有人評(píng)論，蘋果真的沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，如果有，那就只有它自己了。

長(zhǎng)期以來(lái)，蘋果就是電子消費(fèi)品的技術(shù)風(fēng)向標(biāo)，從電容式觸摸屏、3D Touch……到自研芯片，甚至被吐槽“奇丑”的“齊劉?！痹O(shè)計(jì)都被業(yè)界模仿，也成為一個(gè)個(gè)科技新噱頭。

近日，日本調(diào)查公司Techno Systems Research(簡(jiǎn)稱 TSR)調(diào)查了電路線寬為 4～5納米的尖端邏輯半導(dǎo)體市場(chǎng)占比的情況，其中2022年蘋果公司預(yù)計(jì)占到全球份額的53%，是4～5納米尖端半導(dǎo)體最大客戶，且其銷售也正影響著尖端半導(dǎo)體的投資發(fā)展風(fēng)向。

其實(shí)，正是蘋果堅(jiān)持自研芯片之路，才推進(jìn)了硬件底層持續(xù)進(jìn)化，同時(shí)也強(qiáng)化了自身的生態(tài)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于飽受“缺芯”之痛的中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)，蘋果的自研芯片之路值得借鑒，特別在美國(guó)持續(xù)打壓、限制中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的大背景下，更凸顯其重要意義。

強(qiáng)大的蘋果不是與生俱來(lái)

實(shí)際上，蘋果的造芯計(jì)劃可以追溯到上世紀(jì)90年代。蘋果創(chuàng)始人喬布斯重新回歸之后，推動(dòng)蘋果與IBM、摩托羅拉組建了MI PowerPC(Apple、IBM、Motorola)聯(lián)盟，共同研發(fā)并推出PowerPC芯片，以期重新奪回個(gè)人電腦市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)。其中，IBM、摩托羅拉負(fù)責(zé)聯(lián)合研發(fā)PowerPC芯片，蘋果則負(fù)責(zé)將PowerPC芯片裝配到個(gè)人電腦上，同時(shí)芯片也向聯(lián)盟以外的公司提供。

據(jù)悉，PowerPC芯片采用了IBM Power的精簡(jiǎn)版RISC芯片架構(gòu)，并繼承了IBM高端服務(wù)器工作站的強(qiáng)大計(jì)算性能，以及摩托羅拉的頂尖芯片技術(shù)儲(chǔ)備，具有可伸縮性好、方便靈活等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)PowerPC芯片也存在能耗過(guò)高、價(jià)格昂貴等劣勢(shì)。

彼時(shí)的蘋果還未有如今的科技影響力，也沒(méi)有現(xiàn)在對(duì)供應(yīng)鏈強(qiáng)大的掌控能力。由于PowerPC芯片僅在蘋果電腦上配置，其他廠商使用PowerPC芯片的比例極低，導(dǎo)致了研發(fā)投入和盈利回報(bào)極其不平衡。

因此，基于自身實(shí)際利益，IBM也無(wú)法接受為蘋果研發(fā)芯片繼續(xù)投入巨資，與摩托羅拉將一部分設(shè)計(jì)精力轉(zhuǎn)向汽車制造領(lǐng)域的嵌入式PowerPC芯片，而不是只專注于滿足蘋果Mac的需求。這就導(dǎo)致了IBM提供的PowerPC芯片存在技術(shù)問(wèn)題，而蘋果對(duì)此也無(wú)計(jì)可施，于2005年在PowerPC芯片上虧損了數(shù)億美元后，決定從AMI聯(lián)盟退場(chǎng)，轉(zhuǎn)投英特爾懷抱。

不過(guò)，英特爾“擠牙膏”式的研發(fā)速度顯然無(wú)法滿足蘋果在技術(shù)創(chuàng)新上的節(jié)奏，導(dǎo)致蘋果新品發(fā)布計(jì)劃常常出現(xiàn)延遲以及安全問(wèn)題。當(dāng)然，除了技術(shù)本身的問(wèn)題之外，英特爾對(duì)供給芯片的強(qiáng)大的控制力，已經(jīng)對(duì)蘋果供應(yīng)鏈安全帶來(lái)了諸多不安全因素。由此，英特爾和蘋果合作的蜜月期并未持續(xù)很久。

實(shí)際上，盡管蘋果之后在基帶芯片上還曾與英特爾有過(guò)短暫的合作，但打造自主可控的芯片這樣重要的硬件上，已經(jīng)成為蘋果堅(jiān)定的長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃。加之在PowerPC芯片研發(fā)受制于人的深刻教訓(xùn)，蘋果正式下場(chǎng)走自研芯片之路。與此同時(shí)，iPhone、ipad等產(chǎn)品熱銷也能夠支撐蘋果自研手機(jī)芯片的之路，也讓其逐漸贏得了改變世界的機(jī)會(huì)。

自研芯片帶來(lái)多大受益?

據(jù)悉，蘋果為了研發(fā)PC處理器，已經(jīng)投入了10多年，至少斥資10億美元收購(gòu)了6家以上的公司。但要說(shuō)蘋果芯片研發(fā)能力，我們自然要提一下蘋果于2008年收購(gòu)的芯片設(shè)計(jì)公司 P.A.Semi。

可以說(shuō)，蘋果的整個(gè)芯片研發(fā)業(yè)務(wù)可以說(shuō)是繼承了P.A.Semi公司的衣缽，也是蘋果自研芯片戰(zhàn)略騰飛的重要一步。

P.A.Semi創(chuàng)立于2003年，位于美國(guó)加州Santa Clara，由曾在2003年獲頒IEEE Solid State Circuits Award的芯片設(shè)計(jì)大師Daniel W. Dobberpuhl成立。如今，蘋果A系列與M系列處理器之所以能取得今天表現(xiàn)與地位，除了封閉性生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)的先天“不對(duì)稱”優(yōu)勢(shì)，P.A.Semi團(tuán)隊(duì)絕對(duì)居功至偉。

據(jù)悉，P.A.Semi當(dāng)時(shí)研發(fā)名為PWRficient的產(chǎn)品線，即追求極致能耗比的處理器。該產(chǎn)品先分成三部分：兼容PowerPC指令集的PA6T核心、CONEXIUM芯片內(nèi)連結(jié)架構(gòu)、ENVOI I/O子系統(tǒng)。有人認(rèn)為，此后蘋果自研處理器的諸多特色，或多或少都可在PWRficient產(chǎn)品線上探尋到相關(guān)的蹤跡，也可從P.A.Semi公司“技術(shù)遺產(chǎn)”判斷蘋果自家芯片未來(lái)的可能方向。

整體來(lái)看，蘋果的芯片團(tuán)隊(duì)是非常有歷史積淀的，僅是P.A.Semi公司就有近20年歷史，而且在其發(fā)展的各個(gè)階段還通過(guò)并購(gòu)收攏了不少相應(yīng)的人才。除了P.A.Semi公司，于1999年在美國(guó)德州奧斯汀成立的Intrinsity也可以說(shuō)是蘋果芯片核心團(tuán)隊(duì)主要來(lái)源之一，其強(qiáng)項(xiàng)在于優(yōu)化Wave Pipeline(無(wú)鎖存流水線)電路設(shè)計(jì)，直接應(yīng)用于A4處理器。

蘋果于2010年4月發(fā)布首款自研處理器A4，正式走上了自研芯片的道路。但嚴(yán)格意義上來(lái)講，A4不能算是蘋果真正的自研芯片，因?yàn)樵撔酒难邪l(fā)思路參考了三星S5PC110。但毫無(wú)疑問(wèn)，A4處理器是蘋果自研芯片的開(kāi)端。

但隨后，P.A.Semi團(tuán)隊(duì)于2012年推出了A6處理器，其為搭載蘋果的首款自研處理器架構(gòu)Swift，而不是公版設(shè)計(jì)。2017年，蘋果A11 Bonic仿生芯片的推出，讓智能手機(jī)跨入了AI時(shí)代，神經(jīng)引擎的加入，通過(guò)算法進(jìn)一步提升了手機(jī)全方位的功能和體驗(yàn)，如AR、人臉識(shí)別、圖像合成都成為現(xiàn)實(shí)。2020年推出M1芯片，正式進(jìn)軍個(gè)人電腦芯片，M1衍生自手機(jī)的A14架構(gòu)。今年6月，蘋果發(fā)布M2系列芯片，也讓蘋果在封閉的生態(tài)中，把性能提升到一個(gè)新的極致水平，采用8核CPU+10核GPU，支持每秒15.8萬(wàn)億次的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎運(yùn)算，相比于M1芯片多出40%。

除了芯片性能提升之外，自研芯片還給蘋果帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)利益。根據(jù)機(jī)構(gòu)估計(jì)，2020年蘋果推出首款自研電腦芯片之后，年內(nèi)為蘋果總共節(jié)省了25億美元的成本。當(dāng)然，自研芯片此舉還進(jìn)一步提升了蘋果的競(jìng)爭(zhēng)力和掌控了產(chǎn)品創(chuàng)新節(jié)奏的話語(yǔ)權(quán)。

全面實(shí)踐芯片自研計(jì)劃

據(jù)TSR調(diào)查結(jié)果，目前蘋果已成為尖端半導(dǎo)體的最大需求方。2020年以后，蘋果MacBook筆記本電腦和iPad平板電腦一直采用5納米半導(dǎo)體，iPhone也自iPhone12系列以后采用4～5納米芯片。雖然在手機(jī)和PC等消費(fèi)性電子市場(chǎng)萎縮的當(dāng)下，半導(dǎo)體供應(yīng)已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)剩的情況，但在4～5納米尖端半導(dǎo)體領(lǐng)域，仍屬于供不應(yīng)求。這足以證明蘋果自研芯片已經(jīng)為其技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)了正向反饋效應(yīng)。

2020年6月，庫(kù)克在WWDC開(kāi)發(fā)者大會(huì)上公開(kāi)宣布，未來(lái)Mac電腦將放棄英特爾處理器，“兩年內(nèi)”要讓蘋果的所有Mac產(chǎn)品都用上蘋果自研的芯片。這很大程度上是蘋果對(duì)英特爾5G基帶芯片問(wèn)題的徹底絕望。如今，“兩年之約”已到，蘋果如愿擺脫了英特爾的束縛，幾乎實(shí)現(xiàn)了Mac產(chǎn)品線自研芯片的全面替換。

不過(guò)，蘋果自研芯片還有一座大山需要逾越，那就是5G基帶芯片。多年來(lái)，蘋果與高通在基帶芯片上的糾葛不斷，2019年甚至向高通支付了45億美金和解費(fèi)，但缺乏5G基帶芯片的根本問(wèn)題仍然沒(méi)有解決。由于在通信領(lǐng)域技術(shù)積淀不足以及專利缺失，時(shí)至今日蘋果仍需向高通外購(gòu)基帶芯片。

不過(guò)，盡管目前為止自研5G基帶未能成功，而且規(guī)避高通專利難度很大，但蘋果自然不能容忍被高通“獨(dú)家挾制”。今年8月，據(jù)《圣迭戈聯(lián)合論壇報(bào)》報(bào)道，蘋果斥資4.45億美元(約合30億元)買下了原本屬于惠普的67.6英畝老園區(qū)，其名稱為蘭喬·維斯塔企業(yè)中心。這可能是蘋果在該地區(qū)的首次商業(yè)收購(gòu)，其正在加緊自研基帶芯片等組件。由此可見(jiàn)，未來(lái)蘋果自研芯片之路必然如以往那樣堅(jiān)定。

當(dāng)然，除了以自研芯片提升產(chǎn)品性能之外，近十年來(lái)蘋果實(shí)際上還實(shí)現(xiàn)了軟硬件一體化發(fā)展，構(gòu)建了芯片、系統(tǒng)軟件、終端產(chǎn)品的生態(tài)閉環(huán)，很大程度上進(jìn)一步構(gòu)筑了更加寬廣的“護(hù)城河”。而從蘋果自研芯片，我們可以得到結(jié)論：芯片是一個(gè)需要持續(xù)投入的過(guò)程，包括歷史積淀、人才、投入。唯有如此，才終見(jiàn)曙光。

作者 |張河勛