蘋果自研5G基帶：真的成了……嗎

北京時間2月20日，蘋果正式發佈了全新的廉價版機型iPhone 16e，這款新機的特別之處在於，其首發搭載了蘋果自研的5G調制解調器（基帶）C1。

這是蘋果自2019年7月收購英特爾手機基帶芯片業務之後，自研5G基帶芯片又經歷了近6年的“難產”之後的首個成果。

Apple C1：4nm製程，不支持毫米波技術

雖然蘋果並未公佈關於C1 的細節參數，但是據路透社報道，蘋果硬件技術高級副總裁約翰尼·斯魯吉 (Johny Srouji) 在加州桑尼維爾的蘋果硅谷實驗室接受採訪時表示，C1是蘋果迄今打造的最複雜的技術，其採用的是先進的4nm芯片製程技術製造，配套的射頻芯片則採用的是7nm製程技術製造。

從蘋果官網披露的iPhone 16e的蜂窩網絡和無線連接規格來看，C1支持大多數關鍵的 4G 和 5G 技術，包括具有 4x4 MIMO 的 sub-6 GHz 5G網絡，具有 4x4 MIMO、FDD-LTE、TD-LTE 的千兆 LTE，以及兼容 2G 和 3G 網絡。

△iPhone 16e的蜂窩網絡和無線連接規格

蘋果表示，C1可提供快速穩定的5G行動網絡連接，連接性能顯著提升。

此外，C1還整合了Wi-Fi 6和藍牙5.3模塊，還具有定製GPS系統和衛星連接功能，能夠方便 iPhone 用戶在沒有移動數據網絡時使用。

不過，C1並不支持Wi-Fi 7、5G毫米波、TDD（時分雙工）4G 和TDD 5G 網絡，以及 DC-HSDPA。這也使得C1在能耗上得以降低。

雖然5G毫米波可以提供非常高的數據傳輸速率，但要支持5G毫米波，手機就必須封裝相控陣天線並嚴重依賴波束成形技術。

支持毫米波的 5G手機必須不斷調整波束並實時管理多個天線元件，這意味着更強的信號處理能力、更頻繁的功率放大器使用和更高的功耗。

TDD 網絡使用單一信道進行上行鏈路和下行鏈路傳輸，但時間間隔不同，這增加了靈活性並提高了頻譜效率，使其在人口密集的城市地區受益。

但是，TDD 網絡要求手機和基站之間有嚴格的時序同步，以及 UL 和 DL 之間的切換，因此手機必須不斷調整其傳輸時序和無線電電路，這增加了處理開銷並增加了功耗。

此外，在信號較弱的區域，手機必須增加其傳輸功率才能保持連接，這在 TDD 中比在 FDD 中更費力。

DC-HSDPA功能通過使用兩個載波頻率而不是一個來提高數據速率，這意味着設備的無線電組件需要更加努力地工作，從而會導致功耗增加。

因此，C1雖然放棄了對於5G毫米波、TDD 和  DC-HSDPA的支持，但是也避免了功耗方面的問題。再加上基帶芯片和射頻芯片分別採用了4nm和7nm的先進製程工藝，功耗無疑也將會被進一步降低。

C1 與 iPhone A系列處理器芯片的緊密集成，也將使得其功耗和體驗得以進一步優化。

蘋果無線軟件副總裁阿倫·馬蒂亞斯 (Arun Mathias) 解釋稱，如果 iPhone 遇到數據網絡擁塞，手機的處理器可以向基帶芯片發出信號，告知哪些數據對時間最爲敏感，並將其置於其他數據傳輸之前，從而使手機能夠更迅速地響應用戶的需求，

此外，C1和軟件（iOS系統）的緊密集成，也將使得它可以啓用自己的專有電源狀態，從而能夠在不降低性能的情況下降低功耗。

這或許也是爲什麼，蘋果稱 C1 是“iPhone上有史以來最節能的調制解調器”，並且還提供“快速可靠的 5G 連接”。

雖然蘋果並未透露C1芯片的峯值下行速率，但缺少了毫米波技術的加持，其速率可能並不高。

網絡上有相關猜測稱，C1的峯值下行速率可能只有4Gbps，這與高通5G基帶芯片——驍龍X70的10Gbps峯值下行速率相差甚遠。

iPhone 16e作爲首款搭載蘋果自研5G基帶芯片C1的試水之作，如果後續市場反饋良好的話，蘋果今年推出標準版iPhone 17 和低端 iPad 機型上也將會搭載C1芯片。

蘋果自研5G基帶芯片歷程

2017年初，蘋果認爲高通濫用其在通信基帶芯片領域的壟斷地位，專利授權費收費過高，在美國和英國起訴了蘋果，並且拒絕向高通支付專利授權費。

隨後，蘋果與高通之間的專利授權費問題以及專利糾紛全面爆發，雙方在全球展開了訴訟，兩者之間的關係也是急劇惡化。

在此過程中，蘋果減少了高通基帶芯片的採用，轉向了採用英特爾的基帶芯片。似乎就在這個時間點前後，蘋果就已經開始了自研5G基帶芯片進程。

2019年4月16日，蘋果結束了與高通持續了數年的專利訴訟糾紛，雙方達成了和解，撤銷了所有訴訟，同時蘋果還向高通支付一筆費用（至少45億美元），並且簽訂了一份長達6年的新的專利授權協議。

在同一天，英特爾也宣佈了放棄了手機基帶芯片的研發。

數月之後，2019年7月，蘋果宣佈以10億美元收購了英特爾“大部分”的手機基帶芯片業務，這也意味着蘋果後續採用自研的手機基帶芯片。

由於在此之前，英特爾的就已經推出了5G基帶芯片，只是由於沒有達到蘋果的要求，才最終放棄。

因此，蘋果收購英特爾的手機基帶業務無疑將助力蘋果自研的5G基帶的順利推出。

根據2020年2月爆發的一份由美國國際貿易委員會（ITC）公佈文件顯示，蘋果至少在2024年前都需要購買高通的5G基帶。

該文件當中提到，2020年6月1日到2021年5月31日蘋果將使用驍龍X55基帶，2021年6月1日到2022年5月31日使用驍龍X60，2022年6月1日到2024年5月31日使用驍龍X65或者驍龍X70。

隨後，在2021年11月的高通投資者日會議上，高通透露向蘋果供應基帶芯片的業務在未來兩年會收縮，2023年大概只有20%的iPhone纔會用高通基帶。

高通的這一表態，也讓外界猜測，蘋果自研的5G基帶可能會率先在iPhone 14系列上率先採用。

雖然此後關於蘋果自研5G芯片的傳聞不斷，但是卻一直是“只聽雷聲，不見雨點”。

2023年9月，蘋果與高通簽署了一項新的協議，高通將繼續爲2024年、2025年和2026年推出的蘋果iPhone供應5G基帶芯片及射頻系統。

此舉也反映了蘋果自研5G基帶芯片計劃遭遇了挫折，迫使蘋果不得不繼續使用高通的5G基帶芯片。

所幸的是，時隔1年半之後，蘋果首款自研5G基帶芯片終於是在iPhone 16e上商用了。

但此時距離蘋果收購英特爾手機基帶芯片業務也已經過去了近6年之久，這也反映了5G基帶芯片研發的困難，即便是強如蘋果這樣的巨頭，也難以一蹴而就。

5G基帶芯片研發爲何那麼難？

早在2G/3G時代，市場上的手機基帶芯片供應商原本有十多家之多，但每一代的技術升級，都伴隨着供應商的大洗牌。

而隨着4G時代的來臨，基帶芯片廠商所面臨的技術挑戰也是越來越大，所需要專利儲備以及研發投入也呈直線上漲，門檻也是越來越高，如果沒有足夠的出貨量支撐，那麼必然將難以爲繼。

所以在這個階段，博通、TI、Marvell、NVIDIA等曾經的手機基帶芯片廠商都相繼都退出了這個市場。

進入5G時代，隨着英特爾在2019年的退出，目前僅有高通、聯發科、展銳、華爲、三星和剛剛推出5G基帶的蘋果這六家供應商。

其中，三星、華爲和蘋果的5G基帶芯片主要是自用。這也導致了目前公開市場上的5G基帶芯片供應商僅有高通、聯發科和展銳三家供應商。

而造成基帶芯片供應商持續減少的關鍵原因則是，隨着移動通信網絡標準的持續升級，基帶芯片廠商所面臨的技術挑戰和成本投入也是越來越大。

1、高帶寬、低延時與海量連接帶來的挑戰

由於5G與3G、4G標準要求大爲不同，5G不僅要追求更高的數據吞吐量，還要具備更大的網絡容量（支持更多的連接數）、更低的時延與更好的服務質量（QoS），因此5G基帶芯片的研發設計會比3G/4G更爲複雜，面臨更多的技術挑戰。

2、毫米波支持?

毫米波是5G技術的一個重要特性，它具有高頻寬和大傳輸速度的特點，但信號容易受到干擾。爲了確保毫米波的高效傳輸，5G基帶芯片需要在射頻天線模塊的設計上做出很多的優化。

3、多頻段兼容?

由於各個國家和地區使用的手機通信頻段不同，5G基帶芯片必須支持多個頻段兼容，這增加了設計的複雜性。比如，3GPP制定的5GNR頻譜就有29個頻段。

4、多模兼容?

5G基帶芯片除了支持5G網絡模式外，還需要同時兼容2G/3G/4G網絡模式，支持的模式數量增加也使得設計難度有所增加。僅國內4G手機所需要支持的模式已經達到6模，5G手機則需要達到7模。比如，中國移動、中國聯通、中國電信三大運營商的4G/3G/2G網絡包括TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、CDMA(EVDO、2000)、WCDMA、GSM。

5、算力需求提升

5G時代對於數據傳輸量和傳輸速率的要求都非常高，這就要求5G基帶芯片設計有更強的DSP（數字信號處理）能力支持龐大的數據運算，同時保持高效運算。

6、系統散熱問題?

5G基帶芯片在處理大量數據和高速運算時會產生大量熱量，因此需要解決系統散熱問題?。

7、測試與認證

5G基帶芯片在設計完成之後，在進入整機銷售之前，還需要經過各種的測試與認證。比如IOT互操作測試、儀表仿真和現網驗證、適配運營商網絡的測試、運營商的入庫測試、適配不同城市網絡情況的測試等。可以說，一顆基帶芯片需要跑遍全球運營商和全球的主要城市去做場測，然後不斷的發現問題解決問題，相當的費時費力和費錢。

蘋果表示，其C1芯片經過 55 個國家的 180 家運營商的測試，以確保它們能夠在蘋果發售 iPhone 16e的所有地方使用。

8、專利

目前的基帶芯片市場是一個高度成熟和高度競爭的市場，僅剩的玩家只有個位數，而有做出5G基帶的芯片的更是隻有高通、聯發科、展銳、華爲、三星和蘋果這六家廠商，而蘋果作爲最後入場的玩家，必然面臨前面五家5G基帶芯片廠商多年來所積累的通信專利壁壘，以及諾基亞、愛立信等衆多通信設備大廠的通信專利壁壘。

不過，需要指出的是，蘋果在2019年7月斥資10億美元收購英特爾手機調制解調器業務之後，不僅獲得了2200人團隊，也獲得了17000項無線技術專利。

這也在一定程度上彌補了蘋果在通信專利上的薄弱。但是隨着搭載蘋果自研5G基帶芯片的iPhone 16e的上市，相信衆多的通信專利廠商都會紛紛研究蘋果的5G基帶芯片，以進一步確認是否有侵犯自家的通信專利，這可是一塊“大肥肉”。

2027年全面取代高通基帶芯片？

根據此前彭博社記者馬克·古爾曼(Mark Gurman)的爆料顯示，蘋果將會在2026年推出第二代的5G基帶芯片，峯值下行速率將會提升到6Gbps，並支持毫米波技術，以便更好的替代高通的5G基帶芯片，屆時iPhone 18 Pro系列以及 iPad Pro 的高端版本或將搭載。

蘋果2027年推出的第三代5G基帶芯片則可能會在性能上追上高通的5G基帶芯片，甚至實現擊敗高通。蘋果的目標是在5G基帶芯片的性能和效率以及 AI 功能方面擊敗高通。

值得注意的是，2024年1月，蘋果將其與高通的合作協議延後到2027年3月。如果後續雙方合作不再延期，這也將意味着蘋果自研5G基帶芯片有望在2027年實現對於高通的5G基帶芯片的完全替代。

“我們爲幾代人打造了一個平臺，C1 是一個開始。我們將在每一代中不斷改進這項技術，以便它成爲我們的一個平臺，讓我們的產品真正與衆不同。”蘋果硬件技術高級副總裁約翰尼·斯魯吉 (Johny Srouji) 說道。

顯然，如果一切順利的話，蘋果確實有望在2027年實現在其iPhone、iPad等全系列產品中實現自研基帶芯片對於高通基帶芯片的替代。此舉預計將幫助蘋果節省一大筆向高通採購基帶芯片的費用。不過，預計蘋果仍需要向高通支付通信專利授權費。

對於高通來說，從現在開始，來其來自蘋果的營收就將開始受到持續的負面影響。

此前華爾街研究機構Wolfe Research分析師Chris Caso就曾發佈的研究報告稱，蘋果將會在2025年推出的iPhone 17系列當中首次導入自研的5G基帶芯片，預計將造成蘋果對高通貢獻的營收同比減少35%，預計2026年將再度減少35%。

來源：快科技-手機頻道

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