǎng)絡都有自己的技術特點。雷峰網(wǎng)(公眾號：雷峰網(wǎng))了解到，這類用于傳輸和接收無線數(shù)據(jù)的芯片，必須符合嚴格的連接標準，才能為全球無線運營商提供服務。因此，在大量技術積累基礎上，蘋果需要跟全球的運營商做測試，讓工程師到全球各地進行場測，這對時間要求很高。

同時，資本的投入也是巨大的——考慮到技術和資本投資的高進入門檻，智能手機組件設計和生產(chǎn)的競爭相當有限，這意味著組件價格越來越高。根據(jù)IHS Markit的數(shù)據(jù)，蘋果iPhone X系列的4G基帶芯片成本約為18美元；而摩根大通統(tǒng)計，5G芯片的成本預計是4G芯片的兩倍，盡管價格可能會隨時間推移而下降。

蘋果在英特爾團隊的幫助下并非完全從零開始，然而，國內有行業(yè)人士指出，基帶芯片技術核心是協(xié)議棧，費時間的是全球各地場測——在理想的5G通信所具備的高速率、大吞吐量、平穩(wěn)的上下行、比別家更強的弱信號環(huán)境下的表現(xiàn)，此外還要控制功耗。而在環(huán)環(huán)相扣的研發(fā)過程中，團隊的默契與通力協(xié)作也至關重要。這些對于經(jīng)驗欠缺的蘋果而言，難上加難。

5G基帶芯片之難，早已嚇退過許多新老玩家，4G  LTE基帶已是一個極難的門檻，包括德州儀器、博通、Marvell、英偉達、諾基亞等在內的老牌玩家都相繼退出市場。目前留在這個市場里的主要是高通、華為、三星、聯(lián)發(fā)科和紫光展銳。其中，真正面向市場出售5G基帶芯片的主要是高通、聯(lián)發(fā)科和紫光展銳。據(jù)統(tǒng)計，2022年全球基帶芯片市場中，高通獨占60.9%份額，排名第二的聯(lián)發(fā)科僅占27%。

參考資料：

https://www.wsj.com/tech/apple-iphone-modem-chip-failure-6fe33d19

https://wccftech.com/apple-modem-chip-in-mac-for-cellular-connectivity/

https://wccftech.com/apple-to-use-qualcomm-5g-modems-until-march-2027/

https://9to5mac.com/2024/11/26/apple-5g-modem-rumors/

https://www.weiyahua.com/show-172.html

https://www.phonearena.com/news/apple-to-take-3-years-to-fully-rollout-its-in-house-5g-modem-chip_id165617

https://www.diskmfr.com/apple-finally-says-no-to-qualcomm-after-6-long-years/

https://www.fierce-network.com/devices/apple-5g-modems-2-year-horizon-report

https://www.businessinsider.com/apple-chip-design-silicon-secret-weapon-2024-11

https://www.businessinsider.com/apple-chip-testing-lab-video-iphone-mac-silicon-2023-12

https://www.cnbc.com/2023/12/01/how-apple-makes-its-own-chips-for-iphone-and-mac-edging-out-intel.html

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