苹果的芯片帝国雄心

       本文由半导体行业观察翻译自福布斯，作者Patric Moorhead

     在我成为行业分析师并创立自己的研究公司之前，我有幸在AMD担任了10多年的VP，又在康柏（被惠普收购）、AT&T GIS、NCR（被AT&T收购后又卖出）负责了近10年的PC和服务器OEM业务。我一路遇到了一些非常丰富多彩的人，包括康柏的Tim Cook、NCR的Mark Hurd、AMD的Jerry Sanders。

OEM厂商如何看待半导体公司以及半导体公司如何看待OEM厂商的问题是件很有趣的事情。双方的关系都很紧张，因为OEM厂商认为，半导体公司会试着让他们的眼光和客户接近，并获得所有的利润，而半导体公司则认为OEM厂商缺乏战略上的清晰性，并且在IP方面没有足够的投资。

我希望，自己在OEM和芯片公司任职的这段经历能给自己一些独特的视角，来了解苹果是如何颠覆半导体行业的。我想谈谈苹果为什么这么做，他们是怎么做的，以及对半导体行业的影响。

微型计算机是广泛定制OEM芯片的最后堡垒

微型计算机是OEM自己大量涉及芯片的最后一波大浪潮。例如NCR的SCSI芯片。DEC的Alpha芯片。来到PC时代，从一开始就被英特尔、摩托罗拉、VLSI所主导。从历史上看，像苹果这样的消费者OEM厂商从来都不愿意投入大量资金，也不具备拥有领先的芯片所需的人力和IP。当然，也有一些例外，但它们只是例外。东芝和索尼最终都未能做到这两方面。今天的三星真的是一个不寻常的公司，它可以在智能手机和闪存芯片上成功地做到这两方面。苹果目前购买的芯片比其他厂商都多，但也比其他厂商设计的芯片更多。他们的芯片，尤其是Fusion SoC和CPU架构，在移动CPU性能方面属于顶级，在GPU性能方面也非常有竞争力。

为什么苹果想要统治芯片

那么，为什么苹果要承担巨大风险，为自己最赚钱的产品iPhone和iPad设计自己的芯片呢？我的意思是，如果他们做了一个错误的决定，那么他们可能会损失几个月的销售额。答案很简单，苹果选择承担这种风险，是因为他们需要通过纵向整合来实现差异化和降低成本。苹果相信，通过拥有iOS、iOS生态系统以及现在的芯片，可以提供更好的用户体验。而且我们知道，苹果不会以最低的价格出现，垂直整合降低了成本，使他们能够更有利可图地降低价格。

这有区别吗？我想说它已经奏效了。苹果一贯在CPU和GPU上进行不可思议的改进，每一款新产品都有30%到40%的改进。这是前所未闻的，尤其是在CPU功率相同的情况下。在单线程CPU性能方面，苹果占据了主导地位；在多核CPU性能方面，苹果也具有竞争力；在GPU性能方面也同样具有竞争力。将芯片连接到iOS和生态系统，您现在便拥有非常好的移动体验。苹果目前无法主导GPU，甚至无法参与LTE芯片设计，我们稍后会介绍。

从CPU和存储器开始

苹果并不只是在一天内觉醒，并成为移动设备和CPU的主要设计师。他们很早就选择了自己的路，然后投入了数十亿美元在移动端完善它。

2008年，苹果以2.78亿美元收购了Palo Alto 半导体(P.A. 半导体)，并获得了一个150人的工程团队。在当年的WWDC大会上，Steve Jobs宣布，该团队将为iPod、iPhone和其他未来的移动设备(iPad)开发定制芯片。PA半导体引入了低功耗计算和SoC的能力，并对其进行保密，以防泄密。

当我回顾PA半导体时，我发现他们有一些真正的明星，例如Jim Keller这样的人，他为AMD的Ryzen中的第一个Operon和Zen核心设计了Hammer架构。

苹果最近的A10X Fusion移动芯片

2010年，苹果收购了Intrinsity，这是一家处理器设计公司，位于我的家乡德克萨斯州奥斯汀市。奥斯汀是处理器设计和架构热点，许多公司在那里进行重大项目，包括苹果、AMD、ARM控股、IBM（POWER）、英特尔、恩智浦和三星。

Intrinsity拥有大约100名具备使用动态逻辑进行低功耗设计经验的工程师。“逻辑”是CPU的极客代码。一年后，苹果公司从飞思卡尔半导体公司收购了200余项专利。扩大了其专利池和影响力。

然后转战闪存控制器……

就这样，我首先谈到了苹果在CPU、内存控制器和SoC上的投资。人们以为他们会在这些领域展开工作，但他们没有。苹果是最大的flash买家之一，为什么不加快速度呢？于是到了2012年，苹果以4-5亿美元收购了以色列半导体公司Anobit，这就是Anobit所做的事情。

Anobit的闪存控制器是苹果所有的领先产品（iPad，iPhone，MacBook Airs）的关键组成部分。Anobit在他们现有的1000名芯片工程师团队中又增加了160名。

然后转战低功耗蓝牙……

2014年，苹果收购了Passif半导体，该公司致力于低功耗通信芯片。传言背后的原因是，Passif芯片技术的一个组成部分显然是蓝牙4.0 LE，这可能与即将问世的Apple Watch完美结合。这些低端无线电和芯片可以帮助苹果提高iOS设备甚至Mac的电池寿命。我相信，我们在Apple Watch上看到了这种技术，同时也在W1 QoS芯片上看到了这一技术，但我们需要对它进行更多的挖掘。

在图形处理方面，事情开始变“糟”

如果我的专栏读起来像个iFixIt拆解，那就好了，苹果的剧本也是如此。虽然苹果公司在追求自己CPU、SoC、内存控制器和存储控制器方面似乎进展顺利，但随着GPU的发展，事情开始变糟，尤其是Imagination Technologies。

今年4月，Imagination表示，两年后，苹果将不再使用其技术，苹果正“致力于独立的图形设计来控制其产品，并将减少对Imagination的技术依赖”。

Imagination的一半收入来自苹果以及iPhone和iPad的版权费，所以你可以想象Imagination的股票跌得有多快。

Imagination的律师很快就出来断言，没有Imagination的知识产权，苹果不可能做出他们自己的GPU。我也会发现，如果没有来自Imagination、NVIDIA、AMD等公司的GPU专利，那么苹果开发出自己的GPU简直不可思议。另外，许多Imagination的GPU工程师辞职去了位于同一座城市的苹果。

自A4以来，苹果令人印象深刻的500X图形性能提升

作为苹果的重要供应商其中的一个好处就是当股市看到你是一个关键的组成部分时，你就会得到回报，但是当股价下跌时，你会跌得比苹果还惨。苹果还可能会招募你的工程师。我并不是说苹果这么做了，但是所有的苹果供应商都需要关注这一点。

很明显，苹果想要100%地控制GPU的未来，可能是因为VR、AR甚至机器学习训练的重要性，但他们如何获得这个基础IP，我们并不知道。

在LTE调制解调器上，最丑陋的事情出现了

除非你一直不闻窗外事，否则你会看到苹果正在起诉高通，高通正在起诉苹果和苹果的ODM，而监管机构正在调查高通，这是我从英特尔、苹果和三星的投诉中得到的信息。另一个像高通一样的大型4G IP开发者诺基亚也在起诉苹果，但最近才达成了一项不公开的协议。苹果起诉爱立信，爱立信起诉苹果，但在2015年底达成和解。在现代IP的土地上，生活难道不精彩吗？我可以告诉你，律师们赚了一大笔钱。

在未来的专栏文章中，我将对这些诉讼提出自己的看法，但我认为它们很重要，因为调制解调器代表着一个对当前和未来设备实用性的至关重要的领域。

我认为，苹果希望对LTE调制解调器进行最终控制，因为这样他们就可以控制自己的移动CPU、内存控制器、存储控制器、SoC，就像他们想要的GPU一样。苹果在中期需要这样的功能，特备是在Apple Watch SoC中加入集成的调制解调器，以及未来的Apple AR头盔。离散式调制解调器几乎行不通——苹果需要它们集成，但绝不像高通提供的那样。

在法院解决这一问题之前，我们会看到苹果采用英特尔和高通调制解调器的双供应商计划，也有传言称，在支持CDMA的时候，英特尔会成为唯一的来源。

有传言称，iPhone 8不支持“千兆级”调制解调器，果真如此的话，那么我们很可能会在市场上看到一个关于调制解调器速度和效率的测试。虽然我不认为我们会在年底看到千兆比特的速度，但是我们很好地看到了“千兆级”的调制解调器，它的性能是没有使用千兆字节网络的iPhone 8的2-3倍。

未来会发生什么？

回顾苹果令人印象深刻的10年历史，以及他们所取得的成就，我相信苹果会愿意并有信心在移动4G LTE和5G调制解调器、闪存(东芝？)、WiFi、GPU、DSP、以及ASIC方面扩展自己对未来命运的控制权。

另外，当苹果决定给iPad提供一个完整的键盘和触控板的时候，可能会发生什么事情呢？iOS 11每天都添加越来越多的强大功能，当然是为了让它看起来像macOS，所以苹果为什么不开始进入PC功能组件，挑战AMD、博通、英特尔和英伟达呢？

这听起来很疯狂吗？好吧，我曾经认为苹果在过去10年里至少会因为芯片崩溃一次，但是我错了，所以我不认为任何人都应该忽略这种可能性。苹果的现金结余可以让他们很容易地抢到AMD，放弃X86，并将所有这些资源重新定位到基于ARM的处理器和GPU上，以支持那些更强大、更强大的iPad Pro “Plus”。

如果你仍然是个怀疑论者，那么考虑一下苹果的2500亿美元现金能做些什么。英伟达价值900亿美元，高通860亿美元，AMD 110亿美元。

总结

苹果是我在近10年里看到的最成功的芯片公司，包括 CPU、GPU、SoC等等……而且他们是一家OEM！这是很难的，苹果理应获得巨大的荣誉。对于苹果来说，芯片至关重要，它可以使其与众不同，通过降低成本来降低价格。

毫无疑问，苹果现在正在启动一场芯片权力游戏，我相信任何挡在它路上的东西都会被铲除，有些成功了，有些尚未成功。苹果已经表明，他们可以制定行业会议或打败半导体公司，它有信心、过程和资产负债，可以让这一切成为现实或在尝试中犯一些大错误。

在GPU和LTE调制解调器这片领域中，我们目睹了针对小公司的残酷的IP战争。苹果公司的规模超过了高通公司的8X倍，超过了Imagination Technologies的22X倍。大小不是一切，但它可以代表某些东西。

如果你跟我一样关注芯片和OEM，那就把爆米花拿出来吧！