苹果的芯酸往事

文章来自微信公众号：远川科技评论（ID：kechuangych），原标题《十年造芯，苹果究竟哪里不一样？》，作者：邓宇，支持：董指导（远川科技组组长）、陈帅（远川科技组高级分析师）、刘芮（远川科技组高级分析师），头图来源：视觉中国

2010年4月3日，苹果发布第一代iPad。在发布会上，乔布斯习惯性地用极致词汇向世人介绍这款产品：iPad搭载了我们有史以来最强大的芯片，强大到“让人尖叫”。紧接着，他身后的屏幕上出现一行傲娇白字：“Apple A4 Chip”。

这款首次被冠以苹果之名的芯片，半年后被搭载到了一代神机iPhone 4之上。只可惜，A4的光芒被淹没在iPhone 4棱角分明的纯平机身、Retina视网膜屏幕，以及新增多任务和文件夹功能的iOS 4之下。

科技分析师也大泼冷水：“我不觉得A4有多令人信服，似乎都算不上啥新产品。就算是，也没太大新意。”

当时，很少有人会预见到，从A4的平淡无奇，到A13的无可匹敌，作为近20年最成功的消费电子公司，苹果公司还同时建立起移动芯片霸权，成为最成功的芯片公司之一。

而这十年漫漫造芯之路，其实要从更久远的芯酸往事讲起。

一、PC时代苹果的芯酸往事

苹果本是七十年代个人电脑时代的开创者，却起个大早赶了个晚集，眼睁睁看着微软和英特尔在八十年代，凭借兼容和授权模式抢占市场，建立起牢不可破的Wintel联盟。

在Wintel体系中，下游整机厂左手高性能芯片，右手最新款操作系统，依靠高度产业分工，自己只要做好组装销售，就能在广阔的时代红利面前数钱数到手发软。惠普、戴尔，包括后来的联想，都是受益于此而崛起的。

贸工技虽好，但所有整机厂都有一个共同的心病：只赚不到5%的毛利，却要受95%的夹板气；明明芯片交付延迟，自己却要为之背锅，打乱产品节奏。

就比如堪称移动芯片领域bug般存在的高通骁龙810，2016年发布时，以一种自杀式袭击的方式，干掉了智能机领域近一半的玩家。那一年810先是延迟发布，后是被吐槽发热严重。没有备胎的HTC、索尼与摩托罗拉，顶着bug强上，终于在那一年彻底告别智能手机，小米5则被迫延迟一年发布，最终市场份额被OV华为反超。

而这种倒霉事，PC时代的苹果其实也没少遇到。

九十年代，始终看盖茨不对眼的乔帮主不屑委身Wintel，曾拉来IBM和摩托罗拉组成了一个叫“AIM”的组合。其中，IBM与摩托罗拉研发PowerPC处理器，苹果和IBM负责软件。

只可惜，蜜月期刚刚开始。2000年，AMD就首发了全球首款1GHz主频的芯片。次年，英特尔的“奔腾”P3又冲上了1.13GHz宝座。而摩托罗拉却因为技术原因，在500MHz的性能上被卡脖子。崩溃的乔布斯，一边顶着用户骂声以原价售出降了50MHz的电脑，一边在电话里痛斥摩托罗拉CEO高尔文“你们的芯片烂透了”，两人为此大吵一架。^[1]

摩托罗拉是猪队友，IBM也不是什么黄金辅助。通过将高性能服务器芯片下放桌面市场，IBM曾一度帮着苹果改换门庭。只可惜，到了2004年，在90nm工艺的升级款芯片上，IBM连续两个季度产能不足，导致苹果将新电脑的发售日期推迟至九月以后，错过了开学换机潮。

接二连三的问题出现，最终还是乔帮主放下了身段。

2006年的Macworld大会上，英特尔CEO保罗·欧德宁身穿一套滑稽的实验室外套，在干冰烟雾中登场亮相。在以一种交党费般的虔诚将怀中的硅片交给乔布斯时，欧德宁讲出了一句影响两家企业此后15年合作的经典台词：“报告史蒂夫，英特尔准备好了！”

愿意配合当年电脑市占率仅有3%的苹果演这一场大戏，英特尔其实还另有算盘。当年，移动端崛起趋势已经日渐明显，苹果已靠着iPod在娱乐业崭露头角，正虎视眈眈打算入局智能手机和平板电脑，文体两开花。靠着在PC领域卖乔帮主一个人情，欧德宁想借着自家凌动（Atom）系列的旧船票，搭上苹果的这艘移动时代新游轮。

但他不知道的是：已经在PC时代错付了一次又一次的苹果，在移动时代，正在筹谋着一个更隐秘，也更宏大的造芯计划。

二、移动时代苹果自研芯片的杀招与后手

驱虎吞狼是苹果使出的第一招。前几代iPhone中，苹果先选用了三星的处理器，随后，又与英特尔在iPad上的合作不欢而散。对此，乔布斯给出了一个冠冕堂皇的解释：一来英特尔不够灵活，二来自己的东西会有被卖给竞争对手的风险。

与乔布斯打了几十年交道的欧德宁，直接戳破他的谎言：“这只是乔布斯控制欲的另一个表现，他想控制产品的每一个环节，从芯片到材料……”^[1]

果不其然，2010年4月，苹果秘密自研的A4芯片正式登台亮相。

之后十年，A系列从新入局的菜鸟玩家逐渐进化为独孤求败的王者。从首次采用自家Swift架构的A6，到首款移动64位处理器A7，苹果成为了各家安卓企业竞相“吊打”的对象。最新的A13 Bionic采用7纳米工艺，有85亿个晶体管，每秒运算数超过一万亿次，性能是当年A4的70倍，功耗却比上代A12又降低了30%。

A系列芯片成功的背后，是苹果造芯的两大杀招与后手：

收购专利，高薪挖人，是苹果造芯的第一重杀招。

花费数千万美元从ARM买来了最高等级的架构授权后，2008年，苹果2.78亿美金收购P.A.半导体，打响了芯片自研的第一枪，其产品也成为了后来A系列芯片的前身。紧接着，苹果又以1.2亿收购Intrinsity，两家公司加起来，一共为苹果带来超过250位优秀工程师。

此外，做闪存控制器的Anobit公司，做通信芯片的Passif半导体，飞思卡尔的200余项专利，也在日后相继被苹果收入囊中。

能收购企业，苹果绝不只是收购专利；但如果遇到收购不了的企业，苹果就是高薪挖人。

苹果主管硬件的高级副总裁Johny Srouji，曾在英特尔和IBM担任研发经理。在苹果只工作了两年，就带头研发出了A4和A5芯片架构大神的Jim Keller，老东家是AMD，同时也是日后“锐龙”团队的负责人。加上AMD的Bob Drebin，ATI的Raja Koduri，IBM的Mark Papermaste，星光熠熠的苹果芯片大军背后，其实是整个美国芯片设计的群英荟萃。

不贪心，专注芯片设计，是苹果成功的第二重后手。

芯片厂商有三种角色，一是设计制造两手抓的IDM，二是只设计不制造的Fabless，三是专做代工制造的Foundry。早年的芯片企业，几乎都是IDM起家，但是随着芯片制程越来越精密，晶圆尺寸越来越大，芯片制造的风险也就越来越大。仅一座12寸晶圆厂，投入就已经抵得上半座三峡大坝，14nm更是绝大多数IDM制程的巅峰。

相比一度坚持IDM，导致产品性能被AMD反超的英特尔，苹果一开始就选择了风险更小、也更专业的Fabless模式。A4到A7，苹果先将代工交给了老对手三星，此后除了A9芯片曾采取台积电、三星的双代工外，苹果与台积电从A8时代开始，就彼此深度绑定。

为争取订单，2010年，苹果COO杰夫·威廉姆斯就曾和台积电创始人张忠谋私下聚餐，张忠谋向苹果承诺：“台积电永远不会突破制造与封测的边界。” ^[2]

更让苹果惊喜的是，为保证让苹果能用上最先进的芯片制程，台积电此后每年投入几十亿美元搞研发，先后帮助苹果用28nm赶走三星，在16nm奠定地位，之后凭借10nm扩大优势，最后送上7nm工艺，打造独孤求败的A13 Bionic。

不过，苹果的杀招与后手也不总是有用的，尤其是遇到了GPU的喜马拉雅，与高通基带的太平洋时。

2017年之前，Imagination曾凭借着为苹果提供GPU，而成为移动芯片领域的一霸，只不过苹果一朝宣布GPU自研，Imagination股价随之腰斩75%。谁曾想三年过去，苹果的自研GPU依旧石沉大海。最后面对现实，和Imagination重新签订了授权协议。

基带芯片苹果也是有苦难言。智能手机普及后，这个细分市场就被在通讯领域积累多年的高通把持。苹果付出的代价是每台iPhone BOM的5%。2017年起，苹果试探性地在iPhone 7的部分机型中使用了英特尔基带，后来iPhone 8的部分机型也使用了英特尔基带。

结果英特尔基带性能堪忧。比如为满足苹果iPhone XS系列需求，英特尔提前一年多时间就开始了对自家7560基带的改进。然而历经四次大改，时间一拖再拖，iPhone XS、XR还是被基带拖累，出现了信号差、不稳定的问题。苹果又重新找回高通合作。

三、尾声

造芯一为自主，二来为钱；更重要的是，这是苹果之所以成为苹果的独一法门。

而苹果与一众对手的区别就是在于，一个根据软的需求来规划自己的芯片设计，软硬件强耦合；一个只能根据别人的芯片，来开发自己的功能，一不留神还会翻车。

2019年年底小米首发CC9 Pro，定价2599元，搭载一亿像素。这本该是个雷布斯交朋友的诚意之品，但用过CC9 Pro的人都知道，这款手机搭载的骁龙730G能支持的单镜头最佳像素其实只有3600万。强上一亿像素，一张照片就能运算卡顿五秒，128GB的存储，就算卸载清空全部数据，也就只够存储两千多张照片。

怎么说呢？小马拉大车。而苹果的不同，就在于合适，在于协调。

苹果芯片部门的一位工程师还记得，当年在部门里经常能见到软件工程师，还有乔尼·艾维带领的设计团队，排队向芯片负责人Johny Srouji提需求，他们就像是如今互联网公司里的产品经理，细致准备着演示文档。^[3]

这可能也解释了为什么一个在2007年初还没有涉足手机或芯片业务的公司，能拥有如此强大的设计实力和产能，统治着移动生态系统。

是苹果成就了A系列芯片，而同样，A系列芯片也成就了如今的苹果。

参考资料：

[1]史蒂夫·乔布斯传，沃尔特·艾萨克森

[2]十亿收购案尘埃落定，苹果的芯片战事走向终局，鹿鸣财经

[3]The MostImportant Apple Executive You’ve Never Heard Of, Bloomberg

[4]苹果与高通相爱相杀的七年，智东西         

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