革新供應鏈 蘋果加碼投入晶片研發

2023-02-08
作者 Pablo Valerio,特約編輯

下一款iPhone暫定於2023年夏季之後上市,其處理器中可能搭載更多的蘋果晶片組。這傳遞了一個明確訊息:蘋果將繼續用自己的技術來取代供應商的技術。

在過去的幾年裡,特別是在Tim Cook執掌公司之後,蘋果(Apple)的工程師們一直忙於設計晶片組,以整合新功能,減少對協力廠商技術的依賴。

從影響來看,這一舉措不僅直接衝擊了蘋果的主要供應商,還給整個供應鏈帶來變革的「陣痛」。而且事實不斷顯示,這家科技巨頭正押注於其產品關鍵部件的技術。儘管蘋果沒有組裝設備,也沒有半導體工廠,但該公司工程師的目標是減少產品中的元件數量,專注整合和控制晶片組的設計。

 

蘋果正在設計更多自家晶片。

(來源:Henriok、CC0,來自Wikimedia Commons)

 

近幾年來,英特爾(Intel)、高通(Qualcomm)、三星(Samsung)和博通(Broadcom)等公司逐漸失去蘋果BOM的份額,進而影響了後者的預測、生產系統和盈利能力。而它們都曾是蘋果的主要供應商,而且主要給蘋果產品供應關鍵元件的晶片。

Covid-19大流行和由此導致的半導體短缺無濟於事,蘋果的供應商們並未獲得利多到。雖然消費市場對智慧型手機、平板電腦和筆記型電腦等行動裝置的需求有所增加,但蘋果主要供應商們面臨著銷量下降和未來產品不確定等難題。

如今,蘋果將矽設計用於其全系列的處理器,包括iPhone、iPad、Mac筆記型電腦和桌上型電腦、Apple Watch和耳機。此外,蘋果還使用了協同設計的晶片組來實現NFC和安全。

回想第一代iPhone,Steve Jobs採用的元件都是當時市面上的標準元件。儘管他力推了一些當時不常見的「新鮮玩意兒」,例如玻璃螢幕和沒有實體按鍵鍵盤,但他一直主要關注的是產品設計、外觀和體驗,而不是供應鏈和性能。

 

iPhone 3GS採用與三星共同設計的蘋果處理器。

(來源:Raimond Spekking/CC BY-SA 4.0,來自Wikimedia Commons)

 

例如,蘋果在第一代iPhone、iPhone 3G和第一代iPod Touch均使用了三星S5L8900,以及iPhone 3GS和第三代iPod Touch則搭載了三星S5L8920。這兩款處理器都是三星依照蘋果的規格需求而設計和製造。

直到2010年,蘋果推出iPhone 4,這是蘋果第一款搭載自主設計處理器的產品。後來幾年裡,三星繼續生產基於Arm架構的蘋果處理器,直到台積電(TSMC)首次採用20奈米的技術生產出A8處理器。在2016年,三星還生產了部分版本的A9處理器。

目前,所有用於iPhone、iPad和Mac的蘋果處理器都由台積電在臺灣生產。

蘋果希望整合無線連接

在連網裝置上,無線連接技術在很大程度上被少數幾家公司控制在「黑盒子」裡。在設計智慧型手機、平板電腦、穿戴式裝置或任何其他連網裝置時,這些裝置如何連接到蜂巢網路、Wi-Fi、藍牙或任何其他無線網路,需要專業且嫺熟的設計方案。

要使一個裝置連接到外部世界,需要以下幾個元件:首先是天線列陣,還要一個或多個開關,以及用於合適波段的濾波器,然後是收發器,最後是基頻。天線的作用是為發送和接收資料提供清晰的路徑;收發器將接收側的輸入訊號轉換為發送到基頻的資料,並在發送側將來自基頻的資料合成為射頻(RF)訊號進行傳輸。

基頻通常稱為數據機,是一種晶片組,用作功率放大器、開關和收發器的控制器,並處理接收的I/Q資料的所有解調和傳輸調變。根據SoC需要的頻段或通道數量的不同,它會變得設計更複雜、體積更大、成本更昂貴。

高通、博通和英飛凌(Infineon)是全球領先的基頻數據機和收發器供應商。多年來,蘋果從他們手上採購了不同版本的晶片用於各類產品中。然而,最近蘋果開始自己設計相關晶片。先前,蘋果的工程師們受命為Apple Watch和AirPods設計藍牙晶片組;現在,蘋果希望將該技術應用於所有產品的通訊晶片組裡。

蘋果主要供應商將逐漸式微

據彭博社(Bloomberg)報導,「蘋果是博通最大的客戶,上一財年來自蘋果的訂單額佔博通晶片製造收入的20%左右,總計近70億美元。另一家主要晶片供應商高通,則從蘋果囊獲接近100億美元的訂單,約佔高通全年銷售額的22%。儘管該公司多年來一直警告說,公司正在減弱對蘋果的依賴。」

當然,蘋果在未來幾年仍需要這兩家供應商的產品。下一代iPhone不太可能在基頻數據機和收發器上採用自研晶片。有預測稱,蘋果未來3~4年內將維持現有的設計方向。

更換高通公司目前製造的蜂巢數據機是最具挑戰性的任務。現在iPhone和iPad連接到全球100多家蜂巢服務提供者,其中許多公司需要大量的測試和認證,才能讓新的晶片組接入他們的網路。最初有傳言稱,蘋果最早將在今年的iPhone 15上做出這一更換;但目前有資訊證實,這一更換已被推延到至少2025年。

目前,博通仍然為蘋果提供其他元件,包括射頻晶片和處理無線充電的元件,儘管這家iPhone製造商也一直致力於客製這些元件。

根據一些產業專家的說法,在不久的將來,iPhone可能只使用兩種晶片來實現通訊和安全等多數功能:

1.支援2G/3G/4G-LTE和VoLTE、藍牙/Wi-Fi和NFC控制器的蜂巢基頻數據機(淘汰高通、博通/UIS和恩智浦(NXP)既有的供應)。該SoC還可以採用意法半導體(STMicroelectronics)提供的嵌入式SIM (eSIM);

2.支援5G SA/NSA和毫米波的專用5G數據機/收發器,目前由高通提供。

無論如何,徵兆已經非常明確:蘋果將繼續用自己的技術來取代供應商的技術。

半導體業者處於未知的領域

不幸的是,對於傳統半導體公司來說,由於Arm等公司提供前瞻的IP,晶片設計不再是消費電子公司的挑戰,且製造客製SoC的趨勢在設備製造商中越來越普遍。

蘋果是眾多涉獵晶片設計領域的消費者品牌之一。Google、Meta、亞馬遜(Amazon)和微軟(Microsoft)等公司多年來一直在佈局晶片設計業務,極大地最佳化運並降低了成本。

iPhone是全球最暢銷的智慧型手機之一。雖然蘋果的市場比重為27%,但其高階市場佔有率超過60%。iPhone使用的晶片組是世界上最昂貴,並且使用了最新的製造技術。

高通、博通、恩智浦、意法半導體等蘋果主要供應商需要警惕這一趨勢的持續,並嘗試分散其市場的關注度。可能的話,不妨考慮推出自己的消費性產品。

(參考原文:Apple Wants More of its Own Chips, Revolutionizing the Supply Chain,by Pablo Valerio,國際電子商情Momoz編譯)

本文原刊登於國際電子商情網站

 

 

 

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