iPhone16e 上的這顆全新芯片,爲什麼值得蘋果燒幾十億美元?
初試
和五年前M1芯片在發佈會上被大談20分鐘的排面不同,蘋果剛剛問世的自研芯片C1,只作爲全新iPhone16e的新特性,在新聞稿和宣傳片中被兩句話草草帶過:
C1進一步拓展了Apple芯片的優勢,這是首款Apple設計的調制解調器,也是iPhone迄今能效最高的調制解調器,具備快速穩定的5G蜂窩網絡連接性。包括C1在內的Apple芯片、全新內部設計與iOS18的先進電源管理相結合,共同造就了出類拔萃的電池續航表現。
蘋果輕描淡寫的背後,卻是一次長達七年屢敗屢戰、狂燒幾十億美元的征程,並且將影響未來所有蘋果設備的體驗。
來之不易的蘋果自研基帶
不管是A還是M,蘋果打的都是一場準備充分的戰役:喬布斯時代就形成的造芯天團,ARM的高級授權,成果就是鮮少失手、常常驚豔的iPhone、Mac處理器。
但調制解調器背後涉及複雜的射頻、信號處理、通信協議等等技術,加上需要在全球各個地方測試,因此是一個准入門檻極高的領域,蘋果初期也並未佈局,前期採用英飛凌基帶,後期轉投性能更好的高通。
4G、5G時代相繼來臨,手握大量技術專利的高通,成爲基帶領域的龍頭,佔據了市場半壁江山。
高通向每臺搭載自家基帶的設備收取不低的授權費用,高達12-20美元。雖然高通收取蘋果的費用要更低(7.5美元),但還是遠超蘋果1.5美元的預期。
2017年,蘋果決定打破現狀,起訴高通收取的專利費用過高,指責後者反競爭,因爲沒有基帶無法制造智能手機。
與此同時,蘋果也開始尋找能夠替代高通的提供商,於是向收購了英飛凌的英特爾拋出橄欖枝。
但英特爾的表現屬實有點扶不上牆。初次混用基帶的iPhone7,英特爾版的通信表現就是弱於高通版。而被蘋果寄予厚望超車高通的5G,英特爾也沒能把握住機會,反而導致5GiPhone被迫推遲一年。
這場訴訟持續了接近3年的時間,以蘋果的落敗告終,繼續和高通達成協議,延續至今。英特爾的基帶團隊也因爲失去蘋果這個唯一大客戶而解散。
但蘋果並沒有就此認命,而是選擇一條更爲艱險的道路:既然市場上沒有其他選擇,爲什麼不自己打造自己用?
此招雖險,勝算也很大,一旦成了,就意味着起碼5G時代能擺脫高通的控制,蘋果能進一步掌控iPhone的硬件體驗。
但蘋果內部不是所有人都看好這個項目,在自研基帶項目開始的2018年就離開蘋果的前無線總監JaydeepRanade就是其中一員:
僅僅因爲蘋果製造了地球上最好的芯片,就認爲他們也可以製造調制解調器是荒謬的。
爲了快速起步,蘋果接收了英特爾基帶團隊2200多名員工和技術。雖然技術談不上先進,但超過17000項技術專利,起碼讓蘋果不至於從2G技術開始白手起家,能直接進入5G時代。
和造計算或者圖形處理器不同,造基帶不能閉門造車,而是要全球各地跑,對每個國家和地區的通訊標準和頻段信息進行測試,確保一百多家運行商的網絡都能在自研基帶上跑。
作爲後報到的玩家,蘋果的另一個挑戰是如何繞開高通等前輩手握的無數專利,走出一條前無古人的技術路線。
蘋果不願意像M芯片一樣展開談談C1的技術規格細節,除了爲了避免網友和媒體對C1的性能進行過度分析,很有可能也是爲了規避一些敏感的專利問題。
因此這七年來,不斷有蘋果自研基帶的風聲傳出,但多半以壞消息爲主。最接近的一次或許是iPhone15,但據悉當時的蘋果基帶不僅面積堪比半部iPhone,且又熱又慢。
iPhone15採用了高通基帶
和蘋果基帶綁定的iPhone16e(iPhoneSE4),屢次傳出因爲自研基帶的研發進度而推遲、取消的消息,問世難度堪比哪吒。
最終,這顆歷經千難萬險的C1成功在本月亮相,蘋果AppleSilicon的字母表再添一名新成員。
單純就C1的研發歷程而言,著名科技記者MarkGurman給出了一個評價:
C1蘋果基帶是一個意義深遠的技術成就。
能耗是最大亮點
好了,故事講完,是時候要面對更現實的問題,那就是這顆C1芯片,它是不是如同傳聞中不如高通?
關於C1的製程,MacRumors報道,基帶本體採用了臺積電4納米工藝,與目前高通的旗艦調制解調器產品X75相當;而收發器則使用了臺積電7納米工藝。
如果單從工藝上看,C1要比iPhone16系列上採用三星5nm的高通X71還要更加先進。而沒有使用最先進的臺積電3nm工藝,可能還是因爲成本問題。
iPhone16上搭載高通X71基帶
比對美版iPhone16、iPhone16e的蜂窩網絡支持頻段,很容易就發現端倪:iPhone16e缺失了5GNRmmWave的支持,也就是「毫米波」。
這三個字上一次引發熱議,還是iPhone初上5G,美版iPhone12獨佔了這個技術。這次則是iPhone16e在全球範圍內都不支持5G毫米波。
美版iPhone12上的毫米波天線
鑑於國內5G本來就不支持毫米波,所以國行iPhone16e在這方面可以說不受影響。而對於美國的小夥伴而言,iPhone16e可能會在毫米波擅長的短距離場景,也就是一些人流密集的場所,比如商場、機場等等,信號和網絡表現不如iPhone16系列。
不過幾年過去,5G毫米波在美國也沒有得到大範圍鋪開,C1甚至引發了「是否意味着毫米波已死」的討論。
如果對比蘋果官網上國行iPhone16和iPhone16e的蜂窩網絡技術規格,可以發現兩者在頻段上的支持完全一致。
除了頻段支持之外,由於蘋果官方不願意披露更多C1的技術細節和性能表現,iPhone16e的通訊能力表現如何,還有待在實際的情境中進一步實測。
而根據外媒爆料稱,C1只支持四載波聚合的低頻6-GHz網絡,因此峰值速度可能達到4Gbps左右;而高通X75支持五載波聚合低頻6-GHz網絡,加上十個毫米波載波,理論速度能達到7-10Gbps。
雖然在性能上還不能算第一梯隊,但C1已經展現在能耗方面初露鋒芒。蘋果官方表示,由於SoC能夠協同C1調節電源,加上C1更小的體積爲電池空間騰出了更多空間,iPhone16e能夠持續視頻播放26小時,不僅大幅領先配置基本相當的iPhone16(22小時),還逼近屏幕更省電尺寸更大的iPhone16Pro(27小時)。
跨越世代的平臺
蘋果硬件技術高級副總裁JohnySrouji,也就是每次蘋果發佈會負責介紹芯片的高管,在路透社的採訪中對C1和後續的基帶芯片表示高度認可:
我們打造了一個跨越世代的平臺。C1只是一個開始,我們將在每一代產品中不斷改進這項技術,讓其成爲我們的一個平臺,讓我們的產品脫穎而出。
畢竟,使用蜂窩網絡的蘋果不只有iPhone,iPad、AppleWatch很可能就是下一個用上C1的產品線,傳聞蜂窩版Mac也已經在路上。
幾十億美元的研發費用看起來天價,但實際上,根據《華爾街日報》,蘋果在2022一年給高通的授權費,已經高達72億美元了。
先不提蘋果已經因爲授權費過高鬧上法庭,這筆鉅額資金還是直接提供給蘋果的老對手高通,等於搬石頭在砸自己的腳。
更重要的是,這幾年iPhone的銷量已經不夠亮眼,從而導致這個最賺錢的業務收入不斷收縮。蘋果開始調整iPhone的策略,即不再追求更高的出貨量,而是提升單機的利潤率。
而佔據一臺iPhone成本將近一成的基帶,自然成爲了蘋果的落刀處。有龐大的消費者羣體買單,加上iPhone16e吸引人的低價路線,蘋果自然有底氣選擇首發一顆還不夠完美的基帶,況且全線採用英特爾基帶的iPhone11系列也賣得並不差勁。
自研基帶短期內利好的是蘋果,長期來看,也意味用戶能用上更好的產品。
蘋果希望C系自研基帶能夠和A系處理器高度集成,成爲iPhone另一個獨家的亮點體驗。就目前而言,A18已經能精準控制C1的電源,從而實現更低的能耗表現。
蘋果無線軟件副總裁ArunMathias還給出了另一種場景:如果iPhone在一個擁擠堵塞的網絡環境中,手機的處理器可以向基帶發出信號,將最需要速度的網絡流量前置,讓手機響應速度更快。
由於工藝先進,C1的體積要更小,因此這款基帶如果出現在即將於今年秋季登場的輕薄機型iPhone17Air上,也絲毫不讓人奇怪。據爆料稱,這款手機最薄處只有5.5毫米。C1爲iPhone16e帶來的續航提升,無疑提前緩解了我們對這款超薄手機的電量焦慮。
不止iPhone17Air,知情人士透露,蘋果未來所有iPhone,都將走「輕薄化」的路線,而要瘦身或許離不開自研基帶。
進一步優化的機身空間,無疑也是在爲醞釀已久的摺疊iPhone做準備。
而彭博社爆料稱,蘋果最終將會把基帶徹底集成到SoC當中,從而更加節能,響應更快,並且進一步降低成本,不過最早也要等到2028年。
蘋果目前已經對C基帶有了非常長期和明確的規劃:明年的C2將補齊缺失毫米波的短板,並且將會在所有iPhone上推出,可能還會包括一款iPad;而C3的目標將是超越高通基帶。
硬件的設計權在手裡,也意味着蘋果將擁有更自由的整活空間。
我這裡大膽暢想一個很有可能在未來iPhone誕生的功能:無網通信。
早在2019年,蘋果就傳出正在爲iPhone開發不需要網絡的「對講機」功能,但因爲這個功能與英特爾一同開發,而蘋果當時已經和高通和解達成獨家協議,因此項目被無限期擱置。
AppleWatch上已經有「對講機」功能,但需要網絡
不過相關知情人士也表示,「對講機」仍有可能出現在未來的iPhone上,因爲當時蘋果已經在計劃擺脫高通基帶。
時至今日,C1終於打響了去高通化的第一槍,蘋果也繼承了英特爾基帶的遺產,隨時可以重啓這個項目。
無網通信技術也不算新鮮,去年國內小米、vivo等大廠已經發力,蘋果想要再起入局,時機不早不晚。
C1還不是蘋果自研的盡頭,分析師郭明錤表示,今年iPhone17全系都將搭載蘋果自研的Wi-Fi芯片。
藉助自研Wi-Fi和蜂窩芯片,加上已有的W、H、U芯片,不僅飽受吐槽的AirDrop有望將迎來煥新,蘋果很可能將生態佈局到「連接」的層面,實現自成一派的蘋果互聯生態。
AppleWatch上已經有「對講機」功能,但需要網絡
對於蘋果的自研芯片,我們總會提到一句喬布斯的老話:
一個對軟件抱持有理想的人應該做屬於自己的硬件。
而C1自研基帶,我想改成這個說法:
一個對產品體驗抱持有理想的人應該做屬於自己的硬件。