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作者：六千
強(qiáng)如蘋果，為何也做不出屬于自己的基帶芯片？
隨著蘋果的蜂窩基帶芯片不能如期出貨的消息傳出，基帶芯片再次成為大眾關(guān)注的熱點(diǎn)。如果蘋果基帶芯片順利研發(fā)，那么未來iPhone有希望將自研的基帶芯片整合到蘋果自研的處理器芯片上；不過預(yù)計(jì)今年更新的iPhone 14將接著使用高通的基帶芯片。外界預(yù)測，受此影響iPhone 14可能將繼續(xù)使用iPhone 13系列搭載的A15處理器，可能只有Pro機(jī)型才會(huì)使用新款A(yù)16處理器。
基帶芯片對于蘋果來說像是一塊白墻上的泥點(diǎn)。一直以來追求完美的iPhone讓人詬病最多的問題之一就是信號(hào)差。而影響手機(jī)網(wǎng)速、通話質(zhì)量的通信基帶，自然成為蘋果公司最希望優(yōu)化的部分。
雖然蘋果在芯片自主研發(fā)領(lǐng)域的實(shí)力不弱，蘋果成功地研發(fā)出了用于電腦的ARM架構(gòu)處理器，并且在性能上進(jìn)入第一梯隊(duì)，但蘋果始終使用著別家的基帶芯片。英特爾和高通都曾是蘋果的基帶芯片供應(yīng)商，但隨著英特爾退出基帶芯片市場，蘋果的基帶芯片就完全依靠于高通了。
對于蘋果來說，只要關(guān)鍵芯片使用其他公司的產(chǎn)品，或許就沒辦法實(shí)現(xiàn)最為極致的性價(jià)比，于是蘋果踏上了自研5G基帶芯片的道路。此消息一出，高通也表示2023年iPhone僅有20%的5G基帶芯片會(huì)來自高通。然而，隨著蘋果5G基帶芯片沒有如期研發(fā)成功的消息一出，高通或許還會(huì)為蘋果供應(yīng)更多的5G基帶芯片。
研發(fā)能力強(qiáng)如蘋果為何也搞不定5G基帶芯片？高通為何能夠一直把握5G基帶芯片市場？而隨著物聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展，基帶芯片仍有無限潛力，中國作為全世界主要的物聯(lián)網(wǎng)市場，中國基帶芯片廠商在本土市場發(fā)展的怎么樣？
基帶芯片難在哪？
目前的基帶有兩種形式，第一種如高通的驍龍888將5G基帶芯片集成于SoC，驍龍888提供完全集成式的 5G 基帶，而不再像以往內(nèi)部包含單獨(dú)的基帶芯片；另外一種則是外掛式，如蘋果iPhone系列A14芯片外掛高通的驍龍5G基帶。
雖然iPhone 13系列的A15不再外掛高通的基帶芯片，但終歸需要集成其他公司的基帶芯片。使用別人的基帶芯片就意味著整個(gè)處理器的自主性沒有達(dá)到100%，此前蘋果曾經(jīng)因?yàn)榕c高通的專利糾紛不得不停止銷售一部分iPhone機(jī)型，因此為了避免重蹈此類覆轍，蘋果一直在減少對供應(yīng)商的依賴。為了研發(fā)基帶芯片，蘋果還從英特爾挖走了2000多名基帶工程師，致力于開發(fā)自研的基帶芯片。
一份來自FossPatents的報(bào)告指出，蘋果自研5G基帶芯片失敗不是因?yàn)榧夹g(shù)問題，而是因?yàn)闊o法繞開高通的專利。如果依舊要使用高通的專利，那么對于蘋果來說自研基帶芯片的意義就大打折扣。
幾乎所有后入局自研基帶芯片的參與者的入局都離不開收購專利，但對于蘋果來說購買專利會(huì)與蘋果自研基帶芯片的初衷相悖。
聯(lián)發(fā)科支持中國移動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)就是通過收購ADI(亞德諾半導(dǎo)體)TD-SCDMA基帶業(yè)務(wù)；而聯(lián)發(fā)科支持中國聯(lián)通的3G網(wǎng)絡(luò)則是通過與高通達(dá)成WCDMA專利達(dá)成協(xié)議。而華為在3G時(shí)代也是通過使用高通的專利實(shí)現(xiàn)的。
對于蘋果來說，自研基帶芯片的終極目的是要讓提高蘋果內(nèi)部芯片的集成度。完整的芯片體系有助于蘋果降低芯片的成本，從而獲得更多的利潤。只要仍需要依靠高通的專利，那么對高通的依賴就依舊存在。這部分專利費(fèi)讓成本隨之上漲，這意味著使用自研的基帶芯片反而讓成本增加了。出于這種考量蘋果不得不暫時(shí)擱置自研基帶芯片的進(jìn)度。
高通在5G基帶上有多強(qiáng)？
那么成功“狙擊”蘋果的高通在基帶技術(shù)上有多強(qiáng)呢？可以說，地球上幾乎每部手機(jī)都在使用高通的技術(shù)。
根據(jù)美國商業(yè)專利數(shù)據(jù)庫發(fā)布的報(bào)告，高通在2021年美國企業(yè)申請的專利數(shù)量排名第十位。雖然對于半導(dǎo)體企業(yè)來說，專利多并不是什么稀罕事。但是高通的專利不僅僅是用來防止其他公司“抄襲”的；更重要的是用來產(chǎn)生利潤的。僅2022年第一季度，高通專利費(fèi)的收入就達(dá)到了17.5億美元，占總營收的15.7%。
根據(jù)上圖的數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，如果高通的收入加上專利費(fèi)，那么高通與第二英偉達(dá)之間的差距會(huì)更大。
高通官方數(shù)據(jù)表明目前有467家企業(yè)在使用高通的專利。除了蘋果，還包括華為、中興、摩托羅拉的產(chǎn)品均在使用高通的專利技術(shù)。而具體到5G領(lǐng)域，高通擁有超過150項(xiàng)專利，因?yàn)楦咄ǖ陌l(fā)明起步早、基礎(chǔ)性強(qiáng)且覆蓋廣泛的地理范圍，這意味著高通的專利積累領(lǐng)先于行業(yè)數(shù)年。
那么高通是怎樣成為“專利大王”的呢？
高通成為通信行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者離不開一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)CDMA，這一技術(shù)讓高通不僅在為 3G 提供基礎(chǔ)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面處于領(lǐng)先地位。
CDMA，Code-division multiple access碼分多址。這一技術(shù)的開端可以追溯到 1940 年代。好萊塢女演員 Hedy Lamarr 和作曲家 George Antheil 受到音符排列方式的啟發(fā)，推測可以使用多個(gè)頻率來發(fā)送單個(gè)無線電傳輸。“跳頻”可以防止無線電信號(hào)被干擾。他們?yōu)檫@個(gè)想法申請了專利，并把它交給了美國政府在二戰(zhàn)中使用。
四十年后，高通看到了 CDMA 在新興蜂窩領(lǐng)域的潛力。在當(dāng)時(shí)通訊行業(yè)的主流技術(shù)是時(shí)分多址（TDMA）時(shí)，高通的創(chuàng)始人 Irwin Jacobs 聲稱CDMA可以讓所有人都能使用得起無線連接。
TDMA 通過利用語音中的自然停頓在單個(gè)無線電波上發(fā)送多個(gè)傳輸。在 CDMA 中，每個(gè)呼叫都分配了一個(gè)代碼，該代碼在寬頻譜上加擾并在接收端重建。多個(gè)用戶可以同時(shí)說話，從而允許在相同數(shù)量的頻譜上進(jìn)行更多對話。
當(dāng)時(shí)行業(yè)已在 TDMA上投入了數(shù)百萬美元，并且不愿改變方向。一些人認(rèn)為，CDMA 部署起來過于復(fù)雜和昂貴，因此并不看好這一技術(shù)。
為了發(fā)展CDMA技術(shù)，高通專注于創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施、空中接口、芯片組和手機(jī)，高通花費(fèi)數(shù)年時(shí)間進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)、路測和行業(yè)演示，以證明 CDMA 可以突破各種限制工作。終于1993 年，CDMA 被接受為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1995 年，CDMA為全行業(yè)向 2G 的遷移進(jìn)行了商業(yè)推廣，最終成為全球所有 3G 網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，并幫助定義了最新的 4G 和 5G 技術(shù)。
隨著互聯(lián)網(wǎng)變得更加突出，CDMA 成為應(yīng)對移動(dòng)寬帶新需求的最佳技術(shù)。徹底改變了移動(dòng)計(jì)算，影響了其他不斷發(fā)展的技術(shù)。而高通以自身擁有的CDMA基礎(chǔ)專利為工具，設(shè)計(jì)了龐大而關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜的專利壁壘，而GSM、WCDMA、CDMA、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)大量使用了CDMA的技術(shù)原理以及專利，很難繞開。
這就是高通一直在基帶芯片領(lǐng)域保持領(lǐng)先的重要原因。
國內(nèi)基帶芯片能否扛起大旗？
那么我國的基帶芯片的研發(fā)情況怎么樣呢？
在華為被制裁之前，華為在基帶芯片領(lǐng)域有了相當(dāng)?shù)姆e累。2019年華為發(fā)布了巴龍5000，是當(dāng)時(shí)首款正式商用的多模5G芯片。據(jù)海思內(nèi)部人士透露巴龍5000是在2015年啟動(dòng)技術(shù)研發(fā)的，在5G網(wǎng)絡(luò)商用之前就已經(jīng)開始研發(fā)，并且隨著5G的標(biāo)準(zhǔn)更新迭代芯片設(shè)計(jì)。
隨后海思的基帶芯片迅速增長，僅用了一年時(shí)間獲得了全球蜂窩基帶處理器18%的市占率。
2014 年至 2021 年全球蜂窩基帶處理器收入份額（按供應(yīng)商）
在華為推出巴龍5000的同年，另一家中國半導(dǎo)體公司也推出了5G基帶芯片，這家公司就是紫光展銳。2019年紫光展銳發(fā)布了12nm的5G基帶芯片春藤510。在華為受制裁后，紫光展銳接過了國產(chǎn)基帶芯片的接力棒。依靠著本土優(yōu)勢，紫光展銳首先在國內(nèi)Cat 1和5G市場崛起。
根據(jù)Counterpoint最新數(shù)據(jù)，2022年Q1全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模塊芯片組，高通、紫光展銳和翱捷科技占據(jù)了 2022 年第一季度全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模塊芯片組市場的前三名，市場份額分別為42%、25%和7%。但值得注意的是，以紫光展銳為代表的國產(chǎn)基帶芯片廠家目前都是在物聯(lián)網(wǎng)蜂窩基帶芯片領(lǐng)域發(fā)展，在智能手機(jī)基帶芯片領(lǐng)域仍在追趕。
結(jié)語
芯片研發(fā)是一件漫長且艱難的工作。隨著各大半導(dǎo)體公司都在發(fā)展自己的研發(fā)實(shí)力，想要做出頂尖的芯片注定不是一蹴而就的任務(wù)。特別是對于追趕中的公司，除了尋找技術(shù)上的突破，還要繞過前人走的路，這相當(dāng)于在為自己增加難度，這也是在基帶芯片領(lǐng)域高通能始終保持領(lǐng)先地位的重要原因之一。
在短期內(nèi)追趕高通的地位，或許并不可能。但是中國正孕育著巨大的物聯(lián)網(wǎng)市場。這樣的市場也催生出像翱捷科技這樣的基帶芯片公司走向IPO。
中國基帶芯片公司從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備走向手機(jī)的路雖然漫長，但未來璀璨。
