苹果造芯之路,华为小米OPPOVIVO为何学不来?

苹果造芯之路,华为小米OPPOVIVO为何学不来?

沉迷造芯的苹果,又有新举动了——美国当地时间3月2日,苹果宣布将扩建慕尼黑中心地区的硅设计中心,预计未来6年内追加10亿欧元投资。

据悉,这笔新投资将用于打造“最先进的研究设施”,可以为苹果的研发团队创造更开放、方便的研发条件。苹果硬件技术高级副总裁Johny Srouji表示,目前在该中心工作的苹果工程师已超过2000人,规模将在未来进一步扩大。

在2月底举行的MWC2023上,高通CEO安蒙透露苹果5G调制解调器芯片即将准备就绪,最早可能应用在iPhone 16系列中。高通方面已经做好心理准备,失去苹果的全部订单。

这两个动态,都揭示了苹果在芯片研发上的实力。但还有多少人记得,十多年前的苹果还在被三星、高通、英特尔等半导体大厂卡脖子?为了实现芯片自由,苹果又付出了多少努力、多少金钱?

这几个问题,其实不难回答。真正值得思考的是,其他手机厂商该如何偷师苹果,打造自己的芯片护城河。

10亿加码慕尼黑实验室,苹果执意打造自研芯片闭环

慕尼黑事实上已成为苹果最重要的“海外根据地”之一,此次追加投资也并不叫人意外。

早在2021年3月,苹果就宣布在慕尼黑投建全新的欧洲半导体实验室,首期投资10亿欧元。根据苹果当时的规划,慕尼黑半导体实验室占地达3万平方米,选址在慕尼黑中部的Karlstrasse,该地也是德国乃至欧洲半导体企业云集的科技中心。

根据路透社当年的爆料,苹果之所以选定慕尼黑,其中一个原因便是看中其丰富的人才资源。谷歌、恩智浦半导体、ARM当时都已在慕尼黑建立研发中心,奥迪、宝马等头部车企也在该地设有基地。苹果到来后,则从这些巨头那里挖走了不少人才。而在这个大本营之外,苹果在慕尼黑还设有另外七个不同的据点,在德国境内的员工总数估计已超4000人。

苹果对慕尼黑半导体实验室如此重视,也是有原因的。从一开始,慕尼黑半导体实验室就聚焦在5G和无线技术的研发上——即肩负着为苹果打造5G调制解调器芯片的重任。

众所周知,苹果对5G基带芯片的执念从未断绝,摆脱高通的掣肘、打造全自研芯片闭环也是苹果一直以来的追求。去年发布的iPhone 14搭载的是高通X65数据机晶片和射频IC,今年发布的iPhone 15预计仍离不开高通。正因如此,慕尼黑半导体研究室从一开始就被寄予厚望。

公开资料显示,该实验室负责的具体工作还包括长期监测iPhone、iPad、Apple Watch和Mac的效能表现,并以此为依据改进M1系列技术。该中心首期工程在2022年全面完成后,苹果还对欧洲当地的芯片供应链进行重整, 把分散在欧洲各地的优质人才、研发设备逐步调往慕尼黑。

慕尼黑半导体实验室也没有辜负库克的信任和投入。高通CEO安蒙已经接受失去苹果这个大客户的事实,5G基带芯片一出,苹果也将扫清实现“全自研芯片闭环”的最后一大障碍。

在2021年,苹果就推出了搭载M1 Pro和M1 Max处理器的MacBook,摆脱对英特尔的依赖。iPhone则早已全部启用A系列芯片,甚至连电源芯片、安全管理芯片都是苹果自家的产品。如今唯一能在芯片这个环节卡苹果脖子的,就只有高通独家垄断的5G基带芯片了。

至于早前被爆推迟的WiFi芯片研发计划,对苹果影响其实没有那么大。毕竟从成本来看,WiFi芯片和5G基带芯片就有一定差距,苹果也一直严格控制WiFi芯片成本。而5G基带芯片这边,从iPhone 12搭载的高通外挂基带芯片X55起,成本就远超苹果自研A系列芯片。

在库克的供应链管理哲学里,利润率最高、最核心的零部件最好能掌握在自己手里,或者分散在足够优质的供应商之中,尽量避免对单一供应商产生依赖。权衡之下,5G基带芯片的战略意义远超WiFi、射频芯片,自然能获得更多重视,成为苹果造芯计划的核心。

当然,价值研究所(ID:jiazhiyanjiusuo)认为苹果在攻克5G基带芯片后,仍有可能加码WiFi、射频芯片研发。分析师郭明錤就爆料,苹果只是推迟了WiFi芯片项目,并没有完全叫停。

一时半会,苹果确实无法完成全自研芯片闭环。但不可否认的是,苹果的野心一直在膨胀。

回溯苹果造芯之路,钞能力并非制胜法宝?

回到文章一开头提出的问题:从饱受掣肘到即将实现芯片闭环,苹果靠什么崛起?

最流行的答案,是烧钱。

慕尼黑半导体实验室的两期投资,只是苹果造芯计划中冰山一角。钞能力对苹果的造芯计划,确实发挥了重要作用。

2010年3月,苹果发布了初代A系列处理器APL0398,即我们熟知的A4处理器。该处理器使用45nm生产工艺、ARMv7架构,只搭载在iPhone 4和iPod touch少数产品上。A4和随后发布的两代产品A5、A5二代,其实并没有实现对三星、高通的降维打击。A5对比A4,只是在计算能力、功耗上有一定提升。

直到2012年9月发布的A6,苹果A系列芯片才真正走上神坛。也是从这一年开始,苹果研发大幅增长,占营收的比例也是在10年间直接翻了一倍。

数据显示,2012财年苹果研发支出和研发占比分别为33.81亿美元和2.2%,前者同比大涨51.6%,后者基本持平。到2022财年,苹果的研发费用已经涨至262.51亿美元,营收占比达6.7%。

苹果造芯之路,华为小米OPPOVIVO为何学不来?

价值研究所认为,大手笔投入当然是苹果造芯大业的重要保证。但光有钞能力,还远远不够。更何况,近年来苹果业务线持续扩大,汽车、VR/AR等也耗费大量研发费用,集团的研发投入屡创新高不是和芯片研发单独挂钩。

仔细回顾苹果的造芯之路,其实还有几个关键词值得注意:分清主次、削弱对手和破格创新。

首先,苹果很早就意识到架构的重要性,也是最早自研处理器架构的公司之一。所谓分清主次,就是先解决主要矛盾,打好地基。

A4、A5两代产品的处理器架构和三星基本上没有差别,性能的提升主要靠增加核心来实现,和当时的主流想法别无二致。到了2012年推出的A6,苹果就采用了自研核心架构,并在次年推出64位手机CPU,比高通早了整整两年。

苹果能够找准这个方向,P.A.Semi团队的两位灵魂人物Daniel W. Dobberpuhl和Jim Keller居功至伟。后者直接参与了A4、A5两代芯片的研发工作,也是他确定了A系列芯片追求能耗比、发力芯片内连接架构等战略。即便早已离开苹果,其影响力也一直延续至今。

其次,苹果的造芯历程少不了兼收并蓄,尤其是掠夺对手的猎物,借此削弱对手实力。苹果也不排斥和半导体大厂合作,但往往会让不同合作伙伴相互掣肘,继而分化后者甚至完成兼并。和苹果有过密切合作的三星、英特尔,对此就深有体会。

三星曾在2009年和芯片厂商Intrinsity达成合作,在后者辅助下研发出的S5PC110芯片及搭载该芯片的初代Galaxy S成为iPhone最强挑战者。但在不久后,苹果抢先一步将Intrinsity收入囊中,直接导致三星失去Fast14技术使用权,也极大限制了三星采用的ARM通用架构的加速能力。

类似的例子还有很多。前文提到的P.A.Semi同样是收购而来,收购以色列闪存控制器设计公司Anobit也是代表作之一。难得的是,苹果将这些外部团队、技术全部融合到自己的生态中。

第三,苹果A系列芯片多次充当“白老鼠”,试验过很多新技术。

如果说早期的A4、A5系列还在模仿三星的话,后面的苹果就在原创的路上一去不回了。2017年推出的A11 Bonic是第一代仿生芯片,首次在智能手机中实现AI技术应用;2016年款Mac搭载的T1自研芯片则首次让硬件设备获得了芯片级的安全性。

苹果敢拿自家芯片做实验、不断搞创新,也有一个重要原因:出货量和市场份额稳定,有足够的业务场景和用户来检验技术。

苹果死磕自研芯片除了压缩成本、提高利润外,改善产品体验也是一个很重要的原因。用户的反馈能让苹果第一时间了解哪些环节需要提高,甚至能预判用户下一步需求,反过来给芯片研发提供方向,形成一个良性循环。

没钱万万不能,但钱也不是万能。苹果造芯之路虽然算不上波折重重,但走过的险棋也不少。今天的成绩,并不全是烧钱换来的。

苹果的答案,友商没法照抄

苹果之后,手机厂商自研芯片已经成为潮流,但真正对苹果产生威胁的,也只有几年前的华为。

为什么其他手机厂商跟不上苹果的研发节奏,迟迟无法突破关键技术关卡?财力不及苹果当然是一个重要原因,但客观地说,时代背景也对华米OV们不利——苹果入局时间早,吃到了半导体行业的改革红利。

从时间来看,苹果A系列芯片和晶圆代工技术的发展路径基本重合。三星、台积电疯狂内卷,摩尔定律的革新周期被压缩,也客观造就了苹果A系列芯片的性能神话。

A6、A7、A8、A12 Bionic、A14 Bionic等饱受好评的产品,都对应着晶圆代工在关键节点的突破。比如A6采用了三星的32nm制程工艺,前面两代产品还都是45nm制程。到后来和台积电长期合作,A系列芯片的晶体管数量从33亿一路狂飙至160亿,性能自然能大幅改善。

苹果造芯之路,华为小米OPPOVIVO为何学不来?

但问题是,晶圆代工技术的进步空间、突破速度都不及以往了。台积电、三星刚刚死磕完3nm技术,传闻中的2nm甚至1nm恐怕不会那么快到来。在晶圆代工之外,芯片的其他核心技术也基本稳定,开创性的革新越来越难实现。

目前,芯片的原材料、封装测试,甚至光刻机等设备都快触碰到天花板,对摩尔定律的质疑也此起彼伏。在半导体行业,技术发展越久、研发越深入,想取得突破就越难。后面才加入战局的手机厂商,只能适应这种缓慢的节奏。

在价值研究所看来,手机厂商想复制苹果的造芯神话非常困难,也不一定符合经济效益。因为苹果、三星如今已蚕食高端市场的大部分市场份额,芯片是提高手机附加值、冲击高端的王牌,但如果没有足够的出货量作为支撑却很难覆盖研发成本。

这么说当然不是在打击华米OV的自研芯片计划,但它们确实需要找到一条区别于苹果、更符合自身利益与品牌定位的研发路线。核心处理器和架构离不开高通、联发科、ARM这些巨头,就要在其他领域发力。

根据当前的观察,AI、影像芯片是OPPO和vivo的发力方向,小米的澎湃系列芯片则走多元化路线,涵盖SoC、影像、快充、电源管理等各个环节。

vivo X90 Pro搭载了自家研发的V2处理器,具有AI功能,采用了台积电的6nm先进工艺制程。和2021年推出的V1芯片相比,V2具备FIT双芯互联、高速低功耗缓存单元等新突破,且实现了AI芯片和SoC的协同。至少在AI算力加速这一环节,V2比V1有很大进步。

OPPO的自研芯片计划,同样聚焦在影像芯片上,其代表作就是2021年12月发布的马里亚纳影像NPU。这款基于AI算法打造的芯片,能显著提高影像功能的智能性。而影像,恰恰是OPPO、vivo一直以来的主要卖点。

在华为海思因为众所周知原因发展停滞后,国产手机厂商的造芯事业也大受打击。但越是在这种艰难时刻,反而越能激发潜能。苹果的满分答卷虽然抄不来,但要是能走出自己的路线,也未尝不是一种胜利。

写在最后

在很多人眼里,A系列芯片是苹果的代表作,甚至将其和苹果自研芯片画上等号。但苹果的造芯计划并非始于A系列芯片,而要追溯到更久远的年代。

早在1994年,苹果就和IBM等合作推出第一代Power PC芯片并大获成功,但由于后续产能不足只能放弃。但等到2006和IMBA合作结束转投英特尔时,IBM已经跟不上苹果的步伐,无法满足苹果的需求了。

乔布斯曾在2005年启用新处理器芯片时表示,这个新产品能保持“未来10年继续领先”。至于那款用了15年的旧产品,即便没有出什么大错误,也到了更换的时候。

这种一直追求进步,甚至迫使合作伙伴、供应商进步的理念,贯穿苹果的一生,也保证苹果拥有永不枯竭的创新意识和野心。只不过乔布斯的判断还是保守了,苹果自研芯片的更新速度远超预期,如今取得的成绩相信也足够让天堂的乔布斯满意。

当然,其他手机厂商如今也在努力追赶,希望能复制苹果的成功路线。不过时代背景已经完全不一样,照抄苹果的答案也不可取,竞争对手们还得花更多时间、资源,摸索一条新的造芯路线。

毕竟苹果也是花了十多年,才有如今的实力。造芯是一项艰巨的任务,不可急于求成,但永远不会缺少希望。(文/价值研究所,原标题:苹果造芯大获成功,华米OV为何学不来?www.tmtpost.com/6437664.html)

内容链接:https://www.hpaper.cn/7867.html

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