蘋果將進入自研芯片新時代，終極目標是“全集成”？

據(jù)最新報道，即將于今年12月進入量產(chǎn)的iPhone SE 4會是蘋果自研5G基帶芯片的首秀，這也是其首次推出非SoC（系統(tǒng)級芯片）的定制解決方案。不止是自研5G基帶，蘋果還打算在明年的iPhone 17系列中采用自研Wi-Fi+BT芯片 —— 從2025年下半年開始，蘋果的5G和Wi-Fi+BT芯片將逐步應用于新產(chǎn)品中。

然而，由于這兩款芯片采用不同的臺積電工藝，因此它們的切換時間表可能會因各自的生產(chǎn)計劃而有所不同。

蘋果積極推進自研芯片計劃

行業(yè)分析師郭明錤也確認iPhone SE 4將是蘋果首款采用定制5G調(diào)制解調(diào)器的設備，但仍將由博通為其提供Wi-Fi 7芯片，預計最早于2025年第一季上市。作為一款價格較低的設備，iPhone SE 4將讓蘋果有機會在用戶手中大規(guī)模測試調(diào)制解調(diào)器的性能，進而再將其應用到主線iPhone中，或許在2025年9月就將會看到第二批搭載蘋果自研5G調(diào)制解調(diào)器的設備iPhone 17 Air（或叫slim）。

當前，全球5G網(wǎng)絡頻段主要分為Sub-6GHz和毫米波（mmWave）：其中毫米波傳輸速度更快，但傳輸距離較短，適用于人口密集的城市區(qū)域；而Sub-6GHz雖然傳輸速度相對較慢，但信號傳播距離更遠，更適合郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。

但據(jù)DigiTimes報道，蘋果5G調(diào)制解調(diào)器芯片的首個版本可能不支持更快的毫米波技術，而是僅限于5G中的Sub-6GHz頻段，在短期內(nèi)仍需高通滿足毫米波技術的需求。作為一款低價設備iPhone SE系列缺乏毫米波支持是符合邏輯的，而超薄款的iPhone 17則也可能需要放棄毫米波技術以實現(xiàn)更薄的設計。

預計自研5G基帶芯片將在幾年內(nèi)逐步擴展至蘋果的其他產(chǎn)品線，最終完全取代高通芯片。值得一提的是，此前蘋果與高通達成和解后，與高通的5G基帶芯片供應協(xié)議已經(jīng)延長至2027年3月，這為蘋果自研的5G基帶芯片研發(fā)與部署提供了充足的時間。

2019年，蘋果花費10億美元收購了英特爾的移動基帶芯片部門業(yè)務，獲得超過17000項專利和超過2200名員工。不過芯片的設計仍然充滿波折，2022年甚至一度傳出自研基帶芯片失敗的消息；到了2023年底，有消息傳出由于開發(fā)上的挫折，面臨著過熱、電池壽命和組件驗證等問題，蘋果被迫將自研調(diào)制解調(diào)器的首次亮相推遲到2025年或更晚。

郭明錤預計，蘋果的自研5G基帶在2025年的出貨量將達到3500-4000萬顆，這一數(shù)字雖然相對于蘋果的總出貨量來說并不算大，但已經(jīng)顯示出蘋果在自研基帶方面的初步成果和市場信心。隨著技術的成熟和市場的擴大，預計在2026年將達到9000萬-1.1億顆，2027年更是有望達到1.6-1.8億顆。

自研Wi-Fi芯片跟進

除了基帶芯片外，外媒也多次報道蘋果在自研Wi-Fi芯片和藍牙芯片，目前所有iPhone都使用的是由博通提供的Wi-Fi+BT組合芯片，博通每年為蘋果供應超過3億顆Wi-Fi+BT芯片（簡稱Wi-Fi芯片）。為了減少對供應商的依賴，2025年下半年的新產(chǎn)品蘋果計劃采用自家的Wi-Fi芯片，由臺積電N7（7nm）工藝制造，支持最新的Wi-Fi 7標準。預計蘋果在未來三年內(nèi)將幾乎所有產(chǎn)品都過渡到自研Wi-Fi芯片，以降低成本并增強蘋果生態(tài)系統(tǒng)的集成優(yōu)勢。

從去年開始，Wi-Fi 7已經(jīng)在智能手機上應用，到今年各家推出的中高端手機，基本已經(jīng)標配支持Wi-Fi 7。蘋果在去年發(fā)布的iPhone 15上，繼續(xù)沿用了Wi-Fi 6E，到今年iPhone16系列終于升級到Wi-Fi 7。

相比于Wi-Fi 6，Wi-Fi 7最高傳輸速度可以達到46Gbps，比Wi-Fi 6E提高4倍。Wi-Fi 7將支持更多的頻段，包括2.4GHz、5GHz、6GHz，在此之前，Wi-Fi 6支持2.4GHz和5GHz兩個頻段，Wi-Fi 6E支持6GHz頻段（Wi-Fi設備向下兼容）。不過，因為不同地區(qū)頻段分配的問題，Wi-Fi 7支持的6GHz頻段在不同地區(qū)會有所區(qū)別，如美國、韓國和巴西將整個6GHz頻段（5.925-7.125GHz）分給了Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7。

但是實際上iPhone 16系列支持的最大信道帶寬僅為160MHz，這跟上一代的iPhone 15 Pro系列相同（iPhone 15標準版僅支持80MHz）。而正常來說，Wi-Fi 7支持的最大帶寬應該為320MHz。

有意思的是，蘋果剛剛發(fā)布的新款Mac系列產(chǎn)品，包括Mac mini、iMac和MacBook Pro，雖然都換上了最新的M4系列芯片，甚至用上了雷電5接口，但在Wi-Fi方面依然只支持Wi-Fi 6E標準，沒有與iPhone同步最新的Wi-Fi 7?；蛟S蘋果今年在Wi-Fi 7上作出的各種“閹割”，是為了明年襯托自研Wi-Fi芯片，這也提高了蘋果自研芯片明年下半年上馬的可信度。

蘋果為何不放棄自研芯片

從2010年推出的iPhone 4開始，蘋果便采用了其自研的A4芯片，這也開啟了蘋果SoC的自研之路。自此以后，蘋果每年都會更新其A系列芯片，用于iPhone、iPad以及其他設備中。這些芯片持續(xù)改進，包括提高性能、降低功耗以及增加新功能，如集成神經(jīng)網(wǎng)絡處理能力等。

但基帶芯片一直是蘋果的弱項，這也導致iPhone長期以來在移動通信網(wǎng)絡方面表現(xiàn)不佳。在早期的iPhone中是由英飛凌為蘋果提供基帶芯片，從CMDA版本的iPhone 4開始采用高通的基帶芯片，并且此后多數(shù)iPhone型號均使用了高通的基帶芯片。

不過蘋果高通發(fā)生專利戰(zhàn)之后，為了減少對高通的依賴，iPhone 7到iPhone 11系列選擇混用高通和英特爾的基帶。實際應用后，用戶反饋英特爾的基帶芯片在性能上并不如高通，根據(jù)第三方測試機構(gòu)的測試數(shù)據(jù)顯示，正常情況下使用高通基帶的手機會比使用英特爾基帶的手機信號會好30%。

在蘋果認為2020年iPhone支持5G是必要條件的背景下，蘋果和高通因調(diào)制解調(diào)器相關的專利使用費和專利權(quán)的法律糾紛在2019年達成和解。但擺脫單獨供應商仍然成為蘋果的戰(zhàn)略目標，資料顯示，2010年至2016年，蘋果一共向高通支付了161億美元的芯片采購費以及72億美元的專利許可費。

蘋果首款5G基帶芯片或許不會為用戶帶來顯著的好處，但對于iPhone SE 4，蘋果希望進一步控制價格，再結(jié)合現(xiàn)在的時機，采用自研5G基帶芯片就是一個比較好的選擇。根據(jù)市場調(diào)查機構(gòu)TD Cowen數(shù)據(jù)，iPhone16 Pro Max（256GB）的BOE物料成本為485美元，其中5G基帶成本28美元，達到了A18 Pro處理器的62%，也占了總物料成本的近6%。

通過推出定制的5G基帶芯片，蘋果將可大大減少外部采購費用，降低其零部件成本。據(jù)華爾街研究機構(gòu)Wolfe Research發(fā)布的一份報告顯示，隨著蘋果開始在iPhone 17系列中導入自研的5G基帶芯片，預計將減少35%蘋果對高通貢獻的營收，到2026年將繼續(xù)減少35%。

雖然蘋果已經(jīng)成功地用自研Arm處理器取代了英特爾CPU，但設計5G調(diào)制解調(diào)器和Wi-Fi芯片是一項極具挑戰(zhàn)性的任務，涉及眾多難題：在射頻、算力、能效、頻段等方面都有著嚴格的要求，遠超普通芯片的研制難度。iPhone目前與175多個國家的100多家無線運營商合作，新芯片需要經(jīng)過大量測試和認證才能接入其網(wǎng)絡。此外，蘋果在開發(fā)過程中還必須面對技術積累和專利權(quán)的挑戰(zhàn)。

更重要的是，外掛基帶的弊端非常明顯，不僅導致信號質(zhì)量較差，同時也會提升功耗，占用更多機身內(nèi)部空間以及較差的協(xié)同能力。不能在A系列芯片中集成基帶，也是iPhone一直以來被詬病信號差的主要原因。

“全集成”才是終極目標

蘋果從2020年開始推出自研M系列芯片，Mac產(chǎn)品線在去年也已完成了向這一系列芯片的過渡。憑借A系列、M系列芯片讓iPhone、MacBook成為市場上獨一無二能效比的產(chǎn)品，在自研芯片里吃到甜頭的蘋果也開始著眼于其他的芯片。

隨著蘋果開始使用自研5G基帶芯片、Wi-Fi芯片，在后期迭代過程中，預計未來將這些自研外圍功能芯片與A系列芯片進行集成，從技術角度看，長時間影響蘋果iPhone的信號、發(fā)熱、功耗等問題將迎刃而解。將蜂窩調(diào)制解調(diào)器、Wi-Fi和藍牙功能整合到一個組件中，最終將SoC外圍的芯片全部集成進A系列芯片中，蘋果走向的是SoC的“大一統(tǒng)”。

打開蘋果自研芯片列表來看，除了熟知的A、M系列SoC等級的芯片外，蘋果也自研了許多功能性的小芯片 —— 在無線連接上，蘋果已經(jīng)陸續(xù)推出了W、H、U三大系列。從Apple Watch Series 4到Apple Watch Ultra內(nèi)的S系列芯片，當中也集成了改良版的W3無線連接芯片，以優(yōu)化與iPhone的連接性能，并加入了對藍牙5.0的支持。當下蘋果正在打算把這種模式運用到iPhone當中，Apple Watch不愧為iPhone新技術的試驗田。

蘋果不斷的自研，最終的目標其實還是想要更好的「掌控」，最終達到利潤最大化，甚至不排除在自研成功之后，也會從專利授權(quán)當中獲利。