一顆難倒了蘋果的芯片

對於蘋果來説，信號似乎是一個永遠繞不過去的坎。早在 2010 年的 iPhone 4 之上，就鬧出了一個 “天線門”。在這一年的 6 月 24 日，舉世矚目的 iPhone 4 正式發佈，但在數小時後，就有美國網友在論壇上發佈帖子，稱 iPhone4 引以為傲的框線天線設計存在致命缺陷，在用户用手緊握 iPhone4 的時候，其移動網絡的信號就會在數分鐘內完全衰減到無法通話的水平，這就是著名的 “死亡之握”。但蘋果依舊保持了我行我素的傲慢，這種傲慢貫穿了蘋果公司歷史的始終，有忠實用户發郵件給史蒂夫·喬布斯：“我很喜歡這款手機，但是一握住手機兩側的金屬縫，信號就沒了。請問能解決嗎？”而喬布斯卻拒不承認這個問題，他甚至告訴用户 “你最好改一種方式來拿手機”，即使在針對 “天線門” 的發佈會上，他也迴避了道歉這回事，只是簡單地説：“你知道，我們不是完美的，而且，手機也不是完美的。但我們希望所有的使用者滿意，如果你不知道這點的話，那你還不夠了解蘋果。”最後的最後，蘋果也沒召回這部分有問題的 iPhone 4，只是免費贈送了一款 Bumper 手機保護套，順便把火燒到諾基亞、摩托羅拉和黑莓這些手機廠商身上，表示其他家的智能手機也會有這樣的問題，後續甚至被當成了危機公關的典範。但如今 iPhone 的信號依舊是用户吐槽最多的一個點，大家內心或多或少有個疑問，搞出了世界最強移動芯片的蘋果，為什麼搞不定信號，還有那枚不起眼的基帶芯片？繞不開的基帶2007 年的 iPhone 初代，並不如今天這般成熟，沒有做過手機的蘋果，利用自己已有 iPod 和 Mac 的供應鏈，“拼湊” 出了一台硬件設備：處理器、NAND 和 SDRAM 是三星的，觸摸屏來自德國 Balda，圖像傳感器來自美光，MARVELL 則是 WiFi 芯片，Wolfson 負責音頻芯片，連英特爾也參了一腳，為蘋果提供了 NOR 和 SRAM 芯片……而對於必不可少的基帶，蘋果選擇了由德國豪門西門子獨立出來的半導體部門——英飛凌，型號為 M1817A11，據當時的法國分析師稱，蘋果使用了英飛凌 MP-E+ 或 MP-EU 的技術平台，兩個平台都可以管理 Flash、Java 和彩信，同時還內置了 GPS、FM 調諧器和 3G 功能，彼時甚至有樂觀的網遊預計，在發售後不久，初代 iPhone（只支持 2G 網絡）就能通過固件更新來支持 3G 網絡。英飛凌此前由於基帶產品需求下降和定價壓力，以及主要客户 Ben-Q 的破產，通信解決方案部門在 2006 年的淨銷售額已經出現了下降，開始通過裁員來降低成本，而在贏得蘋果這個大客户後，瞬間掃清了之前種種陰霾，在 iPhone 的拆解報告發布後，英飛凌股票甚至還在當年的 7 月 2 日上漲了 3%，達到了 17.03 美元。按理説，蘋果幫英飛凌的通信業務解了燃眉之急，是件大喜事，但英飛凌緊縮的眉頭卻並沒有因此而舒展半分，反而陷入了兩難的境地。問題還是出在了英飛凌的基帶產品上，初代 iPhone 並不支持已大規模普及的 3G，意味着剛推出就已經過時了，抓緊時間出 3G 機型是消費者也是蘋果的迫切需求，但事實上，英飛凌作為一家歐洲公司，並沒有太多關於美國 3G 網絡的經驗，還處在摸着石頭過河的階段。iPhone 3G 於 2008 年 7 月正式發售，由於支持了更快的 3G 網絡，一度成為市面上最暢銷的手機之一，首周銷量就達到了 100 萬部，但它在移動網絡方面的表現並不盡如人意。大量用户在網站和博客上抱怨，iPhone 3G 並不能跑滿 3G 網絡的速度，即使身處 3G 覆蓋的區域，信號也經常滑落回 2G，英飛凌的基帶芯片就是罪魁禍首。當時《商業週刊》的報道援引了消息人士的話稱，問題出在英飛凌技術上，該技術實際上 “相當新，未經實驗室環境外的大量測試”，其表示，蘋果對英飛凌芯片進行了 “超頻 “，讓它能夠要求比它所需要的更強大的 3G 信號，從而導致瞭如果同一區域有太多人試圖同時使用 iPhone，就會切換回較慢的網絡。這事不光影響到了 iPhone 的口碑，也影響到了蘋果手機的獨家銷售商——AT&T，三方之間逐漸心生嫌隙，而深究起來，竟然只是因為一枚小小的基帶芯片。需要注意的是，蘋果為什麼在初代 iPhone 上執意使用英飛凌而非高通這樣的美國本土廠商，很大原因就是成本，根據拆解報告，英飛凌芯片的物料成本是 15.25 美元，佔 iPhone 總成本的 6.1%，而同時期的黑莓 Storm 搭載了高通 MSM7600 基帶處理器，成本約為 35 美元，佔總成本的 17.2%，成本翻了一倍還不止，也難怪蘋果明知英飛凌不太行的情況下，還要執意在 iPhone 上使用它的基帶了。但有些讓人啼笑皆非的是，蘋果除了在芯片成本上省了點錢外，另外也沒少交學費：根據蘋果提交的文件：自 2007 年發佈 iPhone 以來，蘋果公司一直在間接向高通支付許可費，2007 年，蘋果發佈了第一款使用英飛凌基帶處理器芯片組的 iPhone，但由於專利問題，使用它還需要向高通支付許可費，當時高通沒有按照慣例的"FRAND"條款直接向蘋果公司授予許可，而是與特定的蘋果合同製造商（"CMs"），即製造和組裝蘋果產品的第三方製造商簽訂了保密許可協議，由 CMs 來支付高通的專利使用費，最終將費用全部轉嫁給蘋果。為了減免過高的專利費，蘋果於 2007 年與高通簽訂了一份 "營銷激勵協議"，禁止蘋果銷售 WiMAX 終端，這是一種新興的 4G 標準，與 LTE 有競爭關係，而高通在這方面缺乏有意義的專利，一方是為了壓縮成本，一方是為了投資未來市場，就這樣達成了難得的共識。但這些協議並沒有解決 iPhone 的網絡問題，而是把問題往後推，英飛凌基帶只支持 3GSM（WCDMA），意味着它在美國只能支持 AT&T，越獄後也只能額外支持 T-Mobile，當全美最大的運營商 Verizon 對熱銷的 iPhone 拋來橄欖枝時，蘋果最終還是向錢妥協了。2010 年 6 月， iPhone 4 發售，雖然依舊只支持 3GSM 網絡，但在它發佈前，關於 iPhone 推出 CDMA 版的傳言就甚囂塵上，伴隨着 2011 年 1 月 Verizon iPhone 的正式推出，AT&T 和英飛凌獨佔的 GSM iPhone 成為了往事，高通作為 CDMA 專利最大持有者之一，沒有任何意外地成為了蘋果新的供應商。根據拆解，Verizon 版的 iPhone 4 搭載的正是來自高通的 MDM6600 基帶處理器，其不僅支持 CDMA 標準，還順帶支持了 GSM 標準（僅硬件），包括最高 14.4 Mbps 的 3G HSPA+ 和最高 14.7 Mbps 的 EV-DO rev B……此外，Verizon 版的 iPhone 4 的 “死亡之握” 問題大大減輕，還額外加入了移動熱點的功能。借用蘋果一句廣告詞：用了高通基帶的 iPhone，唯一的不同，是處處不同。背刺高通，自立門户集成了基帶的高通處理器在早年間，被許多人稱為 “買基帶送處理器”，雖然不過是大家的戲言，但從中也可以一窺高通基帶的強大。蘋果顯然是食髓知味，在 iPhone 4 上體會到了高通基帶的強大後，在下一代的 iPhone 4s 上就全數換用了高通，蘋果用英飛凌基帶的歷史也告一段落。為了留住蘋果這樣的大客户，高通當然也做出了一點小小的犧牲：在 2011 年時，高通和蘋果簽訂了獨家供貨換取專利費折扣的協議，從這一年開始，蘋果通過確保高通基帶的獨佔地位，外加不與監管機構配合調查高通，來獲取高通支付的每年 10 億美元的費用，簡單來説，就是吃回扣。這種回扣早期來説，還是很有優勢的，因為高通的專利費用是根據手機出貨量來計算的，單部手機收取售價 5% 的專利授權費用，裏面包含了從 2G 到 4G 的通信專利，2013 年以前 iPhone 出貨量將將破億，而起售價還停留在 599 美元，去掉高通給的回扣，在之前的費用的基礎上也沒有增加太多。但隨着 iPhone 年出貨量突破 2 億，更高價格的 iPhone 機型推出，包括庫克在內的高管也坐不住了，高通每年的 10 億美元是固定的，但蘋果要付給高通的錢卻在水漲船高，一來一去，等於蘋果每年要多付幾十億美元。對於蘋果來説，基帶不過是一塊小小的芯片罷了，壓根值不了這麼多錢，在接受《彭博商業週刊》採訪時，蘋果高管透露了該公司的想法。在他看來，手機調制解調器只是眾多組件之一，並沒有什麼特殊意義。他指出，如果蜂窩網絡出現故障，可以使用 Wi-Fi 上網，Wi-Fi 使用不同的芯片。此外，電話不再只是電話，而是電話。它們也是導航工具、數字錢包、健康監視器、相機等。所有這些功能都可以在有或沒有手機服務的情況下工作。“蜂窩連接很重要，” 蘋果高管説，“但它不像以前那麼重要了。” 在他身後的另一張桌子上，蘋果代表展示了 iPhone 7 的兩個版本：其中一款擁有 128 GB 內存，蘋果以 750 美元的價格出售。另一款容量為 256 GB，售價高出 100 美元。他問道，考慮到這兩款設備在其他方面是相同的，高通公司對更昂貴的手機中的技術收取高達 5 美元的費用，這公平嗎？雖然上述蘋果高通的回扣協議到 2016 年為止，但在更早的時候，蘋果就已經着手擺脱高通的統治了，不光與英特爾展開了基帶上的合作，還敦促了三星向韓國反壟斷監管機構施壓，要求它加強自 2014 年以來對高通的調查。值得一提的是，英特爾原來也沒有基帶業務，這項業務還是 2010 年後花了 14 億美元從英飛凌那裏收購的，蘋果、高通、英特爾、三星、韓國……這出精彩的政商大戲迅速展開。2016 年 9 月，蘋果發佈 iPhone 7，正式引入了英特爾基帶，高通以此為由，停掉了每年 10 億美元的回扣，而蘋果則是相應停掉了本應支付給高通的專利授權費。2016 年底，韓國監管機構以 “濫用市場支配地位” 為由對高通處以 8.5 億美元的罰款，並宣佈將命令高通改變其定價方案，三週後，美國聯邦貿易委員會指控高通採取反競爭策略。短短几個禮拜，2016 年 12 月估值超過 1000 億美元的高通市值就跌掉了四分之一，在這場沒有硝煙的基帶戰爭中，家大業大的蘋果似乎已經勝券在握。那麼，蘋果得償所願了嗎？從 2017 年開始，蘋果和高通掀起了專利大戰，二者竭盡所能，在全世界拼了命地給對方添堵，雙方都覺得自己才是正義的那一方，蘋果律師在法庭上大喊高通收費不合理，我就是要公平，高通的律師表示蘋果的伎倆已經被看穿，他們不會屈服於這種淫威。説真的，網飛沒有把兩家的巔峯對決拍成一部連續劇，實在是有些浪費了。尤其是最終訴訟上，蘋果律師用肯德基餐廳來比喻高通的收費政策：你必須先去櫃枱買一個食品許可證，然後才能購買一份炸雞來大快朵頤。高通則是表示，炸雞是你買的基帶，專利費用是薯條，蘋果掏錢買的是套餐而非一塊炸雞。最後高通和蘋果還是在 2019 年 4 月的訴訟後達成了和解，和解協議包括蘋果向高通支付一筆未披露金額的款項以及一份芯片組供應協議，協議有效期限為 6 年，還可以再延長兩年。高通妥協的原因不難猜測，只要暢銷的 iPhone 搭載的還是高通的基帶，那麼芯片費用和專利許可費用就會源源不斷地湧過來。而蘋果妥協的原因，兜兜轉轉又回到了原點，英特爾的基帶源於英飛凌，英特爾本身並無通信領域的深厚雞肋，而蘋果也沒有，這兩家合作出來的基帶，自然繼承了之前所有的缺點，根據外媒的測試結果，在美國最常見的 LTE 頻段上，採用了高通基帶的 iPhone X 在 LTE 速度上始終比英特爾基帶表現更好，這還是在蘋果刻意限制了高通基帶的情況下。這點差距在同機型對比時可能還不太明顯，但是一旦放到眾多安卓旗艦機當中時，iPhone 這一短板瞬間暴露無疑，從 iPhone 7 至 iPhone 11 這四代機型，幾乎包攬了信號最差榜的第一。眼看着 5G 就要來了，蘋果和英特爾還沒搞定 4G 的基帶，強撐着也沒有了多大意義，只能匆匆忙忙地再度與高通合作。當然了，蘋果從未停止踢走高通，然後賺更多錢的野心，2019 年 7 月，在英特爾宣佈退出基帶業務後不久，蘋果就宣佈以 10 億美元接盤，自己鼓搗起了基帶。跨不過去的山高通總部位於郊區的一個辦公園區內，而最受矚目的就是專利牆。這座兩層樓高的裝置展示了數百份高通公司的申請文件。其中 CDMA 專利原件被放大並做了註釋，而 CDMA 技術規範原件也被打印出來，保存在附近獨立的公司博物館的玻璃後面，長達 685 頁。CDMA 規範則於 1993 年獲得無線行業的批准，並被納入 3G 規範中，之後花了近十年的時間才流行起來。在彭博對高通的採訪報道中，高通的頂級工程師格羅布站在一個機械臂前，這個機械臂的頭部是一個人體模型，而手部通常是在這個人體模型的頭部。這是高通公司位於聖迭戈總部的幾十個實驗室之一，是每年耗資超過 50 億美元的研發業務的一部分。當被問及實驗室的 "科學怪人 "特質時，格羅布淡然地説："這裏有很多頭和身體部位。他解釋説，每個身體部位都注入了生理鹽水溶液，旨在模擬真實人體內部的粘稠物。這樣做的目的是測試肉體的存在對信號強度的影響，並確保高通公司的調制解調器能適應這種影響。在考慮了所有可能影響信號強度的因素後，無線公司還必須管理頻譜，主要的手機運營商都擁有一些頻譜，而特定的頻譜塊內是頻道，它們各自擁有數百個頻道，每部手機至少需要訪問其中一個頻道。無線業務的訣竅就在於如何將大量的手機數據壓縮到一個信道中，然後在手機和無線電塔之間傳輸這些信號，即使這些信號被建築物反彈、以高速移動或被樹葉遮擋。很顯然，高通的基帶並非只是一塊簡單的硅片，正如蘋果自研的 A 和 M 系列芯片一樣，背後投入的技術和人力早已累計到一個誇張地步，即使拋開知識產權上的限制，蘋果想造出一塊媲美於高通的基帶也絕非易事。而專利呢，除非蘋果能造出時光機回到 90 年代，否則壓根繞不開 CDMA 的專利，也就是説造出了芯片可能還得繼續給高通掏錢，只是芯片的絲印用了蘋果 logo 而已。投入產出比同樣是重要的一環，為了節省每年的數十億美元而花費幾百億美元，即使是坐擁千億美元的蘋果，也沒辦法算這筆糊塗賬。蘋果從 2021 年開始造基帶，除了分析師的捕風捉影外，到現在也沒什麼具體成果，原因不外乎這三點，而基帶廠商大浪淘沙，如今僅剩高通、華為、三星、聯發科和紫光展鋭這五家，背後技術與專利競爭之殘酷，可想而知。在新 iPhone 的發佈會上，庫克和高管們對新材料、新工藝以及軟硬件的無縫集成充滿着熱情，似乎是蘋果賦予的創新，才有了這一切，即便是吹噓 5G 網絡時也是如此。但蘋果並不能操縱一切，至少，它還沒有掌握基帶。本文作者：邵逸琦，來源：半導體行業觀察（ID:icbank），原文標題：《一顆難倒了蘋果的芯片》風險提示及免責條款市場有風險，投資需謹慎。本文不構成個人投資建議，也未考慮到個別用户特殊的投資目標、財務狀況或需要。用户應考慮本文中的任何意見、觀點或結論是否符合其特定狀況。據此投資，責任自負。