大家知道,我現(xiàn)在不愛談半導(dǎo)體。作為一個極其龐大而且分工協(xié)作極其細(xì)分的產(chǎn)業(yè)鏈,又涉及到無比復(fù)雜的交叉科技和地緣政治,不可能簡單用紅色藍(lán)色或者黑色白色就上個標(biāo)簽。也許,大多數(shù)人并不想知道事實(shí)或真相,他們只想知道自己是對的。
哲庫(Zeku)的事倒是讓我觸動挺大的,可能領(lǐng)導(dǎo)們沒看過這篇老文章吧。所以翻出來修訂再供大家批評。
華為的手機(jī)芯片在麒麟以前是用山峰來命名的,應(yīng)用處理器(AP)是喀喇昆侖的K3,基帶(Baseband Processor或叫Modem)是不那么出名的巴龍雪山;更不為人知的是3G芯片梅里(雪山),因?yàn)樗×?。哲庫的芯片命名用馬里亞納海溝。我想大家的寓意都是一致的,用于描述這項(xiàng)探險的艱難,但理解上卻存在上天下海的偏差。
引子
16年前,喬幫主發(fā)布第一代iPhone的時候,其實(shí)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4、5年就有了3G手機(jī)。
為了趕運(yùn)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。因?yàn)樗€沒有應(yīng)用商店不能裝軟件、不能輸漢字、只有2G、沒有GPS、而其發(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。第二年,第一代安卓機(jī)G1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,帶GPS能導(dǎo)航甚至能換電池,高通SoC的信號還特別穩(wěn)定。此后,安卓的市占率一路飆升把iPhone甩在后面。
(2008年我在硅谷買的HTC Dream(G1)原本認(rèn)為自己遙遙領(lǐng)先至少兩年的喬幫主震怒地說到:“我要用盡蘋果400億美金的現(xiàn)金,發(fā)動一場熱核戰(zhàn)爭,來摧毀安卓,because it‘s a stolen product(因?yàn)樗峭祦淼模??!被剡^頭來看,蘋果當(dāng)初為什么選擇了當(dāng)時并不算領(lǐng)先的英飛凌作為通信芯片提供商呢?新入行半導(dǎo)體圈的朋友,也許不知道2G-3G時代手機(jī)芯片競爭之慘烈,我們慢慢回顧一下。
一、群雄爭霸
在模擬手機(jī)(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(qiáng)悍,比如給蘋果電腦的CPU性能還曾比英特爾強(qiáng)半代。歐洲國家為了干翻摩托羅拉,合伙搞了GSM標(biāo)準(zhǔn),隨后相關(guān)手機(jī)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(jī),也自己做基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施(基站等)和芯片,個個是全能。有意思的是,好像沒看見英國手機(jī)品牌。后來倒是一家曾叫橡果(Acorn)的英國公司倒是橫掃世界,這就是ARM。喬布斯大刀砍掉ARM為基礎(chǔ)的Newton平板后,慧眼識珠的是TI(德州儀器)。TI在諾基亞商務(wù)機(jī)6110開始引入ARM7并獨(dú)家貢獻(xiàn)了7成收入給橡果,使得ARM又熬過10年大翻身。(中國同期也有一家流弊到爆的橡果公司,是今天直播帶貨的祖師爺,后來也栽在手機(jī)帶貨上。)
美國的半導(dǎo)體廠商情況比較復(fù)雜,做手機(jī)主芯片的公司一堆,比如TI、Skyworks、ADI、Agere、Broadcom、Marvell、Qualcomm等。但是在美國的手機(jī)大廠基本就摩托羅拉一家,人家自家有芯片還很強(qiáng)。所以這些芯片巨頭紛紛跨海尋找客戶,引起一團(tuán)又一團(tuán)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(jī)市場的爆發(fā),另一方面說明在2G時代做手機(jī)芯片技術(shù)門檻并不高。不過,不像今天手機(jī)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+AD/DA+ROM+RF等十幾個芯片和幾十個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)試更是非常麻煩。低集成度的芯片這給手機(jī)品牌廠帶來巨大的不便,因?yàn)檫@對技術(shù)能力的要求非常高。設(shè)計一款手機(jī)的板子和軟件非常耗時,因此后來各種方案公司(獨(dú)立Design House,IDH)紛紛出現(xiàn),為原廠直接提供設(shè)計原型或模組。同一塊板子,原廠只要設(shè)計外觀和菜單就好了。而這些IDH,后來經(jīng)過大浪淘沙,留下來的是今天手機(jī)代工巨頭。
三、歐洲手機(jī)芯片的歸宿
1999年,西門子半導(dǎo)體部分拆獨(dú)立,這就是英飛凌(Infineon)。記得多年前在英飛凌上班的時候,西門子手機(jī)是標(biāo)配。公司還有個奇怪的福利,就是手機(jī)如果丟了的話,還能再買一個免費(fèi)報銷?,F(xiàn)在想想也許這不算福利,手機(jī)丟了讓你別猶豫趕緊買一個別耽誤工作:-)。西門子手機(jī)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(jī)沒啥功能的年代,外觀和鈴聲啥的比內(nèi)涵更重要,西門子這種慢公司逐漸跟不上了。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(jī)部門送給臺灣明基(BENQ)。但之后一年,當(dāng)時世界第一大手機(jī)代工廠明基的自有品牌夢就破滅了,主要原因大概是德國人所謂的工匠精神太慢了。
在西門子手機(jī)不靈光的時候,單一大客戶的英飛凌無線事業(yè)部原本也搖搖欲墜。就在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(jī)單芯片解決方案X-Gold,一時間吸引并成功打入諾基亞、LG、三星和康佳、中興等廠商。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手機(jī)方案。這個我們留到后面再說。放棄西門子手機(jī)后,我改用了飛利浦9@9c,這款手機(jī)除了輕便好看,還有個神奇的特性,就是能待機(jī)一個月。出個差都不用帶充電器,在今天簡直是神話。可惜飛利浦手機(jī)只比西門子多堅(jiān)持了一年,被賣給了中電(CEC)。
飛利浦芯片平臺在CEC旗下公司又來回玩了幾年就癱瘓了,但超級省電的基帶設(shè)計也許后來被工程師帶去了華為。阿爾卡特手機(jī)品牌在2005年賣給了TCL。我們來看歐洲另兩家手機(jī)芯片豪門(NXP和STMicro)的結(jié)局:2002年,阿爾卡特手機(jī)芯片部門并入意法半導(dǎo)體(ST)2006年,飛利浦半導(dǎo)體獨(dú)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 Wireless2009年, ST-NXP Wireless和愛立信手機(jī)研發(fā)合并,成立ST-Ericsson2013年, ST-Ericsson關(guān)閉(相當(dāng)于倒閉)和其它歐洲手機(jī)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)綜合實(shí)力最雄厚、產(chǎn)品線最齊全的德州儀器(TI)作為合作伙伴。
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(jī)型。不過,幾乎算是用TI做單一平臺的諾基亞在全球手機(jī)市場份額達(dá)到驚人的49%時,不再滿意自己對TI的議價能力。2007年,諾基亞開始了新的多供應(yīng)商戰(zhàn)略,STM和英飛凌為了打進(jìn)去都提供了利潤極低的報價。
由此,TI開始討厭基帶芯片的業(yè)務(wù),一年一換代的更新也太快了,ROI比起TI的那些十多年生命期的工業(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。諾基亞自己也有個小型的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(jī)簡單很多,因?yàn)椴恍枰?a target="_blank">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(fèi)者業(yè)務(wù),靠低價高質(zhì)席卷歐美,為后來的手機(jī)業(yè)務(wù)打下扎實(shí)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,諾基亞全面采用高通平臺用于Windows Phone系列Lumia,頭也不回地走向了懸崖。
四、美國的芯片戰(zhàn)國
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科勝訊的有線電話撥號Modem是高端的標(biāo)志。2002年,Skyworks從科勝訊分離,專注無線通訊,基帶Modem自然也是其主攻方向。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Turn-key戰(zhàn)略從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專注于射頻前端,靠著蘋果、三星和華為手機(jī),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(jī)芯片曾在國內(nèi)很多二線品牌出現(xiàn),但只是勉強(qiáng)撐著。聯(lián)發(fā)科在山寨功能機(jī)市場大獲成功后,急需TD技術(shù)進(jìn)入主流品牌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(jī)部門賣給聯(lián)發(fā)科,這筆交易算得上雙贏。
ADI算是個美商半導(dǎo)體的另類,公司到今天也沒被大公司并購還活得很好。沒被吃掉的原因很簡單,創(chuàng)始人Ray Stata一直掌舵,直到去年88歲才卸任董事長但仍留在董事會。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(diǎn)不同。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(qiáng)撐著。2012年博通收購瑞薩的LTE平臺,試圖在4G領(lǐng)域進(jìn)行反攻。然而,后面的LTE芯片開發(fā)實(shí)在是太費(fèi)錢還不順利,進(jìn)度一拖再拖,到2014年終于宣布不玩了基帶了。
Marvell是華裔公司的榮光,抓潮流的能力非常強(qiáng),在存儲和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ARM(XScale)手機(jī)平臺,等于囊入當(dāng)時最火的Palm智能機(jī)。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 手機(jī)平臺的大客戶是黑莓,這個風(fēng)口抓得也很準(zhǔn)。只可惜后來基帶市場拼得太慘烈,Marvell那些上一代智能手機(jī)客戶都奄奄一息,在2015年Marvell也裁撤了基帶團(tuán)隊(duì)。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(shí)能熬到新世紀(jì)已經(jīng)很不錯了。
2006年,Agere被LSI收購,2007年LSI把Agere的手機(jī)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,這下他們都能不給高通CDMA版稅做全網(wǎng)通了。今天大熱的NVidia,在基帶上也走了一段彎路。皮衣黃老板對前沿技術(shù)的感覺,在業(yè)界無人能敵。智能機(jī)大潮來臨時,NVidia自然不能放過,Tegra芯片在早期搶灘了不少生意。2011年Nvidia收購了Icera,試圖補(bǔ)足通信能力后開始形成做全整合SoC的能力。然而,黃老板也低估了做基帶Modem的難度,到2015年不得不宣布放棄。這件事在當(dāng)時對黃老板打擊應(yīng)該是蠻大的,因?yàn)檫@意味著最火最熱的手機(jī)市場和NVidia無關(guān)了。大概也是這個原因,過了幾年黃老板橫下心想收購ARM。但是塞翁失馬,躲開了手機(jī)領(lǐng)域的亂戰(zhàn),為NVidia在后面深度挖掘GPU的潛力(CUDA/HPC/Crypto/AI…)而一飛沖天也許不無關(guān)系。
五、聯(lián)發(fā)科(MediaTek,俗稱MTK)
前面提到收購西門子手機(jī)市場失敗的明基,旗下有個芯片部門叫絡(luò)達(dá),WLAN和射頻比較強(qiáng)。2006年,聯(lián)發(fā)科以高溢價收購了絡(luò)達(dá),給自家基帶補(bǔ)足了短板并完成了3G的卡位。MTK和臺廠普遍有個獨(dú)有的能力,就是渠道管控非常高明,一方面通過代理培養(yǎng)了無數(shù)名字都沒聽過的手機(jī)廠和design house,另外一方面通過走貨商(貿(mào)易商)調(diào)節(jié)市場需求和價格。加上大陸中小品牌對現(xiàn)貨的熱愛以及大手機(jī)廠對倒貨的誘惑,MTK的成就是歐美大廠很難復(fù)制的。
現(xiàn)在一窩蜂搞各種芯片包括碳化硅,和當(dāng)年一窩蜂搞design house和山寨機(jī)一樣一樣的:小打小鬧門檻很低,但做大做強(qiáng)也很不容易。老板們對賺快錢的渴望遠(yuǎn)大于使命感。MTK在4G時代也不太順利,產(chǎn)品研發(fā)一直落后于高通。那時華米OV等大廠幾乎沒有用MTK的,由此也可見基帶之不好做,經(jīng)驗(yàn)大廠也可能會栽跟頭。直到后來MTK破釜沉舟豪賭5G,以天璣系列芯片銷量逆轉(zhuǎn)高通。
六、結(jié)局
總之,手機(jī)基帶Modem的玩家歐洲木有了,大玩家里剩下韓國的三星、美國的高通、中國的聯(lián)發(fā)科、海思和展訊,也許還有中興。相信能堅(jiān)持讀到現(xiàn)在的朋友,關(guān)于高通和華為應(yīng)該不需要再多講。提及華為巴龍Modem的綜合素質(zhì)之優(yōu)秀,讓我們既自豪又惋惜。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(jī)ODM代工的Design House在熬過了2G-3G的亂戰(zhàn)后,后來脫穎而出:比如聞泰、龍旗和華勤等。
當(dāng)年戰(zhàn)國爭雄的時候,中國的TD-SCDMA制式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,還有大唐聯(lián)芯等。天碁最后賣給ST-Ericsson,凱明花光了錢破產(chǎn)。TD的故事估計沒100頁講不完,反正是個燒上千億的故事,最后在基帶上結(jié)下的果實(shí)最后大概只有展訊吃到了。
七、蘋果
最后回來繼續(xù)說蘋果和英飛凌。英飛凌在諾基亞三星LG等客戶處都只是個廉價備用的第二第三貨源。加上iPhone前三代的銷量并不高,因此英飛凌無線部門仍一直虧錢。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(shí)力一比便比出了差距。高通在CDMA是壟斷態(tài)勢,蘋果也沒更好的選擇。最初喬幫主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?yàn)榭蛻羯賹μO果依賴度高,而蘋果做手機(jī)當(dāng)時也很小,其它芯片大廠很多還看不上它,等于兩家抱團(tuán)取暖。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,蘋果的研發(fā)重心都放在自研SoC處理器忽略了基帶。當(dāng)年英飛凌3G平臺開發(fā)進(jìn)度慢,因?yàn)榉桨甘窃?G芯片的基礎(chǔ)上增加3G,這個難度后來證明比推倒重來還大。跑英飛凌基帶的iPhone常存在信號弱的問題,在iPhone 4時喬布斯把天線做成手機(jī)外面整整一圈不銹鋼來提高信號強(qiáng)度,結(jié)果出了“天線門”。雖然極其不喜歡高通的高昂版稅(手機(jī)售價的5%,而iPhone賣得貴?。瑔滩妓惯€是被迫從iPhone 4s起放棄英飛凌轉(zhuǎn)到高通平臺,因?yàn)楦咄夹g(shù)確實(shí)強(qiáng),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?yàn)閷Ρ菷reescale、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?!碑?dāng)時沒有人知道他高興什么,因?yàn)橛⑻貭柺召徚擞w凌無線后馬上就丟掉了蘋果這個最大客戶。還有些科技媒體評論到蘋果應(yīng)該自己收購英飛凌,不過過了幾年我們開始明白點(diǎn)了。
最最關(guān)鍵的是沒有英特爾這種虧得起的老爹,英飛凌無線真真是熬不下去。英特爾收購后的這個部門一虧就是連續(xù)6、7年和燒掉上百億美金,即使這樣開發(fā)進(jìn)度還一直落后。如果不是英特爾財大氣粗,早堅(jiān)持不下去了。Tim Cook頂著網(wǎng)友的怒罵和專家的批評,從iPhone 7開始重新引入英特爾LTE基帶作為雙貨源之一,即使性能上比高通差不少。蘋果甚至把高通芯片進(jìn)行限速,來掩蓋英特爾芯片的不足。而到了iPhone Xs一代,英特爾基帶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。但是,到了5G研發(fā)時英特爾仍然delay,原本應(yīng)該搭載5G的iPhone 11沒趕上,連iPhone 12都眼看要跳票。
2019年,蘋果只得收購了英特爾基帶團(tuán)隊(duì),宣布重新用回高通。然而過了四年,蘋果還是沒有能推出自研的基帶,完成Apple Silicon最后的一塊重要拼圖。以蘋果這么強(qiáng)悍的財力,問題出在哪兒呢?因?yàn)殚_發(fā)模擬或數(shù)?;旌闲酒⒉荒芟耖_發(fā)數(shù)字芯片那樣直接買IP堆錢堆面積,需要長期know-how的積累?;鶐Ш蜕漕l的配合,也是個經(jīng)驗(yàn)?zāi)コ鰜淼募夹g(shù)活,5G射頻功放(PA)也是著名的難做。英飛凌(英特爾)平臺因?yàn)榭蛻羯?,試錯的機(jī)會也少。研發(fā)和測試投入太高而后期只有一個客戶的話,分?jǐn)傄诧@然非常不劃算。像目前最先進(jìn)的5G基帶還集成了射頻,速度可高達(dá)10Gpbs,不僅要支持2G-4G,還要支持各國不同的頻段包括毫米波甚至衛(wèi)星通信,測試下來工程師要跑遍全球的各種基站環(huán)境,這就是長期
積累的價值。這不像開發(fā)軟件第一版一堆bug可以快速收斂,這種復(fù)雜芯片測試出來bug一多就完蛋了:上市時間窗口和高昂成本根本不允許反復(fù)流片和迭代,像純數(shù)字芯片那樣靠軟件處理bug也不大行得通。因此,從2G到5G二三十年的各種犄角旮旯的積累,全部是有價值的,這和工業(yè)軟件的路子倒是非常像的??赡苓@也是目前幾乎沒有基帶新玩家的原因吧。
話說回來,10多年前的那波基帶廠商群雄爭霸(芯片/設(shè)計公司(IDH)/ODM等),為今天培養(yǎng)了大量關(guān)鍵人才和奠定了技術(shù)及市場基礎(chǔ),也造就了中國很多杰出的手機(jī)企業(yè)。本文只是從一個狹窄的角度拋磚引玉,期待各位可以一起回顧那段瘋狂而燃燒的歲月。
編輯:黃飛
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