蘋果造芯：有人歡喜，有人愁！_風聞
半导体行业观察-半导体行业观察官方账号-专注观察全球半导体最新资讯、技术前沿、发展趋势。2022-02-15 15:03
來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）原創，作者：杜芹，謝謝。
蘋果一手建立起芯片帝國
幾年來，蘋果一直在穩步設計越來越多的處理器芯片。控制處理器是蘋果長期垂直整合運動中最新和最大的一步。如今，蘋果已經為其iPhone、iPad、Mac和手錶生產了許多芯片。
很早之前，喬布斯就認為，蘋果就應該擁有其產品內部的技術，而不是依賴多家其他芯片製造商的芯片混搭。所以，2008年，蘋果收購了PA Semi，開始了其自研之路。自研芯片是個燒錢的生意，但只要該公司每年銷售3億台設備，蘋果進軍複雜而昂貴的芯片業務就很有意義。而事實也證明，蘋果自研芯片是一項明智的舉措。
首先是手機芯片，2010年蘋果內部設計出第一款處理器A4。此後的A系列芯片憑藉在工藝製程、CPU架構和GPU核心上的代代改進，一直是移動平台上高性能芯片的代表。下圖展示了到A11芯片的歷年開發時間和主要特點，如今蘋果的A系列芯片已經到了A15仿生芯片。
再就是蘋果手錶芯片S系列，2015年蘋果為其手錶研發了第一款芯片S1，2016年蘋果又相繼推出了S1P和S2，2017年發佈了S3，如今已到了S7芯片。
然後是蘋果的無線芯片W系列和H系列，2016年蘋果研發出了第一款無線芯片W1，第一代AirPods用的便是W1芯片，真無線耳機AirPods一經推出，便收到業界廣泛的追捧。2017年蘋果特意為Apple watch 3 研發了能支持藍牙的W2芯片。2018年蘋果又研發出了W3芯片。2021年，蘋果又一款自研芯片H1問世，相比原來的W1主要是加強了無線連接表現。
2019年蘋果推出了超寬帶技術U1芯片，iPhone 11和Apple Watch S6是首款配備U1的設備。U1中的U是指的UWB技術，因為蘋果的加入，UWB技術也引起了業界的廣泛關注，筆者在此前的《UWB芯片熱潮乍起？》中介紹了UWB的國內行業玩家積極湧入的動態。
2020年11月，蘋果放棄X86架構，推出了基於Arm的Mac電腦芯片M1，M1芯片的推出使得蘋果將自己與PC行業的其他公司進一步區分開來。正如iPhone塑造了智能手機市場一樣，Apple的新設計自由度可能會對其他PC製造商產生影響。
誤傷芯片供應商
多年來蘋果一直使用三個獨立的CPU 供應商為其台式機和服務器產品提供動力。從1983年到1990年使用摩托羅拉的CPU，1994年到2005年使用PowerPC，從2006年到2020年轉而採用英特爾的CPU。蘋果M1芯片的發佈，使得英特爾失去了蘋果這個客户，失去蘋果對英特爾來説並不是一個巨大的打擊，因為蘋果在個人電腦領域只是一個小玩家，但它增加了英特爾已經失去魔力的感覺。
雖然大家都以為蘋果發佈M1最大的受害者是英特爾，但其實正在謀求復興的AMD才最受傷。M1芯片的成功首秀，讓同處於X86陣營的AMD接受了一次來自ARM芯片的跨界打擊，讓業界有機會對個人電腦的硬體設計，乃至芯片架構的歸屬進行思考。這勢必會引起其他依託Arm架構廠商的關注和試探。在這方面，高通和三星都在ARM PC上躍躍欲試。
在GPU方面，2008年11月，Imagination首度拿下Apple的設計訂單，開始授權其PowerVR SGX繪圖處理器。2014年2月，Apple擴展其多年授權協議，得以使用Imagination現有以及未來的PowerVR繪圖和視訊IP核心系列。但是2017年，蘋果開始進軍GPU，宣佈將在2年內逐步在其產品中停止使用Imagination的PowerVR GPU IP核心，決定轉向自家研發，此舉無疑誤傷了Imagination的業務。在失去其最大客户Apple之後，Imagination被Canyon Bridge集團收購。而在2020年，蘋果與Imagination又簽訂了新的“多年許可協議”。而現在，隨着5G和新能源汽車等的需求，Imagination的GPU IP將發揮比以往任何時候都重要的作用。
而射頻和模擬半導體廠商Skyworks有近6成的收入是來自蘋果，華爾街資本市場分析機構Seekingalpha表示，隨着蘋果擴大自己的內部芯片製造業務，蘋果可能會慢慢與包括Skyworks在內的一些主要芯片供應商減少甚至斷絕關係。去年年底，彭博社爆出的蘋果為其“無線設計驗證工程師”大規模招聘職位，消息傳出當天，Skyworks股價下跌11%。彭博社之前提到，蘋果很可能會直接從Skyworks挖人，而挖人是蘋果一貫的做法。
而現在的消息是，蘋果自研基帶芯片走上了正軌，多年來，蘋果一直在研究內部調制解調器芯片，1月10日，根據《工商時報》的報道表示，蘋果公司自研的5G基帶以及和5G基帶配套的5G射頻IC已經完成設計，目前正準備投入試產階段。日經亞洲報道也指出，蘋果計劃採用台積電的4納米芯片生產技術，從 2023 年起量產其首款內部 5G 調制解調器芯片。如果蘋果基帶芯片成功研發出來，那麼高通將是下一個被誤傷的芯片廠商。
高通首席財務官 Akash Palkhiwala在2021年11月的一個投資日活動上表示，高通預計2023年將僅供應蘋果調制解調器芯片的20%。不過高通似乎不擔心蘋果自研或者轉向其他供應商，這主要是因為，除了蘋果這個客户外，與小米公司、Oppo 和 Vivo 等高端智能手機製造商的合作，其手機收入增長將快於整體市場。
系統廠商從中悟道
蘋果走在了自研芯片的前列，且收穫了成功的果實。這也令系統廠商嗅到了其中的好處。許多系統廠商已經感到他們的創新步伐受限於芯片製造商的時間表。尤其是當下，摩爾定律走到極限，芯片發展速度放緩，而採用自己定製化的芯片將使他們能夠更好地控制軟件和硬件的集成，同時將它們與競爭對手區分開來。於是，許多系統廠商都開始不滿足於依賴高需求的標準芯片，包括亞馬遜、Facebook、特斯拉和百度等正在開發自己的半導體。
受到蘋果自研芯片的啓發，谷歌已經確認即將推出的 Pixel 6 智能手機將配備谷歌設計的片上系統(SoC)。據日經亞洲的報道，谷歌正在為 Chromebook 開發自己的芯片設計，以取代英特爾、AMD、聯發科和其他品牌提供的 CPU。谷歌的新 Chromebook 芯片顯然將基於Arm設計。據瞭解此事的人士稱，預計到2023年推出相關的芯片。此舉顯然是受到蘋果 M1 Mac 成功的“啓發”。據IDC的報道，在過去的幾個季度中，Chromebook 已成功成為全球最受歡迎的 PC。
國內的手機系統廠商也在自研芯片上加速進擊。對於手機廠商來説，宇宙的盡頭就是造手機芯片，在這方面華為是做手機芯片的佼佼者，而國內其他幾家主要手機廠商小米、OV、榮耀等基本以聯發科和高通手機芯片為主，如此標準化的芯片也讓他們很難打出自己的差異化優勢。但SoC的投入更大、研發難度更高、失敗風險也大，所以國內的手機廠商大多選擇在其他如影像和充電領域的周邊芯片做起，隨着手機攝影向生產力工具的演變，消費者拍攝需求的增加，手機的計算能力面臨運算量大和高能耗的問題，於是獨立的影像芯片成為手機廠商的必爭之地。
目前小米已發佈了三款自研芯片，分別是SoC芯片澎湃S1、ISP（Image Signal Processor，圖像處理器）芯片澎湃C1、充電芯片澎湃P1。雖然小米在手機SoC芯片上高開低走，受到了一些質疑，但也證明了SoC芯片的開發難度之大。不過據半導體行業觀察記者從多方獲悉，小米正在招募團隊，重新殺入手機芯片賽道。從當前的市場現狀看來，無論是小米的業務，還是財務數據，對小米來説，都是一個投入的好時機。
而OPPO也已發佈公司首款自研影像芯片——MariSilicon X，據其稱，目前市面上沒有任何獨立6nm NPU的參考設計，這是全球第一個6nm影像專用NPU芯片。據悉，MariSilicon X的算力可高達18TOPs，而iPhone 13 Pro上的A15芯片算力為15.8TOPS，這也凸顯了定製化芯片的優勢。
OPPO在做芯片這個事情上很有決心，OPPO創始人兼首席執行官陳明永表示，如果沒有底層核心技術，就不可能有未來；而沒有底層核心技術的旗艦產品，更是空中樓閣。OPPO現在正在大張旗鼓進入手機芯片領域，他們不但高規格打造自己的芯片團隊，還在手機主控芯片，甚至在藍牙和 PMU 等多方面廣泛佈局。據半導體行業觀察瞭解，OPPO也正在UWB芯片上佈局，去年發佈了“一鍵聯”手機殼套裝，還投資了UWB芯片公司瀚巍微電子。
去年9月，歷時24個月，超300人研發，vivo自研的專業影像芯片V1也在vivo X70系列上亮相。這也是vivo自研的首款芯片。此前vivo與三星合作研發芯片，推出了5G SoC芯片Exynos 980與Exynos1080等。
而華為則可以跟蘋果媲美，在手機SoC芯片的成就自不必多説。華為還推出了TWS藍牙芯片麒麟A1，華為表示，與蘋果H1芯片相比，麒麟A1芯片的時延為190mm，功耗降低50%，性能提升了30%。華為還自研了鯤鵬等PC芯片。近日有博主爆料稱，華為轉向研發電腦CPU，並且首款芯片或叫“盤古”。
結語
不得不説，蘋果為很多手機系統廠商指明瞭前進的道路和方向。接下來，系統廠商所自研的芯片會越來越多，將核心零部件控制在自己手裏，勢必是廠商們的最終追求。