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    • 基帶芯片難在哪?
    • 高通在5G基帶上有多強(qiáng)?
    • 國內(nèi)基帶芯片能否扛起大旗?
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高通憑什么成為基帶芯片之王?

2022/07/15
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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。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。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,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,或許就沒辦法實現(xiàn)最為極致的性價比,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處理器的自主性沒有達(dá)到100%,此前蘋果曾經(jīng)因為與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的報告指出,蘋果自研5G基帶芯片失敗不是因為技術(shù)問題,而是因為無法繞開高通的專利。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時代也是通過使用高通的專利實現(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,那么高通與第二英偉達(dá)之間的差距會更大。

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項專利,因為高通的發(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),推測可以使用多個頻率來發(fā)送單個無線電傳輸。“跳頻”可以防止無線電信號被干擾。他們?yōu)檫@個想法申請了專利,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)時通訊行業(yè)的主流技術(shù)是時分多址TDMA)時,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無線電波上發(fā)送多個傳輸。在 CDMA 中,每個呼叫都分配了一個代碼,該代碼在寬頻譜上加擾并在接收端重建。多個用戶可以同時說話,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),高通花費數(shù)年時間進(jìn)行現(xiàn)場試驗、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)對移動寬帶新需求的最佳技術(shù)。徹底改變了移動計算,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)計了龐大而關(guān)系錯綜復(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。

隨后海思的基帶芯片迅速增長,僅用了一年時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。

高通

高通

高通(英文名稱:Qualcomm,中文簡稱:高通公司、美國高通或美國高通公司)創(chuàng)立于1985年,總部設(shè)于美國加利福尼亞州圣迭戈市,高通的基礎(chǔ)科技賦能了整個移動生態(tài)系統(tǒng),每一臺3G、4G和5G智能手機(jī)中都有其發(fā)明。高通公司是全球3G、4G技術(shù)研發(fā)的領(lǐng)先企業(yè),已經(jīng)向全球多家制造商提供技術(shù)使用授權(quán),涉及了世界上所有電信設(shè)備和消費電子設(shè)備的品牌。在中國,高通開展業(yè)務(wù)已逾20年,與中國生態(tài)伙伴的合作已拓展至智能手機(jī)、集成電路、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、軟件、汽車等眾多行業(yè)。

高通(英文名稱:Qualcomm,中文簡稱:高通公司、美國高通或美國高通公司)創(chuàng)立于1985年,總部設(shè)于美國加利福尼亞州圣迭戈市,高通的基礎(chǔ)科技賦能了整個移動生態(tài)系統(tǒng),每一臺3G、4G和5G智能手機(jī)中都有其發(fā)明。高通公司是全球3G、4G技術(shù)研發(fā)的領(lǐng)先企業(yè),已經(jīng)向全球多家制造商提供技術(shù)使用授權(quán),涉及了世界上所有電信設(shè)備和消費電子設(shè)備的品牌。在中國,高通開展業(yè)務(wù)已逾20年,與中國生態(tài)伙伴的合作已拓展至智能手機(jī)、集成電路、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、軟件、汽車等眾多行業(yè)。收起

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