蘋果自研5G基帶芯片失敗?到底難在哪?
天風證券分析師郭明錤通過通過Twitter表示,蘋果自研的5G基帶芯片可能已經失敗,因此高通仍是2023下半年新iPhone 5G基帶芯片的獨家供應商。郭明錤認為,由於蘋果未能採用自研5G基帶片取代高通產品,高通仍將是蘋果5G基帶芯片的獨家供應商,因此高通2023下半年至2024上半年營收與利潤可能會超過市場預期。
不過,郭明錤也表示,雖然蘋果iPhone 5G基帶芯片研發失敗,但不代表蘋果就會放棄研發。
郭明錤認為,蘋果會繼續研發5G基帶芯片,但等到蘋果5G數據芯片可以取代高通產品時,高通其他新業務應該已成長到足以抵銷失去蘋果訂單的負面影響。
受此消息影響,6月28日,高通股價盤中一度上漲6.7%,截至收盤仍保持了3.48%的上漲。相比之下,蘋果股價開盤後一路走低,收盤下跌2.98%。
蘋果自研5G基帶芯片歷程
2017年,蘋果認為高通濫用其在通信基帶芯片領域的壟斷地位,專利授權費收費過高,在美國和英國起訴了蘋果,並且拒絕向高通支付專利授權費。
隨後,蘋果與高通之間的專利授權費問題以及專利糾紛全面爆發,雙方在全球展開了訴訟,兩者之間的關係也是急劇惡化。
在此過程中,蘋果減少了高通基帶芯片的採用,轉向了採用Intel的基帶芯片。與此同時,蘋果也在積極的自研基帶芯片。
2019年4月16日,蘋果結束了與高通持續了數年的專利訴訟糾紛,雙方達成了和解,撤銷了所有訴訟,同時蘋果還向高通支付一筆費用(至少45億美元),並且簽訂了一份長達6年的新的專利授權協議。
而在同一天,Intel也宣布了放棄了手機基帶芯片的研發。
數月之後,2019年7月,蘋果宣布以10億美元收購了Intel“大部分”的手機基帶芯片業務,這也意味著蘋果未來會採用自研的手機基帶芯片。
由於在此之前,Intel的就已經推出了5G基帶芯片,只是由於沒有達到蘋果的要求,才最終放棄,並將手機基帶業務賣給了蘋果。因此,外界也認為,蘋果收購Intel的手機基帶業務將加速蘋果自研的5G基帶的推出。
根據2020年2月爆發的一份由美國國際貿易委員會(ITC)公佈文件顯示,蘋果至少在2024年前都需要購買高通的5G基帶。
該文件當中提到,2020年6月1日到2021年5月31日蘋果將使用驍龍X55基帶,2021年6月1日到2022年5月31日使用驍龍X60,2022年6月1日到2024年5月31日使用驍龍X65或者驍龍X70。
隨後,在2021年11月的高通投資者日會議上,高通透露向蘋果供應基帶芯片的業務在未來兩年會收縮,2023年大概只有20%的iPhone才會用高通基帶。
高通的這一表態,也預示蘋果自研的5G基帶將會在iPhone 14系列上率先採用。
然而根據郭明祺的最新爆料顯示,蘋果自研的5G基帶芯片似乎仍並未成功,這也使得高通仍是2023下半年新iPhone 5G基帶芯片的獨家供應商。
不過,目前這一消息尚未得到蘋果或者高通方面的進一步確認。
5G基帶芯片研發為何那麼難?
早在2G/3G時代,市場上的手機基帶芯片供應商原本有十多家之多,但每一代的技術升級,都伴隨著供應商的大洗牌。
隨著4G時代的來臨,基帶芯片廠商所面臨的技術挑戰也是越來越大,所需要專利儲備以及研發投入也呈直線上漲,門檻也是越來越高,如果沒有足夠的出貨量支撐,那麼必然將難以為繼,所以在這個階段,博通、TI、Marvell、NVIDIA等曾經的手機基帶芯片廠商都相繼都退出了這個市場。
而且,在這之後很少有新的玩家進入這個市場(近年來也只有蘋果和翱捷)。
而在5G基帶芯片領域,隨著Intel的推出,目前僅有高通、聯發科、展銳、華為、三星這五家廠商。其中,三星和華為的5G基帶芯片主要是自用,而且華為因受美國的製裁,也使得其自研芯片製造受阻。這也導致了目前公開市場上的5G基帶芯片供應商僅有高通、聯發科和展銳三家。
同樣,由於5G與3G、4G標準要求大為不同,5G不僅要追求更高的數據吞吐量,還要具備更大的網絡容量與更好的服務質量(QoS),因此5G基帶芯片的研發設計會比3G/4G更為複雜,因為,以往移動通信技術的升級換代,重點都放在帶寬升級,以便提供給用戶更快的行動上網服務。
但是在5G時代,為滿足各種物聯網應用的需求,移動網絡不僅要支持更高的帶寬,還要具備更大的網絡容量跟更低延遲、更穩固的聯機。
這對基帶芯片的設計來說,意味著處理器本身必須具備極高的彈性,以便支持eMMB、URLLC與mMTC等不同的5G規格,但同時又要有很好的性能表現,否則數據吞吐量將無法達到5G要求的水平。
傳統上,這兩個需求是矛盾的。為了解決這個問題,基帶芯片的設計架構將尤為關鍵,不同芯片廠商的設計架構也將會有所不同。
以多頻段兼容帶來的設計複雜度為例,3GPP制定的5GNR頻譜有29個頻段,據了解這些頻段,既包含了部分LTE頻段,也新增了一些頻段。而且各個國家和地區的頻段也不相同,所以芯片廠商需要推出的5G基帶芯片,需要是一個在全球各個區域都能使用的通用芯片,即可以支持不同國家和地區的不同頻段,多頻兼容就增加了在芯片在設計上的難度。
支持的模式數增加也使得設計難度有所增加,5G基帶芯片需要同時兼容2G/3G/4G網絡,目前國內4G手機所需要支持的模式已經達到6模,到5G時代將達到7模。
中國移動、中國聯通、中國電信三大運營商的4G/3G/2G網絡包括TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、CDMA(EVDO、2000)、WCDMA、GSM,可以說測試一顆芯片要跑遍全球運營商。
對於“5G基帶芯片研發究竟有多難,為什麼沒有新玩家加入”的這個問題,此前展銳負責人在接受芯智訊採訪時也曾表示:“因為這個需要上億美金的研發投入,而且你只從5G做起也不行,你還得把前面的2/3/4G全補上。那前面可不就是上億美金的事了。另外,我們還需要花很高的代價去和全球的運營商去做測試。需要我們的工程師去到全球各地進行場測,然後不斷的發現問題解決問題。我們常年都有人在全球各地去做這種現場測試,這種積累,真的是需要時間的。”
整體而言,5G時代對於數據傳輸量和傳輸速率的要求都非常高,而且還需要向下兼容,除了上述提到的幾點,像5G基帶芯片內建的DSP能力是否足以支持龐大的資料量運算,芯片在滿足足夠的運算效率時牽涉到的系統散熱問題。
對於5G的終端來講,由於處理能力是4G的五倍以上,功耗也是必須要攻克的難題等等,都是設計難點。