
和五年前 M1 晶片在發表會上被大談 20 分鐘的排面不同,蘋果剛問世的自研晶片 C1,只做為全新 iPhone 16e 的新特性,在新聞稿和宣傳片中被幾句話草草帶過。
C1 進一步拓展了 Apple 晶片的優勢,這是首款 Apple 設計的調變解調器,也是 iPhone 迄今能效最高的調變解調器,具備快速穩定的 5G 蜂巢式網路連線性。包括 C1 在內的 Apple 晶片、全新內部設計與 iOS 18 的先進電源管理相結合,共同造就了出類拔萃的電池續航表現。
蘋果輕描淡寫的背後,卻是一次長達七年屢敗屢戰、狂燒數十億美元的旅程,並將影響未來所有蘋果設備的體驗。
來之不易的蘋果自研基頻
不管是 A 還是 M,蘋果打的都是一場準備充分的戰役:賈伯斯時代就形成的造晶片天團,ARM 的高階授權,成果就是鮮少失手、常常驚豔的 iPhone、Mac 處理器。
但調變解調器背後涉及複雜的射頻、訊號處理、通訊協定等等技術,加上需要在全球各地方測試,因此是一個進入門檻極高的領域,蘋果初期也並未布局,前期採用英飛凌基頻,後期轉投性能更好的高通。
4G、5G 時代相繼來臨,手握大量技術專利的高通,成為基頻領域的龍頭,占據了市場半壁江山。高通往每台搭載自家基頻的設備收取不低的授權費用,高達 12-20 美元。雖然高通收取蘋果的費用要更低(7.5 美元),但還是遠超蘋果 1.5 美元的預期。
2017 年,蘋果決定打破現狀,起訴高通收取的專利費用過高,指責後者反競爭,因為沒有基頻無法製造智慧型手機。蘋果也開始尋找能夠取代高通的供應商,於是向收購了英飛凌的英特爾拋出橄欖枝。
但英特爾的表現屬實有點扶不上牆。初次混用基頻的 iPhone 7,英特爾版的通訊表現就是弱於高通版。而被蘋果寄予厚望超車高通的 5G,英特爾也沒能把握住機會,反而導致 5G iPhone 被迫延後一年。
▲ iPhone 7 上混用了英特爾基帶,效能遠不及高通。(Source:Chipwork)
這場訴訟持續了接近 3 年的時間,以蘋果的落敗告終,繼續和高通達成協議,延續至今。英特爾的基頻團隊也因為失去蘋果這個唯一大客戶而解散。
但蘋果並沒有就此認命,而是選擇一條更為艱險的道路:既然市場上沒有其他選擇,為什麼不自己打造自己用?此招雖險,勝算也很大,一旦成了,就意味著起碼 5G 時代能擺脫高通的控制,蘋果能進一步掌控 iPhone 的硬體體驗。
但蘋果內部不是所有人都看好這個項目,在自研基頻計畫開始的 2018 年就離開蘋果的前無線總監 Jaydeep Ranade 就是其中一員:
僅僅因為蘋果製造了地球上最好的晶片,就認為他們也可以製造調製解調器是荒謬的。
為了快速起步,蘋果接收了英特爾基頻團隊 2,200 多名員工和技術。雖然技術談不上先進,但超過 17,000 項技術專利,起碼讓蘋果不至於從 2G 技術開始白手起家,能直接進入 5G 時代。
和造計算或圖形處理器不同,造基頻不能閉門造車,而是要全球各地跑,對每個國家和地區的通訊標準和頻段資訊進行測試,確保一百多家運行商的網路都能在自研基頻上跑。做為後報到的玩家,蘋果的另一個挑戰是如何繞過高通等前輩手握的無數專利,走出一條前無古人的技術路線。
蘋果不願意像 M 晶片一樣展開談談 C1 的技術規格細節,除了為了避免網友和媒體對 C1 的性能進行過度分析,很有可能也是為了規避一些敏感的專利問題。因此這七年來,不斷有蘋果自研基頻的風聲傳出,但多半以壞消息為主。最接近的一次或許是 iPhone 15,但據悉當時的蘋果基頻不僅面積堪比半部 iPhone,又熱又慢。
▲ iPhone 15 採用了高通基帶。
和蘋果基頻綁定的 iPhone 16e( iPhone SE 4),屢次傳出因為自研基頻的研發進度而推遲、取消的消息。最終,這顆歷經千難萬險的 C1 成功在本月亮相,蘋果 Apple Silicon 的字母表再添一名新成員。
單純就 C1 的研發歷程而言,著名科技記者 Mark Gurman 給了一個評價:
C1 蘋果基頻是一個意義深遠的技術成就。
性能不夠,能耗湊
好了,故事講完,是時候要面對更現實的問題,那就是這顆 C1 晶片,它是不是如同傳聞中不如高通?關於 C1 的製程,MacRumors 報告,基頻本體採用了台積電 4 奈米製程,與目前高通的旗艦調變解調器產品 X75 相當;而收發器則使用了台積電 7 奈米製程。
如果單從製程來看,C1 要比 iPhone 16 系列上採用三星 5nm 的高通 X71 還要更先進。而沒有使用最先進的台積電 3nm 製程,可能還是因為成本問題。
▲ iPhone 16 上搭載高通 X71 基帶。
比對美版 iPhone 16、iPhone 16e 的蜂巢網路支援頻段,很容易就發現端倪:iPhone 16e 缺失了 5G NR mmWave 的支持,也就是「毫米波」。這三個字上一次引發熱議,還是 iPhone 初上 5G,美版 iPhone 12 獨占了這個技術。這次則是 iPhone 16e 在全球都不支援 5G 毫米波。
▲ 美版 iPhone 12 上的毫米波天線。
鑑於中國 5G 本來就不支援毫米波,所以國行 iPhone 16e 在這方面可以說不受影響。而對於美國的小夥伴而言,iPhone 16e 可能會在毫米波擅長的短距離場景,也就是一些人流密集的場所,例如商場、機場等等,訊號和網路表現不如 iPhone 16 系列。
不過幾年過去,5G 毫米波在美國也沒有大幅鋪開,C1 甚至引發了「是否意味著毫米波已死」的討論。
如果比較蘋果官網路上國行 iPhone 16 和 iPhone 16e 的蜂巢式網路技術規格,可以發現兩者在頻段上的支援完全一致。除了頻段支援之外,由於蘋果官方不願意揭露更多 C1 的技術細節和效能表現, iPhone 16e 的通訊能力表現如何,還有待在實際的情境中進一步實測。
而根據外媒爆料稱,C1 只支援四載波聚合的低頻 6-GHz 網路,因此峰值速度可能達到 4 Gbps 左右;而高通 X75 支援五載波聚合低頻 6-GHz 網路,加上十個毫米波載波,理論速度能達到 7-10 Gbps。
雖然在性能上還不能算第一梯隊,但 C1 已經展現在能耗方面初露鋒芒。蘋果官方表示,由於 SoC 能夠協同 C1 調節電源,加上 C1 更小的體積為電池空間騰出了更多空間,iPhone 16e 能夠持續視頻播放 26 小時,不僅大幅領先配置基本相當的 iPhone 16(22 小時),還逼近屏幕更省電尺寸更大的 iPhone 16 Pro(27 小時)。
跨越世代的平台
蘋果硬體技術資深副總裁 Johny Srouji,也就是每次蘋果發表會負責介紹晶片的高階主管,在路透社的訪談中對 C1 和後續的基頻晶片表示高度認可:
我們打造了一個跨越世代的平台。C1 只是一個開始,我們將在每一代產品中不斷改進這項技術,讓其成為我們的一個平台,讓我們的產品脫穎而出。
畢竟,使用蜂巢網路的蘋果不只 iPhone,iPad、Apple Watch 很可能就是下一個用上 C1 的產品線,傳聞蜂巢版 Mac 也已經在路上。
幾十億美元的研發費用看起來天價,但實際上,根據《華爾街日報》,蘋果在 2022 一年給高通的授權費,已經高達 72 億美元了。先不提蘋果已經因為授權費過高鬧上法庭,這筆巨額資金還是直接提供給蘋果的老對手高通,等於搬石頭在砸自己的腳。
更重要的是,這幾年 iPhone 的銷售量已經不夠亮眼,導致這個最賺錢的業務收入不斷萎縮。蘋果開始調整 iPhone 的策略,不再追求更高的出貨量,而是提升單機的利潤率。
而占據一支 iPhone 成本將近一成的基頻,自然成為了蘋果的落刀處。有龐大的消費者群體買單,加上 iPhone 16e 吸引人的低價路線,蘋果自然有底氣選擇首發一顆還不夠完美的基頻,況且全線採用英特爾基頻的 iPhone 11 系列也賣得併不差勁。
▲ iPhone 11 全係採用英特爾基帶。(Source:TechInsights)
自研基頻短期內利好的是蘋果,長期來看,也意味著用戶能用上更好的產品。蘋果希望 C 系自研基頻能夠和 A 系處理器高度集成,成為 iPhone 另一個獨家的亮點體驗。就目前而言,A18 已經能精準控制 C1 的電源,以達到更低的能耗表現。
蘋果無線軟體副總裁 Arun Mathias 也給了另一個場景:如果 iPhone 在一個擁擠堵塞的網路環境中,手機的處理器可以向基頻發出訊號,將最需要速度的網路流量前置,讓手機反應更快。
由於製程先進,C1 的體積要更小,因此這款基頻如果出現在即將於今年秋季登場的輕薄機型 iPhone 17 Air 上,也絲毫不讓人奇怪。據爆料,這款手機最薄處只有 5.5 毫米。C1 為 iPhone 16e 帶來的續航力提升,無疑地提前緩解了我們對這款超薄手機的電量焦慮。
而《彭博社》爆料稱,蘋果最終將會把基頻徹底整合到 SoC 當中,從而更加節能,響應更快,並且進一步降低成本,不過最早也要等到 2028 年。蘋果目前已經對 C 基頻有了非常長期和明確的規劃:明年的 C2 將補齊缺失毫米波的短板,並且將會在所有 iPhone 上推出,可能還會包括一款 iPad;而 C3 的目標將是超越高通基頻。
硬體的設計權在手裡,也意味著蘋果將擁有更自由的整活空間。
在這裡大膽暢想一個很有可能在未來 iPhone 誕生的功能:無網路通訊。
早在 2019 年,蘋果就傳出正在為 iPhone 開發不需要網路的「對講機」功能,但因為這個功能與英特爾一同開發,而蘋果當時已經和高通和解達成獨家協議,因此專案被無限期擱置。不過相關知情人士也表示,「對講機」仍有可能出現在未來的 iPhone 上,因為當時蘋果已經在計畫擺脫高通基頻。
▲ Apple Watch 上已經有「對講機」功能,但需要網路。
時至今日,C1 終於打響了去高通化的第一槍,蘋果也繼承了英特爾基頻的遺產,隨時可以重啟這個計畫。無網通訊技術也不算新鮮,去年中國小米、vivo 等大廠已經發力,蘋果想要再起入局,時機不早不晚。
C1 還不是蘋果自研的盡頭,分析師郭明錤表示,今年 iPhone 17 全系列都將搭載蘋果自研的 Wi-Fi 晶片。透過自研 Wi-Fi 和蜂巢晶片,加上已有的 W、H、U 晶片,不僅飽受吐槽的 AirDrop 有望將迎來煥新,蘋果很可能將生態布局到「連結」的層面,實現自成一派的蘋果生態。
對於蘋果的自研晶片,我們總是會提到一句賈伯斯的老話:
一個對軟體抱持理想的人應該做屬於自己的硬體。
而 C1 自研基頻,筆者想改成這個說法:
一個對產品體驗抱持理想的人應該做屬於自己的硬體。