最近,苹果和高通之间的口水战打得火热,英特尔也被卷了进来。苹果新发布的iPhone XS和iPhone XS Max毅然弃用了高通的基带芯片,转而全部采用英特尔的基带芯片。高通很不爽,指责苹果窃取其技术机密,用来帮助英特尔提高芯片性能。苹果和英特尔则矢口否认。
一时间,芯片圈也好,手机圈也好
这都成了最为火爆的新闻
一位“华为老兵”
也借此机会为大家讲讲这里面的八卦
无线女皇和高通的诞生
故事要从二战期间一位美丽的女子说起,她叫海蒂·拉玛(Hedy Lamarr,1914年11月9日-2000年1月19日),出生于奥地利首都维也纳。她是个犹太人。
她16岁的时候在大学里学通信工程。不过因为实在太漂亮太豪放太叛逆,她很快进入了演艺圈,18岁时拍出了有史以来第一部女性全裸的电影《神魂颠倒Ecstasy》。
爆红之后,她嫁入了豪门。第一任丈夫曼德尔是奥地利军用设备制造商,客户正是二战时期的轴心国。故事的开头正如我们热爱的三级艳星叶玉卿一样,但越往后越出人意料。
所有人都当她是花瓶,毫无遮挡地讨论各种技术秘密。就这样,通信专业出身的她,在浅颦低笑中,默默地了解了纳粹使用的通信技术。传统的无线电,始终使用同一个频率,容易被干扰。海蒂富有远见地认识到,不断随意地改变无线电波频率,可以防止信号阻塞的发生,从而有效的防止敌方干扰和追踪。
纳粹对犹太人的迫害日益泛滥,海蒂决定逃离。1937年的一天,海蒂在晚宴中途以身体不适为由退席。她用迷药迷昏侍女,跳出窗户,乘当天的火车连夜逃到了巴黎,又辗转来到伦敦。
在这里,她遇到了米高梅电影公司的老板,签订了低价片约,来到了正在崛起的好莱坞,继续自己的演艺生涯。
尽管是名噪一时的“艳星”,海蒂始终还热爱着科技,“不改初心”!她发明了“可乐泡腾片”,可以让二战中的战士们更容易喝到可乐。
她结识了音乐家乔治·安塞尔。最初,他们之间的谈话是关于“丰胸”,然后不知怎么的竟然又绕进了无线电通信领域。
海蒂和安塞尔借鉴同步演奏钢琴的原理实现了“跳频技术”,通过频率跳变来扩大通讯容量并对信息进行加密。1942年,海蒂和安塞尔拿到了美国专利局颁发的秘密通信系统的专利,编号为2,292,387。他们将这一专利赠送给了美国政府,希望能用于二战战场来阻击纳粹。
然而,该技术在二战之后的冷战时期才获得了应用(由霍夫曼公司商用)。
冷战后期,美军对外公开了很多军用技术,实现军民两用。晶体管的发展使得“跳频”技术的实现越发简单,频率同步方法也实现了从机械到电子的转化。”军转民“催生了一大批高科技公司,很多在西海岸。
1985年,在圣地亚哥,成立了一家名不见经传的小公司高通公司(Qualcomm),名字是Quality Communication的缩写,最初整个公司只是一家比萨饼店楼上的一间办公室。
前麻省理工学院(MIT)教授艾文·雅各布(Irwin Mark Jacobs)等七个创始合伙人将在“扩频技术”上发展出的CDMA(码分多址)技术成功用于商用蜂窝通信网络,并拥有主要的专利。后来号称有1400项相关专利。
右二维特比Andrew Viterbi被誉为”CDMA之父”,我们在GSM中也用到一种叫维特比译码的算法,据说与他也有关。
1994年,全球第一个CDMA商用移动通信网络在中国香港和记电信运行,但效果不好,第一个通常都是小白鼠。 但CDMA从此发展起来,在韩国终于成功商用,1996年达到了100万用户。三星从此起步,进入了移动通信领域。有个说法是:高通发明了CDMA,却是韩国救了CDMA一命。CDMA进入移动通信领域并率先在亚洲商用,美籍华人李建业博士在这个过程之中功不可没。
初出茅庐的余承东在华为第一个注意到了这个技术。某日,他用别人的电话打给任正非,兴冲冲地说:老板啊老板,我发现了一个新技术,叫CDMA! 第二天,总裁办将电话打了回来:昨天那个愣头青,到底是谁?
在高通1987年第一个20万美元合同中提供了有效帮助的雷鸣(时任劳拉公司技术总监),后来他担任了高通大中华区总裁,并终于将CDMA带入中国这个巨大的市场。雷鸣在IT时代周刊写过一篇文章《高通CDMA进入中国内幕》,讲述了CDMA入华的曲折,以及老雅各布的强硬。
雷鸣深知,CDMA要进中国,就得配合中美关系及当时的中国入世(WTO)的谈判。如果不能利用这一机会,再好的CDMA技术也没用。因此便制订出“IS-95 Now”的战略推成熟且便宜的IS-95技术,而不是推技术尚未成熟尽管利润会更高的1x技术。为了这个统一战略,高通总部召开了一个CDMA在中国的“誓师大会”,大会口号就是“IS-95 Now”。
所以,华为赌1x技术而全盘皆输,中兴的IS-95则赚得盆满钵满。
老雅各布个性很强硬,其他创始人陆续退出。第三个儿子保罗·雅各布Paul Jacob继承了他的衣钵,人唤小雅各布。世纪之交的时候,我有幸在广州见过雅各布父子二人。不过今年保罗也下野了,据说与他不愿意股东会的提议将高通出售给博通(总部在新加坡)有关。这项交易已经被美国政府否决了。
CDMA技术不仅可以用于保密通信,还可以扩大频谱的利用率,大大提高效率。所以3G的几个主流标准,无论WCDMA、CDMA2000、抑或是TD-SCDMA都是基于CDMA码分多址技术。
1997年,当以CDMA为基础的通信技术开始大规模走入大众生活时,科学界才想起了海蒂。美国电子前沿基金会授予了五十年前这项专利的第一申请人海蒂·拉玛“电子国境基金-先锋奖”,科学家尊称海蒂为“CDMA之母”。那时她已经83岁高龄了,据说正在努力“整容”。
后来,海蒂的儿子安东尼·罗德(Anthony Loder)拍摄了一部纪录片《生为海蒂·拉玛 Calling Hedy Lamarr》,以纪念她的母亲。
她的发明是CDMA技术的理论基础,在2G和3G上发扬光大,WIFI以及4G中的LTE也是由此一脉相承。GPS全球卫星定位据说也与此理论相关。
高通完美地继承了她的衣钵,并发扬光大,成为最大的移动通信专利所有人。高通公司安东尼奥(Antonio Franklin)说过:“她有一个非常惊人的专利,人们通常都想不到电影明星有什么头脑,但她确实有。”
终其一生,她也没有在这项划时代的技术上获得过任何收益。
演艺圈的人,没有几个还记得她。通信圈里的人,却永志不忘。
智能手机的AP和BP
智能手机芯片方案的核心是两块:AP和BP。
AP即Application Processor(应用处理器),主要包括CPU(中央处理器)和GPU(图形处理器),最近还有什么神经网络,人工智能什么的。目前智能手机所有的CPU都是基于英国剑桥的ARM架构(一种精简指令系统),华为麒麟芯片中的CPU也是获得了Arm公司的授权来做的。我们听到的主频多少Hz,还有四核八核,都是指的这个。Intel挟PC上横扫天下的的x86架构(复杂指令系统CISC),推出了专攻移动市场的CPU(凌动Atom),一度在上网本(Netbook)上风靡一时,但是最终不敌ARM,全军尽墨。
2017年4月,孙正义的日本软银以310亿美元的代价,收购了Arm公司,并将其私有化。
BP即Baseband Processor (基带处理器),负责处理各种通信协议,如GSM、3/4/5G等。通俗来说,基带就是对2G/3G/4G/5G的各种通信协议的处理,实现了手机和基站之间的连接。当然,基带要配合SIM卡来使用。没有通信能力的手机,就是一个MP4。随着通信技术的演进和复杂程度的提升,设计基带处理器越来越难。基带处理能力的高低,直接决定着手机信号处理能力的强弱,上网速度就会体现出好坏,音质也会有好坏。
基带芯片是制高点,甚至决定着生死。3G到4G的转换过程当中,TI、Broadcom、Marvell等芯片厂商因缺乏竞争力的基带芯片被手机市场所淘汰,而高通却凭借基带芯片坐上移动芯片市场的龙头宝座。
目前手机基带芯片市场的主要是高通、英特尔、三星、华为、联发科、展讯等。其中,高通在这一领域保持领先,特别是在3G时代,高通凭借其在3G领域强大的专利组合称霸天下。在4G和即将到来的5G时代,高通虽然不再是一家独大,但依然是非常强势。
下面是按金额计算的市场份额。但如果按数量计,展讯(紫光展锐)认为其基带发货量仅次于高通和联发科。
高通是如何“收税”的?
苹果为什么要反抗?
从2G的CDMA时代开始,高通一直奉行全流程的收费。基站要收,手机也要收,而且收费方式一直备受争议,但就是“痴心不改”。
高通的手机芯片很强,独特能力就是在基带处理上。原因也很好理解,因为高通始终大量投入对无线技术的研究,有很多前沿的研究成果,会率先使用在自己的芯片上,获得超前的技术优势。
高通的芯片在中国大量销售,华为也一直在用。据了解,高通并不是希望靠芯片赚多少钱,而是用来封锁新的对手进入这个领域。手机界里传说,高通的买基带(BP)送CPU(就是AP)的营销策略,成为了行业霸主。
近年,高通和大唐成立了合资公司开发低端芯片,这让紫光赵伟国一度很紧张。
高通最大的客户和市场在中国。2015年,因为达到了“支配“地位而造成“垄断”,被罚了60.88亿人民币。之前,高通在欧盟、韩国等地均被罚。
高通的地位并没有因此而被动摇。有人说,PC时代的霸主是英特尔,那么,智能手机时代的霸主,就是高通。
苹果的手机卖得最贵,交授权费也最多。宇宙第一的苹果对高通按整机价格收费的方式积怨已久。库克多次表示,智能手机的功能越来越丰富,通信仅仅是其中之一,高通的技术专利只和基带处理器有关,专利费应该根据基带处理器的供货价格,而不是按智能手机的整机售价来收。于是在2017年,忍无可忍的苹果发起了对高通的诉讼!
苹果手机中一直使用的是自己设计的基于ARM的应用处理器(AP),但所用的基带芯片(BP)从来都是外购的。
英特尔有自己的基带,不过在2006年卖给了Marvell,完美错过了为苹果的iPhone供货。为了弥补失误,2010年耗资14亿美元收购了德国芯片巨头英飞凌无线解决方案部,因为苹果iPhone早期用的就是英飞凌(infineon)的基带 。但2012年开始,苹果还是选择了性能更具有优势的高通基带处理器。
从Verizon版iPhone 4后,iPhone产品线的基带从Intel(源自英飞凌)悉数换成了高通,如果4(使用高通的MDM6610)、果5(使用高通的MDM9615)和果6(使用高通的MDM9625)。
苹果突飞猛进。高通不仅收专利授权费,还从卖给苹果的基带芯片中,赚得满面油光。
然而,随着苹果的日益壮大,对高通的不满也越来越大了,于是有了新动作。
2016年发布的苹果iPhone7中,一部分手机使用高通的基带X12,网速可以达到600Mbps,另外一部分使用了来自Intel的基带XMM 3360,网速最高只有450Mbp。为了平衡两者的关系,苹果对它们进行了性能限制,以至于两者能够在性能上保持一致。
2017年苹果8一样地采用了两种基带,英特尔基带XMM 7480和高通的MDM9655基带(支持X16 LTE,性能也有差异,苹果也采用了同样的平衡策略。
2018年,苹果新发布的iPhone XS和iPhone XS Max有了戏剧性的变化,毅然全部弃用高通的基带单元,转而全部采用英特尔的基带。
诺伊斯还邀请乔布斯乘坐他的“海蜂”水上飞机出去散心。有次,水上飞机准备在湖面上降落,但是却不小心锁住了飞机轮胎。诺伊斯不得不在跑道上降落时,飞机几乎翻了过来,两人幸免于难。
1996年,乔布斯走出难关。苹果公司收购了他创立的NeXT公司。乔布斯在苹果总部250名员工的欢呼声中,回到了苹果。
1998年推出的iMAC采用的是Power Mac G3处理器。这个系列的CPU是IBM、Motorola等几家大公司联合为苹果电脑设计制造的,在图形图像处理方面相比同时代的Intel CPU要快,有独特优势,所以苹果电脑在人们心中一向是图形图像专业应用的代名词。
极具个性的乔布斯有次对摩托罗拉的高尔文说:摩托罗拉的芯片烂透了!高尔文是摩托罗拉创始人的后裔,当即反驳。乔布斯挂了电话后,开始暗中计划抛弃摩托罗拉/IBM的PowerPC芯片,拥抱Intel。这个过程并不容易,意味着整个操作系统要重写。六个月的期限内,苹果最终完成了芯片切换。 2005年,“苹果和英特尔,终于走到了一起”,苹果开始使用Intel的处理器(X86),并在PC上一直沿用至今。
对于智能终端的高速发展,Intel不能不动心,于是做了一款专注于移动设备的凌动CPU(Atom,原子的意思)。2008年上网本(Netbook)有了瞬间的辉煌。我也为之心动,专门去了一趟香港的花园街,在喧嚷无比的电子市场里,买了一台ACER的上网本,开机用了两次,就束之高阁了!
英特尔的Atom的衰落,是从苹果iPhone的决策开始的。
2007年,苹果公司在首款iPhone上,获得了剑桥的ARM公司的构架授权。ARM是基于精简指令(RISC),相比Intel的复杂指令(CISC),更加简单,功耗也更低。苹果还收购了一家CPU设计公司P.A.Semi,定制了一款系统芯片——A4,由三星的晶圆厂为其代工制造。不过,现在苹果“芯”的晶圆代工已经使用技术更加先进的台积电了,台积电和三星争夺苹果订单的过程,又是一个精彩的故事。
苹果从此开始了自研AP(应用处理器)A系列之路。苹果自己做“芯”的时代,从此启航。
这个过程之中,苹果也曾向英特尔伸出过橄榄枝。乔布斯拿了一个花花绿绿的iPhone的PPT,让英特尔为其开发基于ARM架构的CPU。当时的英特尔CEO欧德宁认为这个PPT手机难以大量生产,加上芯片设计和生产投入巨大,于是回绝了这个送上门来的生意。结果iPhone的销售量有欧德宁预测的至少100倍那么多!
情难了,《乔布斯传》中写道,在后来iPAD平板电脑的CPU选型上,乔布斯还曾一度支持英特尔,但是管理层以辞职相威胁,最终乔布斯妥协。
但是苹果的基带,也就是处理移动通信协议的芯片,一直都是外购的。
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