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作者：鵬程
在智能手機的核心技術(shù)領(lǐng)域，基帶芯片無疑占據(jù)著舉足輕重的地位，堪稱手機的“通信心臟”?；鶐酒褪鞘謾C中的通信模塊，最主要的功能就是負(fù)責(zé)與移動通信網(wǎng)絡(luò)的基站進行交流，對上下行的無線信號進行調(diào)制、解調(diào)、編碼、解碼工作。
而5G基帶指的是手機中搭載可以解調(diào)、解擾、解擴和解碼工作的芯片能夠支持5G網(wǎng)絡(luò)，是一款手機能夠使用5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。
基帶芯片核心部分最主要分為兩個部分：射頻部分和基帶部分。射頻部分是將電信號調(diào)制成電磁波發(fā)送出去或是對接收電磁波進行解調(diào)，并且實現(xiàn)基帶調(diào)制信號的上變頻和下變頻。基帶部分一般是對信號處理，一般由固定功能的DSP提供強大的處理能力，在現(xiàn)代通信設(shè)備中，DSP一般被用作語音信號處理、信道編解碼、圖像處理等等。長期以來，高通在基帶芯片市場占據(jù)著主導(dǎo)地位，眾多手機廠商對其基帶產(chǎn)品存在不同程度的依賴，蘋果也不例外。
然而，近年來蘋果積極推進自研基帶芯片的進程，特別是隨著首款自研基帶芯片 C1 的登場，業(yè)界紛紛猜測：蘋果能否借此終結(jié)對高通的依賴？這一問題不僅關(guān)乎蘋果自身的發(fā)展戰(zhàn)略，也將對整個智能手機行業(yè)的格局產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
?01、一場曠日持久的博弈
蘋果與高通之間的糾葛由來已久，二者的矛盾主要聚焦于專利授權(quán)模式。高通長期以來采用的專利授權(quán)策略，被蘋果認(rèn)為存在不合理之處，過高的專利費用使得蘋果在成本控制上承受了巨大壓力。這種不滿情緒最終在 2016 年爆發(fā)，蘋果開始尋求擺脫對高通基帶芯片的依賴，從 iPhone 7 系列引入英特爾基帶便是這一行動的開端。
一項研究表明，在一般使用場景下，高通基帶版iPhone 7的表現(xiàn)比英特爾基帶版好30%。而且在信號比較弱的情況下，高通基帶版更是比英特爾基帶版好75%。據(jù)稱，高通提供的X12基帶，網(wǎng)速可以達到600Mbps，但是英特爾供貨的XMM 3360基帶，網(wǎng)速最高只有450Mbps。
2017 年，蘋果與高通的矛盾進一步激化，雙方的專利糾紛公開化。蘋果對高通發(fā)起全球訴訟，指控其專利授權(quán)模式存在壟斷行為，高通則以斷供基帶芯片相威脅。這一沖突使得蘋果更加堅定了減少對高通基帶芯片依賴的決心，2018 年，蘋果毅然啟動自研基帶芯片計劃，試圖從根本上解決受制于人的局面。2019年4月，蘋果與高通就專利問題達成和解，這場持續(xù)數(shù)年的紛爭暫時畫上句號。
但蘋果并沒有因此放棄自研基帶的道路，反而在三個月后耗資10億美元收購了英特爾基帶業(yè)務(wù)，獲得超過17000項專利和超過2200名員工，大大增強了研發(fā)力量與技術(shù)儲備，加速了自研進程。這也表明，蘋果雖然在短期內(nèi)與高通達成妥協(xié)，但從長遠(yuǎn)來看，其致力于實現(xiàn)基帶芯片自主可控的目標(biāo)從未改變。
?02、自研基帶芯片難點在哪？
蘋果原計劃于2021年推出首款調(diào)制解調(diào)器，但直到今年才正式推出。強大如蘋果，研發(fā)過程也一波三折。這是因為，調(diào)制解調(diào)器的研發(fā)門檻比預(yù)想中的要高得多。
首先是兼容性問題。5G基帶芯片需要同時兼容2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)，這對芯片設(shè)計提出了極高的要求。不同通信技術(shù)的信號處理方式、頻段范圍以及傳輸協(xié)議存在巨大差異，要將這些技術(shù)集成在一顆芯片中，需要具備極高的靈活性和廣泛的技術(shù)覆蓋能力。例如，2G 網(wǎng)絡(luò)主要用于語音通話，其信號處理相對簡單；而 5G 網(wǎng)絡(luò)則專注于高速數(shù)據(jù)傳輸，對信號的調(diào)制解調(diào)、編碼解碼等技術(shù)要求極為復(fù)雜。蘋果在自研基帶芯片時，需要確保芯片能夠無縫切換不同通信技術(shù)，為用戶提供穩(wěn)定、流暢的網(wǎng)絡(luò)體驗，這無疑是一項艱巨的任務(wù)。
其次是專利壁壘。在基帶芯片領(lǐng)域，專利積累是企業(yè)核心競爭力的重要體現(xiàn)。高通、華為等行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者經(jīng)過多年的研發(fā)投入，擁有大量與基帶芯片相關(guān)的專利。相比之下，蘋果在基帶芯片領(lǐng)域的專利數(shù)量相對較少，在技術(shù)優(yōu)勢方面存在明顯差距。這使得蘋果在自主研發(fā)基帶芯片時，面臨著專利侵權(quán)的風(fēng)險。為了突破這一限制，蘋果需要投入大量資源進行專利研發(fā)和交叉授權(quán)談判，既要避免侵犯他人專利，又要努力構(gòu)建自身的專利護城河，這一過程不僅耗費時間和資金，還充滿了不確定性。
最后是要滿足全球網(wǎng)絡(luò)制式支持。全球不同國家和地區(qū)采用的網(wǎng)絡(luò)制式各不相同，基帶芯片需支持多種網(wǎng)絡(luò)制式，才能滿足不同運營商的需求。這意味著蘋果需要對全球各地的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進行深入研究，進行大量的現(xiàn)場測試和調(diào)整，以確保芯片在各種網(wǎng)絡(luò)條件下都能穩(wěn)定運行。例如，歐洲部分國家廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)頻段與亞洲、美洲存在差異，蘋果的基帶芯片需要能夠適應(yīng)這些不同頻段，保證用戶在跨國旅行時也能正常連接網(wǎng)絡(luò)。這一過程需要與全球眾多運營商合作，進行海量的測試工作，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能影響芯片的適用性和穩(wěn)定性。
?03、蘋果自研基帶 C1 表現(xiàn)如何？
2月20日，蘋果公司發(fā)布的iPhone 16e機型首次搭載自研5G基帶芯片C1，標(biāo)志著其在通信芯片領(lǐng)域邁出關(guān)鍵一步，也意味著其將逐步減少對高通芯片的依賴。
那么，蘋果的C1芯片表現(xiàn)如何？
作為蘋果自研第一個5G基帶芯片——Apple C1，其基于臺積電4nm制程（高通Snapdragon X75也是4nm制程）。而配套自研的FR1射頻芯片則 是基于臺積電7nm制程（高通SDR875為14nm）。日前，國內(nèi)外媒體都分享了iPhone 16e的拆解內(nèi)容，并對基帶性能進行了相關(guān)評測。從測試結(jié)果來看，iPhone 16e 的蜂窩網(wǎng)絡(luò)速度與 iPhone 16 基本相當(dāng)，但信號表現(xiàn)稍遜一籌，未能帶來顯著的提升。
根據(jù)蘋果C1和高通芯片5G功耗實測發(fā)現(xiàn)，C1芯片在同樣的5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)條件下，不管是在信號強度較佳或較差的環(huán)境下使用，iPhone 16e 蜂窩網(wǎng)絡(luò)功耗明顯比搭載高通的iPhone 16和小米15的X80芯片都要來得低，從數(shù)據(jù)顯示 C1 功耗比起高通降低約 17%~20% 左右。Apple C1 在不同信號環(huán)境下的功耗確實更低，這也符合蘋果對其低功耗的宣傳，這種優(yōu)化無疑也是 iPhone 16e 能夠?qū)崿F(xiàn)更長續(xù)航的因素之一。
需要注意的是，C1芯片不支持毫米波（mmWave）。而毫米波是5G的高頻段，頻率在24GHz以上，特點是帶寬極高、速度快（理論上可達10Gbps），但穿透力差、覆蓋范圍小，容易被墻壁、樹木甚至人體擋住。所以它主要適合高密度區(qū)域，比如城市中心、體育場、機場這種人流密集的地方。C1芯片不支持毫米波，意味著它只能用Sub-6GHz頻段（頻率低于6GHz），速度上限大概在4-5Gbps，優(yōu)點是覆蓋廣、信號穩(wěn)定。
美國是毫米波部署最積極的國家，尤其是運營商像Verizon和AT&T在城市里下了大功夫。如果你在紐約、洛杉磯這種地方用iPhone 16e，可能會發(fā)現(xiàn)峰值速度不如用高通基帶（比如X70）的安卓旗艦，尤其是在5G信號標(biāo)成“5G Ultra”之類的高速區(qū)域。實際體驗可能是下載速度卡在1-2Gbps，而競爭對手能跑到3Gbps+。韓國和日本兩個國家也在部分城市（如首爾、東京）鋪了毫米波網(wǎng)絡(luò)，尤其是在商業(yè)區(qū)和交通樞紐。
C1的短板會讓蘋果用戶在這些場景下沒法享受到“極致5G”。中國5G主要靠Sub-6GHz，毫米波部署還很有限（更多在試點階段，像上海、北京少數(shù)區(qū)域），所以影響不大，歐洲大多也以Sub-6為主，毫米波用得少。這背后可能是蘋果的戰(zhàn)略選擇：毫米波基站全球分布有限，短期內(nèi)對大多數(shù)用戶意義不大，與其投入資源追逐“炫技”，不如先把Sub-6優(yōu)化好，覆蓋更廣的需求。
?04、蘋果為什么致力于自研基帶？
首先是能更深度的軟硬件整合。
蘋果一直致力于自研手機 soc，然而，由于缺乏自主基帶芯片，只能外掛高通基帶。這種外掛式的設(shè)計存在一定弊端，例如增加了手機的功耗和占用空間，同時也不利于芯片之間的協(xié)同工作。通過自研基帶芯片，蘋果能夠更好地整合基帶和芯片，甚至將基帶整合到 SOC 中。這樣一來，不僅可以優(yōu)化芯片之間的通信效率，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，還能降低功耗，提升手機的整體性能。
由于是蘋果自研芯片，其C1可以與iOS18系統(tǒng)實現(xiàn)更好的軟硬件一體化，提升手機整體的能效表現(xiàn)。按照蘋果無線軟件副總裁Arun Mathias的說法，當(dāng)iPhone遇到大量的數(shù)據(jù)涌入時，更強的軟硬件一體化可以讓C1自主決策哪些數(shù)據(jù)更重要，提升關(guān)鍵數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級。這種“芯片-系統(tǒng)-天線”的全鏈路設(shè)計，是第三方供應(yīng)商難以企及的優(yōu)勢，蘋果C1基帶的推出，使其在核心硬件領(lǐng)域邁向更完整的垂直整合體系。
其次是降低成本。高通基帶芯片的研發(fā)生產(chǎn)成本較高，蘋果采購高通基帶需要支付高昂的費用。而且，高通按照百分比收取專利費，將進一步增加了蘋果的成本負(fù)擔(dān)。C1雖然初期研發(fā)投入高（收購英特爾花了10億，后續(xù)研發(fā)估計超50億），但省下高通專利費（每臺5-10美元）后，長期回報可觀。相比之下，高通基帶采購價（20-30美元/顆）加上專利費，短期內(nèi)更省心，但蘋果顯然更看重自研的戰(zhàn)略價值。
從長期來看，蘋果自研 C1 基帶芯片能夠有效降低成本。隨著自研技術(shù)的不斷成熟和規(guī)模效應(yīng)的顯現(xiàn)，蘋果在基帶芯片方面的成本將逐漸降低。例如，當(dāng)蘋果能夠大規(guī)模生產(chǎn)自研基帶芯片時，單位芯片的生產(chǎn)成本將大幅下降。而且，擺脫對高通的依賴后，蘋果無需再支付高額的專利費，這將為蘋果節(jié)省大量資金，提高其利潤率。最后是蘋果更長遠(yuǎn)的布局。
C1芯片的研制或許還意味著MacBook將具備蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接功能。而對于電池續(xù)航和空間都極為寶貴的可穿戴設(shè)備而言，自研調(diào)制解調(diào)器的應(yīng)用也會帶來很多有意思的可能性。C1后續(xù)在全線產(chǎn)品的成功推行，將讓蘋果實現(xiàn)軟硬件純血系統(tǒng)的打造?；鶐酒举|(zhì)功能還是在做信號的翻譯和編碼，AI的引入會讓信息翻譯和傳遞更加的高效。蘋果AI最主要的優(yōu)勢是大量高端手機作為硬件載體，基于這個載體，蘋果強化他對信號傳輸關(guān)鍵芯片的控制能力，將形成與其他科技巨頭AI生態(tài)對比之下的獨特優(yōu)勢。
?05、蘋果下一代自研基帶芯片，任重道遠(yuǎn)
盡管蘋果 C1 基帶芯片在性能上與高通產(chǎn)品存在一定差距，但蘋果并未停止研發(fā)的腳步。高通近期發(fā)布的全新 X85 5G 調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)，內(nèi)置 5G AI 處理器，支持 5G 毫米波（mmWave）、Sub - 6GHz 頻段 400MHz 的下載頻寬，以及衛(wèi)星連接能力，最高下行速率最高可達 12.5Gbps，上行峰值速率可達 3.7Gbps，展現(xiàn)出強大的技術(shù)實力。相比之下，蘋果的 C1 芯片在這些方面并不具備優(yōu)勢。
C1作為首款自研基帶，它是蘋果擺脫高通依賴的起點，也是生態(tài)整合的試驗田。下一代C2、C3可能會補齊毫米波，甚至在未來集成到A系列芯片。現(xiàn)在很明顯是妥協(xié)了，不是為了試水，而是為了快速落地。長遠(yuǎn)看，C系列如果追上對手，再加上蘋果生態(tài)加持，前景值得看好。但這一過程需要蘋果持續(xù)投入大量的研發(fā)資源，克服技術(shù)、專利、市場等多方面的障礙。未來，蘋果能否憑借自研基帶芯片在智能手機市場中重塑競爭格局，我們拭目以待。
