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            1. 優勢越來越凸顯 蘋果正成為一家領先的芯片公司

              2022-03-30 21:22:38來源:鈦媒體APP編輯:鹿鳴君

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                原標題:優勢越來越凸顯 蘋果正成為一家領先的芯片公司 

                蘋果在芯片領域的優勢越來越凸顯。

                北京時間3月9日,蘋果召開2022年春季新品發布會,除了全新配色的iPhone 13和iPhone 13 Pro、新iPhone SE以及Mac Studio和Studio Display等5款新品外,號稱地球最強桌面級處理器的M1 Ultra也備受全球關注。

                作為M1系列的第四代產品,M1 Ultra利用全新的UltraFusion封裝架構實現兩枚M1 Max芯片互連,進而達到更高的性能以及更低的能耗。據介紹,M1 Ultra包含高達1140億個晶體管,支持 128GB的統一內存,并擁有20核CPU、64核GPU,比M1提升8倍速度。另外,在高性能之下,M1 Ultra性能功耗比如今16核電腦能耗低90%。

                M1 Ultra的發布不僅豐富了蘋果M1的處理器陣營,也讓蘋果可以更加從容地與“老朋友”英特爾說再見。一個日漸強大的蘋果芯片帝國,也正改變著全球半導體行業的競爭格局。

                1、蘋果也曾受制于人

                蘋果的造芯計劃,最早始于上個世紀90年代。

                1997年,此前遭遇驅逐的蘋果創始人喬布斯重新被請回公司后,發現此時的個人電腦市場已經被Wintel(Windows & 英特爾)聯盟所主宰,蘋果的市場份額少的可憐。面對微軟和英特爾的軟硬結合,喬布斯聯合IBM、摩托羅拉成立了AMI PowerPC(Apple、IBM、Motorola)聯盟,共同研發并推出了PowerPC芯片,以求重新奪回PC市場的主導權。

                按照AMI聯盟的最初構想,PowerPC芯片主要由IBM、摩托羅拉聯合研發,蘋果則負責將PowerPC芯片裝配到個人電腦上,另外芯片也向聯盟以外的公司提供。

                PowerPC芯片采用了IBM Power的精簡版RISC芯片架構,并繼承了IBM高端服務器工作站的強大計算性能,以及摩托羅拉的頂尖芯片技術儲備,具有可伸縮性好、方便靈活等優點。不過PowerPC芯片也存在能耗過高、價格昂貴等劣勢。

                最終,搭載PowerPC芯片的蘋果Mac電腦雖然受到了蘋果粉絲們的搶購,但卻并沒有繼續擴大市場份額。

                實際上除了蘋果電腦之外,其他廠商使用PowerPC芯片的比例極低。這就讓研發投入與銷售獲利之間產生了矛盾。

                對IBM而言,供應芯片給蘋果需要投入巨資來研發芯片組、編譯器及其他支持技術,但由于當時蘋果電腦是小眾市場,IBM獲得的PC芯片市場份額非常有限,很難賺錢。而蘋果則公開批評IBM在供貨方面存在問題,并認為IBM生產的Power Mac G5芯片由于散熱和功耗的問題而無法用于筆記本電腦。雙方之間齟齬不斷。

                雖然號稱聯合研發,但PowerPC芯片的研發主要依賴IBM,并不由蘋果主導。由于投入產出不成比例,IBM和摩托羅拉只得將一部分設計精力轉向汽車制造領域的嵌入式PowerPC芯片,而不是只專注于滿足蘋果Mac的需求。喬布斯本人對此抱怨不斷,但又無計可施。

                2003年,喬布斯在推出搭載PowerPC處理器的Mac時曾公開表示,十二個月內處理器的頻率將會達到3GHz。但實際上在24個月之后,3GHz的處理器依然不見蹤影,這也讓喬布斯首次嘗到了關鍵部件受制于人的滋味。

                2005年,在PowerPC芯片上虧損了數億美元后,蘋果決定從AMI聯盟退場,轉投英特爾懷抱。2006年6月6日,蘋果正式宣布將在麥金塔電腦中采用英特爾處理器,同時放棄PowerPC架構,結束同IBM長達十數年的合作關系。對此,喬布斯稱:“英特爾未來將開發出最強大的處理器產品,我相信未來十年內英特爾技術將幫助我們打造最好的個人計算機。”

                不過,雙方的蜜月期并沒有維持多久,合作不久就出現裂痕。一方面,“擠牙膏”般研發進度的英特爾與快節奏的Mac難以同步,蘋果新品的發布計劃常常受制于英特爾芯片延遲和安全等問題。另一方面,或許是在PowerPC芯片時代受制于人的教訓過于深刻,蘋果始終未放棄實現“芯片自主”的努力。因此,雖然蘋果同意將其Mac平臺轉移到英特爾的x86,但卻在內部制定了其他產品不涉及英特爾的計劃。

                實際上,蘋果與英特爾的合作一直矛盾重重。早在1997年,喬布斯與英特爾時任首席運營官安迪·格魯夫會面時就要求享受“最大客戶價格”,但被格魯夫斷然拒絕,因此蘋果當時僅與英特爾合作了一年時間。

                對此,格魯夫曾表示:“從那時候起,在喬布斯眼里,英特爾便一文不值,不管我們做了什么,都不能改變他的想法。”

                而據英特爾前CEO保羅·歐德寧披露,英特爾本有機會成為蘋果第一代iPhone的處理器供應商,蘋果當時對英特爾的一款芯片表示出濃厚的興趣,只是提出的價格遠遠低于預期,英特爾因此失去了這筆訂單。最終,蘋果選擇了來自三星的ARM架構芯片。

                不難看出,作為各自領域的老大,蘋果和英特爾之間的合作充滿了討價還價的矛盾。對于高度重視供應鏈安全的蘋果而言,處于壟斷地位的英特爾始終是一個不安全因素。畢竟,對堅持軟硬一體的蘋果而言,芯片本就是最核心的硬件,自研也就成為必選項。

                最終,當蘋果憑借iPhone、ipad等產品熱銷而滿血復活后,立刻開啟了手機芯片的自研之路。同時,英特爾則因為價格問題失去了蘋果手機的訂單,也徹底失去了改變世界的機會。

                2、手機芯片自研之路

                雖然PowerPC處理器以失敗退場,但卻真正拉開了蘋果自研芯片的序幕。喬布斯在徹底認清了芯片重要性的同時,也明白了芯片自研的難度之大。為此,蘋果選擇從尚在行業發展初期的手機芯片切入,而在桌面芯片領域則繼續與英特爾保持合作。

                2010年,蘋果推出了首款自研手機芯片Apple A4,主頻跨過了當時ARM公版的650MHz,一舉突破到了1GHz,之后這款芯片被陸續搭載在初代iPad、iPhone 4、以及iPod touch 4上。

                事實證明,搭載A4芯片的iPhone 4成為了蘋果智能手機發展史上的一座里程碑,iPad也幾乎成為平板電腦的代名詞。此后,A系列芯片憑借在工藝制程、CPU架構和GPU核心上的代代改進,一直是移動平臺上高性能芯片的代表。

                站穩手機端芯片后,蘋果芯片研發也從手機平板擴展到智能手表、真無線耳機等品類,比如Apple Watch上的S系列芯片以及無線藍牙芯片W系列。

                在芯片架構方面,蘋果A系列、S系列、W系列芯片均采用了ARM的架構。相比英特爾的x86架構,ARM具有低能耗、低成本、高性能等優勢,這對消費電子產品具有重大影響,尤其是更長的電池壽命、更薄和無風扇設計等功能讓基于ARM的蘋果芯片在系統穩定性、續航能力等方面獲得了其他廠商難以比擬的優勢。
               
                比性能提升更為重要的是,蘋果通過芯片自研大大筑高了蘋果封閉生態的城墻,讓蘋果生態系統得以更順暢地實現內循環。
               
                自研芯片很快給蘋果帶來了正激勵。由于每一代A系列都相較同時期其他手機芯片有明顯性能優勢,這讓每一代iPhone相較同期旗艦機有了更加領先的綜合體驗——盡管蘋果賣得越來越貴,卻又賣得越來越好。

                2017年,蘋果A11 Bonic仿生芯片的推出,讓智能手機跨入了AI時代,神經引擎的加入,通過算法進一步提升了手機全方位的功能和體驗,如AR、人臉識別、圖像合成都成為現實。同時,A11也是蘋果史上自主程度 的一代A系列處理器,包括自研CPU,自研GPU,自研ISP,自研解碼器等,尤其是第一次采用了自己設計的GPU核心。

                不過,由于在通信領域技術積淀不足以及專利缺失,此時的蘋果仍需要外購基帶芯片。在基帶芯片領域,高通技術實力和市場份額均處于領先地位,但卻與蘋果之間存在巨額的專利授權訴訟。為此,蘋果選擇向英特爾和高通兩家企業同時采購基帶處理器。
               
                而英特爾再次成為了蘋果的“豬隊友”。后來消費者反映,搭載英特爾處理器的iPhone 8在上網性能上明顯弱于高通版本,為此蘋果只能降低了所有手機的網速。
               
                更為嚴重的是,2019年,因為英特爾的5G基帶芯片難產,蘋果5G iPhone的發布時間被迫推遲了一年,蘋果再次嘗到了核心技術受制于人的滋味。
               
                最終,蘋果只得與高通握手言和,從iPhone 12這一代開始全面回歸到高通驍龍基帶,徹底放棄了英特爾。
               
                失去蘋果這一大客戶,也讓英特爾基帶業務徹底陷入困境。最終,英特爾將手機基帶業務以10億美元的價格全盤出售給了蘋果,蘋果也由此進一步提升了手機芯片自研比率。
               
                截至目前,蘋果iPhone13系列采用的仍是高通的驍龍X60 5G調制解調器。根據 消息,蘋果計劃從2023年開始讓臺積電制造5G iPhone基帶,預計將在iPhone 15系列中正式亮相。據稱,蘋果希望推出的是一款“高端基帶”,其性能將會遠超高通產品,所以研發周期較長。
               
                業內普遍認為,憑借蘋果向來 的垂直整合能力與在產品端的軟硬件優化能力,有條件與實力將英特爾基帶芯片業務進行改良優化,解決信號問題等技術短板,進而整合A系列處理器和基帶處理器,使之完美適用于蘋果產品,擺脫高通的掣肘。而這也將進一步強化蘋果在供應鏈上的主導權。
               
                3、徹底告別英特爾
               
                或許是5G基帶芯片問題讓蘋果對英特爾徹底絕望,2020年6月的WWDC開發者大會上,庫克公開宣布,未來Mac電腦將放棄英特爾處理器,“兩年內”要讓蘋果的所有Mac產品都用上蘋果自研的芯片。
               
                5個月之后,蘋果正式推出了第一塊電腦芯片M1,并裝配到新發布的MacBook Air、MacBook Pro和 Mac Mini之上。這也意味著,蘋果筆記本和臺式機放棄了已經使用了15年的英特爾處理器。
               
                就英特爾來說,5G基帶芯片的缺位不僅讓其在5G時代的發展處處掣肘,甚至在桌面芯片領域也丟失了蘋果這一大客戶。不過,蘋果之所以能夠徹底放棄英特爾并非出于報復心理,根本原因還在于兩者研發實力的此消彼長,以及英特爾芯片制造能力的落后。

                比如作為蘋果首款Mac自研芯片,M1采用了臺積電 的5nm工藝,內部封裝了驚人的160億根晶體管,將8核CPU、8核GPU、神經網絡引擎、DRAM內存等功能全部集成在同一芯片,CPU 提升3.5倍、GPU 提升2倍,性能上全面吊打英特爾處理器。
               
                而此時的英特爾仍在14nm工藝技術上止步不前,10nm工藝制程因良率、產能瓶頸等問題量產遲遲不能落地,7nm工藝制程更是一再延期,繼續坐實了“牙膏廠”綽號。
               
                繼M1之后,蘋果在2021年發布了性能更強的M1 Pro、M1 Max,性能和功耗在M1的基礎上都有成倍的優化。而在M1系列芯片的加持之下,蘋果Mac產品銷量節節高升,其中2021年第四季度營收首次突破100億美元大關,創下了歷史 紀錄。

                芯片自研給蘋果財務數據帶來了明顯的提振。2021年四季度,蘋果硬件業務整體毛利率達到38.4%,創出6年以來新高,綜合毛利率達到43.8%,同比增長4個百分點,創下10年以來的新高。2021財年,蘋果凈利潤達到創紀錄的946.8億美元,芯片自研的功勞居功至偉。
               
                除了性能提升之外,蘋果自研芯片還有著平臺整合的考慮。由于M1芯片同樣采用了ARM架構,iPhone、iPad上的App就可以同步到Mac上使用,蘋果由此打通了iOS和macOS兩大獨立操作系統之間的壁壘,實現硬件、軟件等層面的大一統,生態閉環從此更進一步。
               
                一直以來,庫克時代的蘋果總被人批評創新不足,缺少iPhone式的“顛覆性產品”。但實際上,近十年來庫克帶領蘋果通過芯片自研不僅實現了硬件底層上的持續進化,同時也強化了自身的生態優勢。這既是蘋果對軟硬件一體化發展策略的專注,也是其技術實力日積月累之后的厚積薄發。這對于飽受“缺芯”痛苦的中國企業來說,應該是一個很好的借鑒。

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