手機基帶芯片的故事
美國時間2019年4月16日,英特爾宣布放棄5G基帶Modem業(yè)務(wù)。iPhone回歸高通的消息放出,高通股票一小時內(nèi)暴漲近25%。
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/201904/400105.htm引子
12年前,喬幫主發(fā)布第一代iPhone的時候,其實心里還是不太有底氣的。在發(fā)布會前喬布斯整整排練了6天,但是問題不斷:iPhone不是打不了電話就是上不了網(wǎng)。更糟糕的是,當(dāng)時英飛凌提供的基帶芯片連3G都不支持,而諾基亞和摩托羅拉早四五年就有了3G手機。
為了趕運營商AT&T的暑期檔和敲定綁定合同,喬布斯不得不提前發(fā)布了iPhone一代——一個半成品,一個只能打電話的音樂播放器。它還沒有應(yīng)用商店、不能裝軟件、漢字也不能輸入,其發(fā)售還要等半年后才開始。
iPhone倉促的發(fā)布使得谷歌得到充足的時間來模仿和學(xué)習(xí)iPhone,并在第一代安卓機發(fā)布時就完全趕上iPhone的進(jìn)度,直接提供3G支持和應(yīng)用商店。
此后,安卓的市占率一路飆升把iPhone甩在后面。原本認(rèn)為自己遙遙領(lǐng)先至少兩年的喬幫主震怒地說道:“我要用盡蘋果400億美金的存款,發(fā)動一場熱核戰(zhàn)爭,來摧毀安卓,因為這是一個剽竊來的成果(because it's a stolen product)?!?/p>
回過頭來看,蘋果當(dāng)初為什么選擇了當(dāng)時并不領(lǐng)先的英飛凌作為主通訊芯片提供商呢?新入行半導(dǎo)體圈的朋友,也許不知道2G~3G時代手機芯片競爭之慘烈,我們慢慢回顧一下。
群雄爭霸
在模擬手機(1G)時代,摩托羅拉是毫無疑問的老大,占據(jù)超過7成的市場份額。而其半導(dǎo)體部(后來的Freescale),當(dāng)年也是非常強悍,比如給蘋果電腦的CPU性能比英特爾還強半代。
歐洲國家為了干翻摩托羅拉合伙搞了GSM標(biāo)準(zhǔn)后,相關(guān)手機也紛紛出爐,平均一個國家一個吧:芬蘭諾基亞,瑞典愛立信,德國西門子,荷蘭飛利浦,法國阿爾卡特等。這些廠商不僅做手機,也自己做手機基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施(基站等),多半還能做芯片,個個是全能。
有意思的是,好像沒看見英國手機品牌。后來倒是一家曾叫橡果(Acorn)的英國公司倒是橫掃世界。蘋果放棄Newton平板后,真正慧眼識珠的是TI,TI在諾基亞商務(wù)機6110開始引入ARM7并獨家貢獻(xiàn)了7成收入給橡果,使得ARM又熬過10年大翻身。
美國的半導(dǎo)體廠商情況比較復(fù)雜,做手機主芯片的公司一堆,比如TI、Skyworks、ADI、Agere、Broadcom、Marvell、Qualcomm等。但是手機大廠基本就摩托羅拉一家,人家自家有芯片還很強。所以這些公司的紛紛跨海尋找客戶,引起一團又一團的亂戰(zhàn),最后又紛紛栽倒。
值得分析的是,這么多廠商蜂擁擠入GSM,一方面說明了手機市場的爆發(fā),另一方面說明在2G時代做手機芯片技術(shù)門檻并不高。
不過,不像今天手機核心芯片集成度很高,那時的各家設(shè)計真是百花齊放,今天一個芯片可以完成的工作,當(dāng)年用MCU+DSP+ROM等十幾個芯片和分離器件是很正常的,各家的套片和開發(fā)工具都不一樣,調(diào)試更是麻煩。這給手機廠帶來巨大的不便,對手機廠技術(shù)能力的要求非常高。設(shè)計一款手機的板子非常耗時,因此后來各種Design House紛紛出現(xiàn),為原廠直接提供設(shè)計原型或模組。
歐洲手機芯片的歸宿
1999年,西門子半導(dǎo)體部分拆獨立,這就是英飛凌(Infineon)。
我剛開始在英飛凌上班的時候,西門子手機是標(biāo)配。公司還有個奇怪的福利,就是手機如果丟了的話,還能再買一個免費報銷?,F(xiàn)在想想也許這不算福利,手機丟了讓你別猶豫趕緊買一個,別耽誤工作。
西門子手機的質(zhì)量真是好,感覺拿它當(dāng)榔頭敲釘子都不會壞。但是在那個手機沒啥功能的年代,外觀比內(nèi)涵更重要,西門子這種慢公司真的是不太玩得轉(zhuǎn)。
2005年,在試圖賣給摩托羅拉失敗后,財大氣粗的西門子居然倒貼3.5億歐元把手機部門送給臺灣明基(Benq)。然后不到一年,當(dāng)時世界第一大手機代工廠明基的自有品牌夢就破滅了,原因還是德國人所謂的工匠精神太慢了。
在西門子手機不靈光的時候,單一大客戶的英飛凌無線部門原本也搖搖欲墜。2005年,英飛凌奮力推出業(yè)界領(lǐng)先的面向100美金低價手機單芯片解決方案X-Gold,一時間成功打入諾基亞、LG、三星和康佳、中興等中國廠商。
同時,秘密研發(fā)iPhone的喬布斯,也正在尋找一款高集成度功能簡單的基帶芯片。這個我們留到后面再說。
放棄西門子手機后,我改用了飛利浦9@9c,這款手機除了輕便好看,還有個神奇的特性,就是能待機一個月。出個差都不用帶充電器,在今天看來簡直是神話。
可惜飛利浦手機只比西門子多堅持了一年,賣給了中電(CEC),飛利浦芯片平臺在CEC旗下公司又來回玩了幾年。阿爾卡特手機品牌在2005年賣給TCL,我們來看歐洲另兩家手機芯片豪門(NXP和STMicro)的結(jié)局:
2002年,阿爾卡特手機芯片部門并入意法半導(dǎo)體(ST);
2006年,飛利浦半導(dǎo)體獨立,即恩智浦(NXP);
2008年,NXP無線部門分離和ST成立合資公司ST-NXP Wireless;
2009年, ST-NXP Wireless和愛立信手機研發(fā)合并,成立ST-Ericsson;
2013年, ST-Ericsson關(guān)閉(相當(dāng)于倒閉);
和其它歐洲手機大廠不同的是,諾基亞更擅長設(shè)計外包。一開始,諾基亞就選中了半導(dǎo)體業(yè)實力最雄厚產(chǎn)品線最齊全的德州儀器(TI)作為設(shè)計合作伙伴。
TI高超的技術(shù)能力為諾基亞帶來了豐富的產(chǎn)品線和穩(wěn)定的通訊信號質(zhì)量。很少有其它廠商在推出這么多型號后還沒幾個因品質(zhì)搞砸了的機型。不過,幾乎算是用TI做單一平臺供應(yīng)商的諾基亞在手機市場份額達(dá)到驚人的49%時,不再滿意自己的議價能力。
2007年,諾基亞開始了新的多供應(yīng)商戰(zhàn)略。STM和英飛凌為了搶份額都提供了利潤極低的報價。TI開始討厭基帶芯片的業(yè)務(wù),因為一年一換代的更新太快了,投入資源的回報比起工業(yè)類芯片差太多。
2008年,TI宣布逐步退出基帶業(yè)務(wù),逼迫諾基亞2012年前完成全面換平臺。結(jié)果是加上蘋果和安卓的突襲,諾基亞也從2008年開始了市場份額下降的漫漫長路。
諾基亞自己也有個Modem部門,主要是基帶技術(shù)研發(fā)而不太做芯片,終端產(chǎn)品有那種電腦上網(wǎng)用的USB Dongle。這個東西比手機簡單很多,因為不需要操作系統(tǒng)以及屏幕鍵盤等。中興和華為當(dāng)年就是靠這個東西進(jìn)軍消費者業(yè)務(wù),靠低價高質(zhì)席卷歐美,為今天手機業(yè)務(wù)打下扎實的基礎(chǔ)。諾基亞的Modem部門在2010年被賣給日本的瑞薩。
2011年開始諾基亞完全采用高通平臺用于Windows Phone系列Lumia,頭也不回地走向了懸崖。
美國的手機芯片
1999年,科勝訊(Conexant)從工業(yè)自動化公司Rockwell分離。那時的筆記本電腦配一顆Conexant的電話Modem好像是標(biāo)配的。
2002年,Skyworks從科勝訊分離,專注無線通訊。新生的Skyworks很快成為德信無線的擅長平臺并在中國不少中型廠商開枝散葉。然而好景不長,聯(lián)發(fā)科的Turnkey方案從2004年開始席卷中國兩年后,Skyworks宣布放棄基帶業(yè)務(wù)。其后,Skyworks專注于射頻領(lǐng)域,靠著蘋果、三星和華為手機,和TriQuint與RF Micro合并來的Qorvo成為RF雙雄。
亞德諾(ADI)是家很勤奮的公司,一直在中國默默耕耘。手機芯片曾在國內(nèi)很多二線品牌出現(xiàn),但只是勉強撐著。聯(lián)發(fā)科在山寨功能機市場大獲成功后,急需TD技術(shù)進(jìn)入主流3G市場并和展訊競爭,而ADI剛好有TD芯片。2007年ADI以3.5億美金把手機部門賣給聯(lián)發(fā)科,這筆交易算得上雙贏。ADI算是個另類,公司到今天也沒被大公司并購還活得很好。原因很簡單,創(chuàng)始人還在當(dāng)董事長。這符合本人另外一篇文章《BIOS和PC的故事》中的總結(jié)。
博通(Broadcom)一直在Wifi藍(lán)牙GPS領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位,但用其基帶廠商真不多見,它的基帶往往作為搭售,有點另類。但是作為公司名字帶com的通訊公司,砍掉基帶這個大市場真是下不去手,所以在3G時代一直強撐著。2012年Broadcom收購瑞薩的LTE平臺(諾基亞),試圖在4G領(lǐng)域進(jìn)行反攻。然而,后面的LTE芯片開發(fā)實在是太費錢還不順利,進(jìn)度一拖再拖,在2014年終于宣布不玩了Baseband了。
Marvell是華裔公司的榮光,抓風(fēng)口的能力還是很強的,存儲和Wifi的風(fēng)口都果斷抓住。
2006年Marvell再次顯示了其遠(yuǎn)見,收購了英特爾的XScale手機平臺,等于囊入當(dāng)時最火的Palm智能機。要知道這正巧發(fā)生在iPhone誕生前一年。
還有一件事,TD-SCDMA被所有人不看好的時候,Marvell推出了支持TD的芯片,壓中了中移動。Marvell Baseband平臺的大客戶是黑莓,這個風(fēng)口抓得也很準(zhǔn)。只可惜Marvell技術(shù)積累還是不夠深厚,在美國拼不過高通在中國拼不過聯(lián)發(fā)科。在博通退出后一年,Marvell也裁撤了Baseband團隊。
Agere是原來朗訊的半導(dǎo)體,作為傳統(tǒng)語音通訊的玩家,確實能熬到新世紀(jì)就不錯了。2006年,Agere被LSI收購,2007年LSI把Agere的手機基帶部分賣給了英飛凌。值得一提的是,高通曾為了抵抗反壟斷法把CDMA IP授權(quán)給LSI。LSI在2002把CDMA IP又賣給了威盛,即威睿電通(VIA Telecom)。后來這個IP值大錢了,威睿把它又授權(quán)給聯(lián)發(fā)科和英特爾,這下大家都能不給高通錢做全網(wǎng)通了。
百花齊放的歲月一去不回
總之,手機基帶Modem的玩家歐洲木有了,大玩家里剩下韓國三星,美國高通,中國的聯(lián)發(fā)科、海思和展訊,也許還有中興。按慣例,不評價現(xiàn)存中國公司。能堅持讀到現(xiàn)在的朋友,應(yīng)該對高通也再熟悉不過。
隨著國際基帶平臺的各種大洗牌,國內(nèi)曾風(fēng)光一時的Design House也死掉九成多,比如和飛利浦合作的中電賽龍,后來因飛利浦芯片問題喪失競爭力而倒閉。和英飛凌合作過的嘉盛聯(lián)橋,后來成了著名的跑路公司。提早轉(zhuǎn)到聯(lián)發(fā)科平臺(2013年MTK收購了MStar)和提早轉(zhuǎn)成手機ODM代工的Design House在熬過了2G~3G的亂戰(zhàn)后,現(xiàn)在做4G量越做越大:比如聞泰、龍旗和華勤等。
但是很遺憾的是,他們都主要做高通平臺了,IDH百花齊放拼技術(shù)的歲月一去不回,拼成本、拼產(chǎn)能變成今天的主流。
其實,當(dāng)年戰(zhàn)國爭雄的時候,中國的TD-SCDMA還曾冒出過幾家芯片公司,比如飛利浦與摩托羅拉參與投資和提供技術(shù)的天碁,和諾基亞與TI參與投資的凱明。天碁最后賣給ST-Ericsson,凱明花光了錢破產(chǎn)。TD的故事沒100頁講不完,反正是個燒上千億的故事,而我自己的TD-SCDMA手機從來沒完整打開過一個網(wǎng)頁。TD的果實應(yīng)該說是展訊,不過說好了不評論啦。
蘋果
最后,回來說蘋果和英飛凌。
英飛凌在諾基亞三星LG等客戶處都只是個備用的低成本第二、第三貨源。加上iPhone前三代的銷量并不高,因此英飛凌無線部門一直虧錢。到了劃時代的iPhone 4推出的時候,雖然英飛凌仍是WCDMA版主要供應(yīng)商,但高通作為CDMA2000版基帶提供者也加入進(jìn)來了。
兩者實力一比便比出了差距。高通在CDMA平臺是絕對壟斷優(yōu)勢,蘋果當(dāng)時也沒選擇。
最初喬布斯選英飛凌是看重它單芯片集成度高,塞到iPhone里板子不會太大。另外英飛凌因為客戶少對蘋果依賴度高,而蘋果做手機當(dāng)時也很小,其它芯片大廠很多還看不上。然而恐怕老喬這么有遠(yuǎn)見的人也沒料到3G/4G會以這么快的速度和WiFi平起平坐。
不僅當(dāng)年英飛凌3G平臺開發(fā)進(jìn)度慢,iPhone前三代還都存在信號弱的問題,導(dǎo)致第四代喬布斯把天線在手機外面整整包了一圈來提高信號強度,結(jié)果出了“天線門”。
雖然極其不喜歡高通收費的方式(手機售價的5%),喬布斯還是被迫放棄英飛凌轉(zhuǎn)到高通平臺,因為高通的技術(shù)實在是太強了,在接下來的4G LTE平臺更是遙遙領(lǐng)先。
2010年,英飛凌把無法盈利的無線部門以14億美金賣給英特爾,應(yīng)該說是個極佳的結(jié)局。因為對比Freescale、TI、Skyworks等公司Baseband部門,都是沒人買而自己關(guān)閉的。喬布斯評論英特爾收購英飛凌無線時說,“我很高興”。
當(dāng)時沒有人知道他高興什么,因為英特爾收購了英飛凌無線后馬上就丟掉了蘋果這個最大客戶。還有些科技媒體說蘋果應(yīng)該自己收購英飛凌,不過到了2016年大家開始明白點了。
最關(guān)鍵的是沒有英特爾這種虧得起的老爹,英飛凌無線真是熬不下去。
收購后的無線部門一虧就是六七年,虧掉上百億美金,即使這樣開發(fā)進(jìn)度還一直落后,跟不上高通。如果不是英特爾財大氣粗,早堅持不下去了。
Tim Cook頂著無數(shù)網(wǎng)友的怒罵和專家的批評,從iPhone 7開始重新引入英特爾LTE基帶,即使性能上比高通差一大截。蘋果甚至把高通芯片進(jìn)行限速,來彌補英特爾芯片的不足。
而到了iPhone Xs一代,英特爾Baseband Modem XMM7560正式取代了高通,像是完成了老喬的心愿,不交高通稅省了一大筆錢。
未來的5G基帶Modem,速度將高達(dá)5-20Gpbs,也許10模50頻,加上不太成熟的毫米波,測試一顆芯片要跑遍全球各種運營商的各種基站環(huán)境。因此技術(shù)難度雖然也算個問題,但工程師密集型的測試調(diào)試更是最大的門檻,哪有那么多公司能請得起幾千個工程師測一顆芯片。加上高通華為等公司還把各種應(yīng)用處理器(CPU/GPU/AI/安全等)還都集成在一顆芯片里,絕對算是芯片領(lǐng)域復(fù)雜度之王了。
天下大勢,分久必合,單一客戶的英特爾終于堅持不住。
青山依舊在,幾度夕陽紅。
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