苹果造芯的野心到底有多大?

目前,苹果公司手里的iPhone、iPad、AirPods、Apple Watch等主力产品早就用上了各种各样的自研芯片,从SoC到网络连接、安全等等,只剩Mac系列电脑。不论是iMac还是MacBook,其芯片上仍然还印着一个大大的“Intel”Logo。

一旦苹果实现了Mac芯片自给自足,对英特尔会有多大影响呢?大约每年少卖36亿美元,占比5%。心疼是心疼,但还不够要命,虽然PC业务占大头,但英特尔也有超过36%的营收都来自于数据中心业务,且增速接近20%,反观PC业务的增长已经陷入瓶颈。

但这对于苹果来说,却是一盘打造“苹果芯片全家桶”大棋中的关键一子。补齐Mac自研芯片后,苹果就彻底实现了主力产品核心芯片的全自研,iPhone所用A系列芯片在智能手机领域一枝独秀,而性能略显羸弱的苹果Mac芯片终于可以摆脱对英特尔的依赖。

Mac性能提升是一方面,苹果芯片帝国的崛起则更值得关注。在10亿美元收购英特尔基带业务后,苹果又铁了心搞定Mac芯片自给,加之A系列、W系列、H系列、S系列等多个芯片产品线的完善,我们不由得要问,苹果造芯的野心到底有多大?这个眼看就要补齐最后一隅的芯片版图是如何从零到一,一步步构建完整的呢?

这是本文要探寻的答案。

01

25年后,

补全苹果“芯”帝国最后一块

苹果Mac芯片受制于人,早已不是一年两年。

1994年,苹果公司认定了IBM的PowerPC处理器,一用就是10年;2005年,乔布斯与英特尔CEO欧德宁共同登台,宣布Mac将采用英特尔处理器,这一用就是15年。可以说苹果最辉煌的日子,基本都是英特尔陪着他一起走过的。

但商业合作永远逃不了那句老话,没有永远的朋友,只有永远的利益。一旦有一天你拼劲全力也给不了他想要的,他自然会离你而去,更何况,你可能并未拼尽全力。

2003年,乔布斯在推出搭载PowerPC处理器的Mac时说,十二个月内处理器的频率就会达到3GHz,但实际上在24个月之后,3GHz的处理器依然不见踪影,没错,消费者被放鸽子了。

但这个锅,虽然是IBM的,但是却要苹果来背,核心零部件被别人攥在手里,而且是被一个人攥在手里的感觉,就是这么不好受,苹果第一次尝到了关键技术受制于人的滋味。也许在那个时候,苹果就恨为什么芯片不是自己来做。

▲曾在苹果Mac电脑中使用的IBM PowerPC 970处理器

后来与英特尔搭伙做饭,苹果吃到了甜头,起码开始十年,英特尔在摩尔定律的催促下,处理器性能虽然是“挤牙膏”,但还多少够看,并且苹果在Mac上更看重轻薄、续航,稳定易用的MacOS也没有给处理器增加太多负担。

如今,摩尔定律的推进逐渐进入瓶颈期,英特尔的“14nm”已经用了六年,不知道其后缀已经添了多少个“+”,虽然今年10nm处理器也陆续落地,但其仍旧集中在笔记本市场的移动处理器领域,而代表其消费级最高水平的10nm PC处理器仍然遥遥无期。

英特尔称自己的14nm工艺经过多轮迭代也有性能上的显著提升,但不可否认的是,英特尔与台积电、三星在制程工艺上的差距在越拉越大。

AMD凭借Zen 2架构和台积电7nm工艺加持,在PC市场中连连获得消费者“AMD Yes!”大呼真香。高通、华为等Arm架构同门兄弟也对轻薄笔记本SoC蠢蠢欲动,在这个看重轻薄、续航,性能“够用就行”的品类里,英特尔处理器绝对性能高的优势愈发得不明显了。

同样的功率下,Arm架构能提供更强的性能。而英特尔在不改变制程工艺的前提下,只靠提升主频来提升性能,已经远远不能满足苹果的需求了。

低功耗的i3、i5处理器,其性能甚至已经被iPhone的A系芯片赶超,目前搭载A12X的2018款iPad Pro,其Geekbench 5单核、多核性能均已超过搭载英特尔酷睿i5处理器的2020款MacBook Air。

▲搭载i5处理器的MacBook Air 2020款与搭载A12X的iPad Pro 2018款基准测试对比,数据来源:Geekbench

更雪上加霜的是,从2018年三季度开始,英特尔还时不时地玩缺货,即便在2018年底做出承诺提升产能,但缺货的问题直到2019年一季度结束仍然没有得到解决。苹果Mac业务之前在IBM手里就吃过“把鸡蛋放在一个篮子里”的亏,既然好言相劝不奏效,这一次,苹果确实要动真格的了。

这一次选择基于Arm架构自研,苹果将Mac芯片核心技术牢牢把握在了自己手中,变得真正可控,芯片突破性能瓶颈的可能性也随之提高。但在这背后,我们更多看到的是苹果在几十年的隐忍、学习之后,终于有能力去补齐自己芯片版图的最后一块明显短板。

建立属于自己的芯片帝国,才是苹果的野心所在。

02

聚齐硅谷“将相良才”,

苹果芯片从0到1

当然,凡事皆有开始,任何伟大的企业、组织,都有一穷二白的早期。苹果想造芯片,当然也不是动动嘴的事情。

乔布斯曾认为,一个真正要把软件做到最好的人肯定要自己做硬件,做好“软硬一体”,因此必须自己做芯片。但苹果此前从未涉足芯片领域,所以他们是挑了一个硬骨头啃。

苹果Mac电脑称霸的年代,可能离我们都有些久远了,不过苹果就是靠着Mac起家积累了第一桶金。凭借着原始资本的积累,苹果才有能力找到最初的几块落脚石。

首先要造芯片,没有底层架构不行,苹果花费巨资,从Arm那里直接买来了当时最高等级架构授权。有了底层架构,接下来就是集齐各路大神在上面搭建起属于自己的芯片。

P.A半导体、Intrinsty,这些耳熟能详的芯片公司自不必说,2008年那会儿,苹果花了不到4亿美元,买下了这两家公司。但公司只是个皮毛,苹果最终要的是技术和人才。

这两家公司加在一起,一共250位优秀的硅谷工程师被纳入苹果的麾下,其中就包括当时的芯片设计大牛Sribalan Santhanam和传奇芯片设计师Jim Keller。同年曾为英特尔和IBM工作的Johny Srouji也加入了苹果,另外还有AMD、ATI、IBM的一些优秀工程师也相继加入。

▲Johny Srouji

▲Santhanam

Santhanam曾扛起P.A半导体的芯片研发重任,带领P.A掌握了复杂超低功耗芯片的设计能力;Srouji则是苹果核心三大件iPhone、iPad、Macbook芯片的团队负责人;而被称为“硅仙人”Keller更是有着那句名言:“我这个人没什么太大成就,你们用过最好的CPU,都是我设计的。”

▲Jim Keller

这几个人的名字每一个拿出来都是一段传奇故事,可以说,苹果把21世纪初期硅谷芯片界最聪明的几个大脑全都聚到了一起,而他们都成为了苹果芯片业务的灵魂人物。自2008年之后,iPhone 4、初代iPad等产品的苹果自研芯片就出自这几位大佬所在团队之手。

有人说,苹果就是有钱吧,买人,谁不会?但仔细想想,在当时,英特尔、IBM、AMD、ATI、高通,哪一家都是半导体行业的巨头玩家,都有着各自擅长的领域。为什么是苹果将这些人聚在了一起?

历史的细节我们无法知晓,我们也不知道乔老爷子究竟跟他们聊过什么。但对于Sribalan Santhanam、Jim Keller、Johny Srouji这样的人来说,如果你给了他们一个可以改变世界的机会,那么他们一定会毫不犹豫。

在强大团队的基础之上,苹果仅用了两年,就推出了自己的第一款自研芯片A4,就在2010年,iPhone 4也成为了苹果智能手机发展史上的一座里程碑。

虽然A4在同等频率下的性能仅略高于同时期的三星S5PC110,核心结构也与苹果此前使用的三星处理器比较相似,但不可否认的是,苹果第一次将智能手机的命根子攥在了自己手里。

2011年底,苹果又豪掷3900万美元收购了以色列闪存控制器设计公司Anobit。存储芯片是整个手机上,除了SoC以外,最值钱的芯片组件,不过苹果收购它们,并不是要造闪存颗粒,而是掌握闪存控制器相关技术,从而优化存储模块和处理器之间的数据传输效率。

2013年8月1日,苹果收购擅长低功耗无线通讯芯片的加州Passif半导体公司,两年后买下加州一座芯片制造工厂,这也是第一次,苹果拥有了芯片制造的能力,据说工厂地址跟三星半导体挨得很近。

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