iPhone 16e 上的这颗全新芯片,为什么值得苹果烧几十亿美元?

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作者：微信文章

啼声初试
和五年前 M1 芯片在发布会上被大谈 20 分钟的排面不同，苹果刚刚问世的自研芯片 C1，只作为全新 iPhone 16e 的新特性，在新闻稿和宣传片中被两句话草草带过：C1 进一步拓展了 Apple 芯片的优势，这是首款 Apple 设计的调制解调器，也是 iPhone 迄今能效最高的调制解调器，具备快速稳定的 5G 蜂窝网络连接性。包括 C1 在内的 Apple 芯片、全新内部设计与 iOS 18 的先进电源管理相结合，共同造就了出类拔萃的电池续航表现。
苹果轻描淡写的背后，却是一次长达七年屡败屡战、狂烧几十亿美元的征程，并且将影响未来所有苹果设备的体验。


来之不易的苹果自研基带不管是 A 还是 M，苹果打的都是一场准备充分的战役：乔布斯时代就形成的造芯天团，ARM 的高级授权，成果就是鲜少失手、常常惊艳的 iPhone、Mac 处理器。但调制解调器背后涉及复杂的射频、信号处理、通信协议等等技术，加上需要在全球各个地方测试，因此是一个准入门槛极高的领域，苹果初期也并未布局，前期采用英飞凌基带，后期转投性能更好的高通。4G、5G 时代相继来临，手握大量技术专利的高通，成为基带领域的龙头，占据了市场半壁江山。高通向每台搭载自家基带的设备收取不低的授权费用，高达 12-20 美元。虽然高通收取苹果的费用要更低（7.5 美元），但还是远超苹果 1.5 美元的预期。2017 年，苹果决定打破现状，起诉高通收取的专利费用过高，指责后者反竞争，因为没有基带无法制造智能手机。与此同时，苹果也开始寻找能够替代高通的提供商，于是向收购了英飞凌的英特尔抛出橄榄枝。但英特尔的表现属实有点扶不上墙。初次混用基带的 iPhone 7，英特尔版的通信表现就是弱于高通版。而被苹果寄予厚望超车高通的 5G，英特尔也没能把握住机会，反而导致 5G iPhone 被迫推迟一年。

iPhone 7 上混用了英特尔基带，性能远不及高通，图源：Chipwork这场诉讼持续了接近 3 年的时间，以苹果的落败告终，继续和高通达成协议，延续至今。英特尔的基带团队也因为失去苹果这个唯一大客户而解散。但苹果并没有就此认命，而是选择一条更为艰险的道路：既然市场上没有其他选择，为什么不自己打造自己用？此招虽险，胜算也很大，一旦成了，就意味着起码 5G 时代能摆脱高通的控制，苹果能进一步掌控 iPhone 的硬件体验。但苹果内部不是所有人都看好这个项目，在自研基带项目开始的 2018 年就离开苹果的前无线总监 Jaydeep Ranade 就是其中一员：仅仅因为苹果制造了地球上最好的芯片，就认为他们也可以制造调制解调器是荒谬的。


为了快速起步，苹果接收了英特尔基带团队 2200 多名员工和技术。虽然技术谈不上先进，但超过 17000 项技术专利，起码让苹果不至于从 2G 技术开始白手起家，能直接进入 5G 时代。和造计算或者图形处理器不同，造基带不能闭门造车，而是要全球各地跑，对每个国家和地区的通讯标准和频段信息进行测试，确保一百多家运行商的网络都能在自研基带上跑。作为后报到的玩家，苹果的另一个挑战是如何绕开高通等前辈手握的无数专利，走出一条前无古人的技术路线。苹果不愿意像 M 芯片一样展开谈谈 C1 的技术规格细节，除了为了避免网友和媒体对 C1 的性能进行过度分析，很有可能也是为了规避一些敏感的专利问题。因此这七年来，不断有苹果自研基带的风声传出，但多半以坏消息为主。最接近的一次或许是 iPhone 15，但据悉当时的苹果基带不仅面积堪比半部 iPhone，且又热又慢。

iPhone 15 采用了高通基带和苹果基带绑定的 iPhone 16e（ iPhone SE 4），屡次传出因为自研基带的研发进度而推迟、取消的消息，问世难度堪比哪吒。最终，这颗历经千难万险的 C1 成功在本月亮相，苹果 Apple Silicon 的字母表再添一名新成员。单纯就 C1 的研发历程而言，著名科技记者 Mark Gurman 给出了一个评价：C1 苹果基带是一个意义深远的技术成就。
能耗是最大亮点好了，故事讲完，是时候要面对更现实的问题，那就是这颗 C1 芯片，它是不是如同传闻中不如高通？关于 C1 的制程，MacRumors 报道，基带本体采用了台积电 4 纳米工艺，与目前高通的旗舰调制解调器产品 X75 相当；而收发器则使用了台积电 7 纳米工艺。如果单从工艺上看，C1 要比 iPhone 16 系列上采用三星 5nm 的高通 X71 还要更加先进。而没有使用最先进的台积电 3nm 工艺，可能还是因为成本问题。

iPhone 16 上搭载高通 X71 基带比对美版 iPhone 16、iPhone 16e 的蜂窝网络支持频段，很容易就发现端倪：iPhone 16e 缺失了 5G NR mmWave 的支持，也就是「毫米波」。这三个字上一次引发热议，还是 iPhone 初上 5G，美版 iPhone 12 独占了这个技术。这次则是 iPhone 16e 在全球范围内都不支持 5G 毫米波。

美版 iPhone 12 上的毫米波天线鉴于国内 5G 本来就不支持毫米波，所以国行 iPhone 16e 在这方面可以说不受影响。而对于美国的小伙伴而言，iPhone 16e 可能会在毫米波擅长的短距离场景，也就是一些人流密集的场所，比如商场、机场等等，信号和网络表现不如 iPhone 16 系列。不过几年过去，5G 毫米波在美国也没有得到大范围铺开，C1 甚至引发了「是否意味着毫米波已死」的讨论。如果对比苹果官网上国行 iPhone 16 和 iPhone 16e 的蜂窝网络技术规格，可以发现两者在频段上的支持完全一致。

除了频段支持之外，由于苹果官方不愿意披露更多 C1 的技术细节和性能表现， iPhone 16e 的通讯能力表现如何，还有待在实际的情境中进一步实测。而根据外媒爆料称，C1 只支持四载波聚合的低频 6-GHz 网络，因此峰值速度可能达到 4 Gbps 左右；而高通 X75 支持五载波聚合低频 6-GHz 网络，加上十个毫米波载波，理论速度能达到 7-10 Gbps。虽然在性能上还不能算第一梯队，但 C1 已经展现在能耗方面初露锋芒。苹果官方表示，由于 SoC 能够协同 C1 调节电源，加上 C1 更小的体积为电池空间腾出了更多空间，iPhone 16e 能够持续视频播放 26 小时，不仅大幅领先配置基本相当的 iPhone 16（22 小时），还逼近屏幕更省电尺寸更大的 iPhone 16 Pro（27 小时）。跨越世代的平台苹果硬件技术高级副总裁 Johny Srouji，也就是每次苹果发布会负责介绍芯片的高管，在路透社的采访中对 C1 和后续的基带芯片表示高度认可：我们打造了一个跨越世代的平台。C1 只是一个开始，我们将在每一代产品中不断改进这项技术，让其成为我们的一个平台，让我们的产品脱颖而出。


Johny Srouji（右）正在查看 C1 测试数据，图源：路透社毕竟，使用蜂窝网络的苹果不只有 iPhone，iPad、Apple Watch 很可能就是下一个用上 C1 的产品线，传闻蜂窝版 Mac 也已经在路上。几十亿美元的研发费用看起来天价，但实际上，根据《华尔街日报》，苹果在 2022 一年给高通的授权费，已经高达 72 亿美元了。先不提苹果已经因为授权费过高闹上法庭，这笔巨额资金还是直接提供给苹果的老对手高通，等于搬石头在砸自己的脚。更重要的是，这几年 iPhone 的销量已经不够亮眼，从而导致这个最赚钱的业务收入不断收缩。苹果开始调整 iPhone 的策略，即不再追求更高的出货量，而是提升单机的利润率。而占据一台 iPhone 成本将近一成的基带，自然成为了苹果的落刀处。有庞大的消费者群体买单，加上 iPhone 16e 吸引人的低价路线，苹果自然有底气选择首发一颗还不够完美的基带，况且全线采用英特尔基带的 iPhone 11 系列也卖得并不差劲。

iPhone 11 全系采用英特尔基带，图源：TechInsights自研基带短期内利好的是苹果，长期来看，也意味用户能用上更好的产品 。苹果希望 C 系自研基带能够和 A 系处理器高度集成，成为 iPhone 另一个独家的亮点体验。就目前而言，A18 已经能精准控制 C1 的电源，从而实现更低的能耗表现。苹果无线软件副总裁 Arun Mathias 还给出了另一种场景：如果 iPhone 在一个拥挤堵塞的网络环境中，手机的处理器可以向基带发出信号，将最需要速度的网络流量前置，让手机响应速度更快。由于工艺先进，C1 的体积要更小，因此这款基带如果出现在即将于今年秋季登场的轻薄机型 iPhone 17 Air 上，也丝毫不让人奇怪。据爆料称，这款手机最薄处只有 5.5 毫米。C1 为 iPhone 16e 带来的续航提升，无疑提前缓解了我们对这款超薄手机的电量焦虑。

iPhone 17 Air 假想图，图源：9To5Mac不止 iPhone 17 Air，知情人士透露，苹果未来所有 iPhone，都将走「轻薄化」的路线，而要瘦身或许离不开自研基带。进一步优化的机身空间，无疑也是在为酝酿已久的折叠 iPhone 做准备。而彭博社爆料称，苹果最终将会把基带彻底集成到 SoC 当中，从而更加节能，响应更快，并且进一步降低成本，不过最早也要等到 2028 年。苹果目前已经对 C 基带有了非常长期和明确的规划：明年的 C2 将补齐缺失毫米波的短板，并且将会在所有 iPhone 上推出，可能还会包括一款 iPad；而 C3 的目标将是超越高通基带。硬件的设计权在手里，也意味着苹果将拥有更自由的整活空间。我这里大胆畅想一个很有可能在未来 iPhone 诞生的功能：无网通信。早在 2019 年，苹果就传出正在为 iPhone 开发不需要网络的「对讲机」功能，但因为这个功能与英特尔一同开发，而苹果当时已经和高通和解达成独家协议，因此项目被无限期搁置。

Apple Watch 上已经有「对讲机」功能，但需要网络不过相关知情人士也表示，「对讲机」仍有可能出现在未来的 iPhone 上，因为当时苹果已经在计划摆脱高通基带。时至今日，C1 终于打响了去高通化的第一枪，苹果也继承了英特尔基带的遗产，随时可以重启这个项目。无网通信技术也不算新鲜，去年国内小米、vivo 等大厂已经发力，苹果想要再起入局，时机不早不晚。C1 还不是苹果自研的尽头，分析师郭明錤表示，今年 iPhone 17 全系都将搭载苹果自研的 Wi-Fi 芯片。借助自研 Wi-Fi 和蜂窝芯片，加上已有的 W、H、U 芯片，不仅饱受吐槽的 AirDrop 有望将迎来焕新，苹果很可能将生态布局到「连接」的层面，实现自成一派的苹果互联生态。

Apple Watch 上已经有「对讲机」功能，但需要网络对于苹果的自研芯片，我们总会提到一句乔布斯的老话：一个对软件抱持有理想的人应该做属于自己的硬件。
而 C1 自研基带，我想改成这个说法：一个对产品体验抱持有理想的人应该做属于自己的硬件。
文｜苏伟鸿



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