三、通信领域的故事
1. 华为之迷思
作者:金捷幡 发表:2019年4月
今天的华为,是神一样的公司。华为现在处在历史上最辉煌的时刻,又面临着“极端困难的外部条件”。外界虽然已经有无数关于华为的分析讨论,然而各种“捧杀”反而让人看不清真相。我会从自己的角度,试图重新看一下迷一般的华为。
首先,我要回答下面几个问题,因为在我看网上几乎没有正确答案。然后,我会试图探究背后的一些东西,试着找出能说服自己的解释。
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美国的安全指控是狼要吃羊找的借口吗?
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美国到底有没有能力使华为停摆?
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没有华为全球5G就会失败吗?
###1. 美国对华为设备安全的指控是不是狼要吃羊找的借口?
网上的“龙虾晚餐”和“五眼联盟”等文章更多迎合了读者喜欢阴谋论的心理。英国加拿大是所谓“五眼”而没有拒绝华为,日本和捷克不是“五眼”却也忧心忡忡。
对安全的顾虑是和通信行业架构的变化直接相关的。随着各种协议的复杂化,早期的专业设备已经全面转向了网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN),在5G更是扩展到前端CU也虚拟化。
这是什么意思呢?就是现在通信核心网变成了一台台服务器,上面跑着类Linux和一些通讯软件而已。在几年前这是华为全IP的Single战略一部分,未来业界把它叫做SoftCOM(Software Communications)。
这个框架说起来和互联网公司也没多大区别了,就是一堆服务器挂在网上(俗称云),华为在某种程度上是个提供服务器和软件的系统集成商。大量的开源软件使得这种架构成本低易于升级维护,但比起专用设备它们更容易被黑客攻击。和家用电脑需要定期安全更新一样,服务器也要频繁更新各种组件和打补丁。
美国及其盟友担心的就是华为插入“后门”。即使华为提交了源代码供审查,他们认为也难以控制在后面补丁和维护中随时动手脚,更何况华为工程师经常进入机房彻夜奋战。华为还曾有个不好的名声,就是大量使用开源代码修改后,并未回馈开源社区。更可怕的是,即使真的受到黑客攻击,有时也难以解释清楚不是自己干的。
话说回来,爱立信和诺基亚其实也完全有同样的问题。维护通用服务器的工作量非常非常大,出错概率也大大增加,最近就有两个例子。
2018年12月6日,爱立信的网络服务器上的SSL证书过期导致英国日本数千万手机用户断网。而中国软件技术最强悍的阿里,2018年11月22日也是服务器证书过期未维护导致淘宝用户失去安全保障。
单一指责华为不安全显然是不公平的,但是美国借口中国前年实施的情报法里明确要求中国公司配合,让他们深为忧虑。这种争议像夫妻吵架一样没法讲,因为无法提前自证清白。
举个小例子,大多数认为用爷爷奶奶二舅妈看小孩更放心,而对外来的持证专业保姆充满怀疑,而保姆也很难提前自证清白。
安全,是下个科技时代的核心支柱。信任是这个支柱的基石,而华为正处在这个尴尬中。日本的软银,甚至因为一些压力选择全部换掉已有的华为4G设备。
###2. 美国是不是有能力使华为公司停摆?
网上有无数愤青举出例子,说华为的海思半导体有多么厉害,在受极端制裁时华为不会像中兴那样无能为力。
很遗憾,如果美国真的对华为采取中兴一样的制裁,华为也大概率会停止运转。华为每年向美国供应商采购是千亿人民币的量级,我只举几个关键的例子。
华为每年生产上百万台x86服务器用于骨干网、回传网和云服务等,这些服务器CPU都来自美国,英特尔还刚获得华为最高的十年优秀供应商奖。基站上常用的FPGA和DSP等芯片,华为也离不开美国的Xilinx和TI等公司。各种美国EDA开发工具和数据库授权也都存在严重问题。
那么年产上亿台的华为手机不是有麒麟芯片吗?我们且不说是否还能继续获得ARM的授权,手机上还需要大量其它芯片也难以解决,比如存储芯片和Skyworks等美国公司的高阶射频芯片等。
不可忽视的是,美国谷歌的安卓授权也是必不可少的。如果受制裁无法得到谷歌授权,即使你的Clone OS和APP完全兼容安卓,在海外能否卖出去也是个问题。
当然,华为已经在努力摆脱这些制约,比如研究服务器转到ARM架构,FPGA转成自研ASIC,光通信和OS也自己研发。但是,这些显然不是能够一蹴而就的。
###3. 没有华为的话,全球5G就会失败吗?
网上还有一个传播很广的说法,某英国专家说华为是唯一已经准备好的5G设备厂商,离开华为各国5G建设要倒退很久。
很遗憾,这个只能相信一半。AT&T和Verizon是最早5G商用的几家运营商,完全没有用华为设备。
毋庸置疑,华为在5G上面的提前布局和巨额投入,使得华为成为5G市场的领跑者。然而,华为的地位有多么领先呢?我们来看德国专业知识产权分析公司IPLytics的两个表:
(5G厂商声明专利数排名)
(5G厂商专利组合强度排名)
从专利数来讲,华为并不占优,但从强度看华为仅次于高通。
高通已经宣布了5G专利收费标准,对于大多手机厂商必须做的多模手机,高通税仍旧高昂达到手机售价的3.25%,加上其它专利组合将达5%。诺基亚会收到3欧元一台,而爱立信约收5美元一台。
这三家主要巨头现在都不做手机,所以华为终端要净付,这样算起来每年华为要付几十亿美元专利费。这显然并不说明华为在5G具有垄断型优势。
很可能华为会选择与高通做专利交叉授权,但那样的话广大使用高通SOC的手机厂商,比如三星小米OV,很可能在高通的保护下就不需要给华为专利费了。剩下使用联发科和展锐芯片的大量二三线手机品牌集中在中国,华为的专利只能向他们去收吗?这不是愤青反感的自己打自己。
也许是这样的原因,三巨头公布5G专利收费标准后很久,华为好像还没有正式公布专利费率。
仅从专利上看,华为在5G的技术领先并没有得到应得的好处。而在西方的围堵下,虽然签下很多5G运营商合同,但是如果缺了美日一些巨头,营业额上会打很多折扣。
美国的AT&T和Verizon有多么有钱呢?这俩的净利润比9亿用户的中国移动高近3倍。日本三大运营商和德国电信的营收和利润也比中国电信要高。虽然中国运营商的基站数量远超全球其它国家,但是如果说华为5G挣钱主要来自中国,那么听起来总是有点尴尬吧。
在中国厂商被围堵的同时,一直在3G/4G运营商市场默默挣扎的三星却借机杀入美国,和AT&T及Verizon都签下5G合同。看看上图三星的专利数,就知道它的野心有多大了。
###局势
那么,华为5G就真的没有优势吗?不是,华为的优势非常大。华为CNBG拥有最成熟的产品线和最强悍的实施执行。兵团式作战的方式和不惜代价的占领让竞争对手完全无法招架。
如果美国真的制裁华为,那么多美国盟友的运营商设备谁来维护呢?在华经营的美国跨国公司不担心被报复吗?美国真的能承受全世界170个国家数亿用户的指责吗?华为CBG每年高达1-2亿的新用户和良好口碑是新的极其重要的护身符。
回到孟晚舟案,虽然她被保释后国内一片乐观,但实际上美国拿着大猫还没出牌。从美国选用专门对付华尔街的纽约东区检察官来看,罪名的编织非常有技巧。“欺诈银行”这种罪名绝对是高明律师精心讨论出来的,不是很好破。
这个案子很难在短期结束,它还会在很多敏感时刻展现它的副作用。愤青的怒火发在加拿大身上更是让美国得利。其实加拿大是华为坚定的合作伙伴,其最大运营商Bell和Telus从10年前就开始使用华为设备。
特朗普2020年竞选连任的时候刚好是美国经济可能下滑的时候,挑起科技冷战也是他无法承担的后果。
利益体之间的冲突,是一种高手的对决。真正的高手,不会把对手赶尽杀绝,而是通常采取遏制的战略。
###画蛇添足的评论
华为绝对是最令人敬佩的中国企业之一,也是最具自我批评精神的公司,相信也是能够接受外界评论的公司。
背靠中国的工程师红利及其无坚不摧的金钱激励文化,华为目前是不可战胜的,因为复制精锐的8万工程师队伍及其庞大的知识库在地球上似乎已不再可能。然而,华为也有让人失望的地方。
华为并没有优秀的基础研究,因而没有真正尖端的产品和技术让对手望尘莫及。华为的研发,集中在应用领域,这使得她可以比竞争对手早半年或一年推出新产品或新功能,但是这是靠堆人力和堆加班实现的,而华为似乎一直以吸引非一流大学生为荣。忍不住说一句,在生物科技领域,我国顶尖大学也是在靠堆人力和堆数据来发表Science/Nature/Cell论文,而关键创新少之又少。这似乎是中国研发的怪圈,赚快钱为王,如同做了几十年汽车,却还是做不好发动机。
华为的最大短板我认为是在软件上。狭义的精品思维,是漂亮只放在硬件上,外光内枳。但是未来一定是软件的天下。
虽然华为非常重视IPD开发流程,但是华为文化很难吸引顶尖软件人才,而实际编码人员又很多在底层,枯燥地实现协议栈和各种接口功能。软件问题的日益重要性看波音737Max就是最好的例子。
华为要充分实现客户安全可信和强壮扩展的要求,以及满足类似欧盟GDPR等数据安全标准,需要积极贡献开源社区,也许还需要大量重构和重新编码。这时一个顶尖高手的作用可以顶一百个普通码农,因为没有高手的结果是重复性的低质量代码。各种漏洞会很容易被西方国家找出新的借口。
长期以来,东征西征破楼兰的蒙古帝国式扩张一直是华为的主旋律,所到之处对手土崩瓦解,朗讯北电等一个个辉煌的名字像古代文明一样倒下。但是,华为并不是一个真正的多元文化跨国公司,感觉有点像征服一个地方就派一个总督和殖民团队。在逆全球化民粹主义卷土重来的时代,潜在风险在暗流涌动,甚至连国内也产生了因支持华为而对欧美产生强烈敌意的群体。5G原本只是个基础设施而已,而且是一个不太成熟的东西,为什么会产生意识形态的争端,也许这里还有背后我们忽视的东西。
2. 媒体口中的5G和真实的5G区别有多大
这篇文章也许会颠覆一些人的认知。原因只有一个,从激动的自媒体中得到的信息碎片不一定能组成一个完整的图画。
5G是国运之战吗?
很遗憾地告诉那些因为和平了四十年而渴望战争的粉红小脸朋友们,它肯定不是。
为什么呢?
且不说5G的应用还不明朗,5G的进入门槛其实是降低而不是升高了。
在5G全球范围内,你将看到更多的供应商而不是过去垄断的寡头。
在多数自媒体的口中,5G是最伟大的硬件,只有戴着皇冠的公司才能摸到的明珠。
但真实的5G核心,其实是软件。
###一、
5G是移动通信历史上一次重大变革,并不在于它的速度比4G快多少倍,也不在于所谓时延缩短多少倍。
这个变革在于通讯技术标准将从硬件主导转到软件定义,互联网IP技术将可以完全接管电信设备商的各种专用硬件设备。
其实很可能根本不会再有什么真正意义上的6G(新频段和宣传除外),因为5G本身就是软件驱动的网络,可以自主升级,硬件不用同步升级。
互联网就不叫什么2G Internet或者4G Intenet。
用简单的话来说,就说从5G基站到承载网到核心网,完全可以全部用x86或ARM标准服务器(COTS,或白盒硬件)和互联网技术实现。只有基站的射频单元,算是残留的通讯小盒子(算超大号手机),技术方案可以直接从基带厂商买到。
###二、
有人听到这里会产生疑问,那么运营商只要去买服务器就好了,那华为中兴爱立信诺基亚做什么呢?
这是个完美的问题。
罗马不是一天建成的。
运营商的技术储备还不够,纯软件5G方案还不成熟,他们也不想马上把现在的设备都砸了换成便宜的商用服务器。
运营商还需要电信设备供应商帮他们尽量利用现有设备,逐步升级到5G,然后才考虑如何替换供应商或者压价格。
设备供应商呢?当然要尽力阻止或拖延运营商从移动通信专用设备转到互联网标准设备去。
所以呢,运营商和电信设备商在5G时代产生了微妙的关系。
###三、
众所周知,美国在电信设备领域早已败退,但是它在互联网硬件仍然是当仁不让的霸主。 那么这些硬件巨头有没有惦记着5G大蛋糕呢?答案是当然啦。
英特尔说用我的x86 CPU啊,我连基站专用Atom都做好了,用FPGA也行。而且英特尔只卖了5G终端基带给苹果,基站基带自己还留着呢。
HPE和Dell/EMC说,用我的服务器和存储啊。
Cisco说,用我的网络设备啊。
等等,可他们没有5G软件啊。
软件的新功能包括虚拟化、切片还有AI可以大大增强网络功能和降低维护成本。 这时美国软件实力登场了。好多中小型公司横空出世,可以提供端到端的5G软件,比如Mavenir、Altiostar和Parallel等公司。他们又和Cisco、NEC等公司结盟,共同挑战传统电信设备制造商。
###四、
现在开始有意思了,互联网厂商挑战电信设备商。
其实在4G时代,这个事情发生过一次。那次是WiMax挑战LTE,结果是LTE偷偷学了对手的秘籍干掉了WiMax。
5G的这场战争,长远看并不是华为和爱立信之战,而是他们和运营商以及互联网厂商之战。
5G核心网已经和互联网技术融合,但接入网(RAN)总还是电信设备的地盘吧?
2018年开始,中日美德英等国最大的多家运营商结成O-RAN联盟,邀请了几乎能数得出名字的互联网和电脑巨头,一起制定开放RAN标准。
O-RAN还和Linux基金会组成O-RAN软件社区,试图用开源方式颠覆传统电信设备商的最后堡垒。
Linux基金会号召用开源实现无线通信
请注意,O-RAN是中国移动发起的,中国三大运营商都是成员。
诺基亚和爱立信意识到大势不可阻挡,后来也先后加入了O-RAN。双方的博弈在于运营要求兼容O-RAN,但是在政治影响下大干快上时也许顾不上。 唯一拒绝O-RAN的是华为。
华为坚称通用设备的性能比专用设备差。确实在没有优化的情况下,通用服务器的功耗会较高,软件的稳定性也还没有被时间验证过。
专有设备和专有协议(特别是CPRI)本身是很道坚固的马其顿防线,更何况运营商对风险是很厌恶的。
拿银行业来举例,现在的服务器集群在性能上已经完全可以取代IBM大型机了,但哪个行长敢拍板不用IBM呢?
###五、
随着5G网络虚拟化的推进甚至下沉到基站,分布式网络易被攻击的弱点也更加明显了。所以各国在批准5G前就要求设计网络保护,这个和之前几代有明显不同。
因此,美国构陷华为成为了国策,电信战还是贸易战已经无法分清。
沃达丰和AT&T等运营商开始试探转向软件定义网络(SDN),这是他们颠覆华为爱立信统治下的旧模式的第一步。
但是,目前阶段让运营商不用华为是痛苦的。5G本身投资巨大,如果还要替换华为的4G设备成本是难以承受的。
没有历史设备负担的新运营商,比如日本乐天,在NEC和美国软件商的支持下正在做5G全云化软件的吃螃蟹者。乐天认为总投资可以缩减40-50%,最关键的是运维成本和人员可以降低到传统硬件的几分之一,100个人就能维护几万个基站。乐天的消费者手机费率也只有竞争对手的一半。
更有意思的是,乐天认为自己可以摇身一变直接成为华为和爱立信的对手。中小运营商只需要购买乐天的全套软件(通信平台),就能迅速打造自己的5G。
业内专家都在饶有兴致地观望乐天是否能够成功。
###六、
美国芯片厂商仍主导着5G硬件生态系统,但5G全虚拟化软件仍然有待市场检验和完善。
很多人质疑软件定义模式是否会成功。这里我们应该看到特斯拉和SpaceX的案例,两者都在所有人认为不可能的领域做到了软件定义的颠覆。不说特斯拉软件定义汽车打得传统车企灰头土脸;SpaceX用普通的x86硬件加上Linux平台,用软件自动发现硬件问题的方式实现了不可思议的快速迭代。
5G的标准仍然在演进中。这个月,3GPP预计将发布第16版也就是5G Phase 2,包括物联网标准、自动驾驶和提高5G效率的很多功能。
5G第16版是一个关键版本,标志功能完善的一个里程碑。
5G的进化还和频谱有关,考虑到各国的分配不同和技术的开发过程,这也是循序渐进的。
那么我们之前买的手机居然是不完整版本的5G?那么那些基站也是不完整版本的基站?
我只能再强调一下,5G的理念核心是长期升级的软件。在这个意义上,全云化的软件5G方案在升级和维护中优势明显。
###结语、
5G作为基础设施对投资就业和社会经济发展肯定有积极的作用,我们应该大力支持。
5G绝对被当成政治概念了。但是,其中革命性的技术元素让我们看到新的变革可能会来临,而美国和日本也许占了部分先机。
5G的主要用途,也许开始会集中在商用领域。消费者呢?可能除了看看视频还是看看视频。
3. 手机基带芯片往事(2023修订版)
大家知道,我现在不爱谈半导体。作为一个极其庞大而且分工协作极其细分的产业链,又涉及到无比复杂的交叉科技和地缘政治,不可能简单用红色蓝色或者黑色白色就上个标签。也许,大多数人并不想知道事实或真相,他们只想知道自己是对的。
哲库(Zeku)的事倒是让我触动挺大的,可能领导们没看过这篇老文章吧。所以翻出来修订再供大家批评。
华为的手机芯片在麒麟以前是用山峰来命名的,应用处理器(AP)是喀喇昆仑的K3,基带(Baseband Processor或叫Modem)是不那么出名的巴龙雪山;更不为人知的是3G芯片梅里(雪山),因为它失败了。哲库的芯片命名用马里亚纳海沟。我想大家的寓意都是一致的,用于描述这项探险的艰难,但理解上却存在上天下海的偏差。
引子
16年前,乔帮主发布第一代iPhone的时候,其实心里还是不太有底气的。在发布会前乔布斯整整排练了6天,但是问题不断:iPhone不是打不了电话就是上不了网。更糟糕的是,当时英飞凌提供的基带芯片连3G都不支持,而诺基亚和摩托罗拉早4、5年就有了3G手机。
为了赶运营商AT&T的暑期档和敲定绑定合同,乔布斯不得不提前发布了iPhone一代:一个半成品,一个只能打电话的音乐播放器。因为它还没有应用商店不能装软件、不能输汉字、只有2G、没有GPS、而其发售还要等半年后才开始。
iPhone仓促的发布使得谷歌得到充足的时间来模仿和学习iPhone。第二年,第一代安卓机G1发布时就完全赶上iPhone的进度,直接提供3G支持和应用商店,带GPS能导航甚至能换电池,高通SoC的信号还特别稳定。此后,安卓的市占率一路飙升把iPhone甩在后面。
(2008年我在硅谷买的HTC Dream(G1)
原本认为自己遥遥领先至少两年的乔帮主震怒地说到:“我要用尽苹果400亿美金的现金,发动一场热核战争,来摧毁安卓,because it’s a stolen product(因为它是偷来的)。”
回过头来看,苹果当初为什么选择了当时并不算领先的英飞凌作为通信芯片提供商呢?新入行半导体圈的朋友,也许不知道2G-3G时代手机芯片竞争之惨烈,我们慢慢回顾一下。
一、群雄争霸
在模拟手机(1G)时代,摩托罗拉是毫无疑问的老大,占据超过7成的市场份额。而其半导体部(后来的Freescale),当年也是非常强悍,比如给苹果电脑的CPU性能还曾比英特尔强半代。
欧洲国家为了干翻摩托罗拉,合伙搞了GSM标准,随后相关手机也纷纷出炉,平均一个国家一个吧:芬兰诺基亚,瑞典爱立信,德国西门子,荷兰飞利浦,法国阿尔卡特等。这些厂商不仅做手机,也自己做基础网络设施(基站等)和芯片,个个是全能。
有意思的是,好像没看见英国手机品牌。后来倒是一家曾叫橡果(Acorn)的英国公司倒是横扫世界,这就是ARM。乔布斯大刀砍掉ARM为基础的Newton平板后,慧眼识珠的是TI(德州仪器)。TI在诺基亚商务机6110开始引入ARM7并独家贡献了7成收入给橡果,使得ARM又熬过10年大翻身。(中国同期也有一家流弊到爆的橡果公司,是今天直播带货的祖师爷,后来也栽在手机带货上。)
(我喜欢揪着那个天线把手机从裤兜里拿出来)
美国的半导体厂商情况比较复杂,做手机主芯片的公司一堆,比如TI、Skyworks、ADI、Agere、Broadcom、Marvell、Qualcomm等。但是在美国的手机大厂基本就摩托罗拉一家,人家自家有芯片还很强。所以这些芯片巨头纷纷跨海寻找客户,引起一团又一团的乱战,最后又纷纷栽倒。
值得分析的是,这么多厂商蜂拥挤入GSM,一方面说明了手机市场的爆发,另一方面说明在2G时代做手机芯片技术门槛并不高。
不过,不像今天手机芯片集成度很高,那时的各家设计真是百花齐放,今天一个芯片可以完成的工作,当年用MCU+DSP+AD/DA+ROM+RF等十几个芯片和几十个分离器件是很正常的,各家的套片和开发工具都不一样,调试更是非常麻烦。低集成度的芯片这给手机品牌厂带来巨大的不便,因为这对技术能力的要求非常高。设计一款手机的板子和软件非常耗时,因此后来各种方案公司(独立Design House,IDH)纷纷出现,为原厂直接提供设计原型或模组。同一块板子,原厂只要设计外观和菜单就好了。
而这些IDH,后来经过大浪淘沙,留下来的是今天手机代工巨头。
三、欧洲手机芯片的归宿
1999年,西门子半导体部分拆独立,这就是英飞凌(Infineon)。记得多年前在英飞凌上班的时候,西门子手机是标配。公司还有个奇怪的福利,就是手机如果丢了的话,还能再买一个免费报销。现在想想也许这不算福利,手机丢了让你别犹豫赶紧买一个别耽误工作:-)。
西门子手机的质量真是好,感觉拿它当榔头敲钉子都不会坏。但是在那个手机没啥功能的年代,外观和铃声啥的比内涵更重要,西门子这种慢公司逐渐跟不上了。2005年,在试图卖给摩托罗拉失败后,财大气粗的西门子居然倒贴3.5亿欧元把手机部门送给台湾明基(BENQ)。但之后一年,当时世界第一大手机代工厂明基的自有品牌梦就破灭了,主要原因大概是德国人所谓的工匠精神太慢了。
(我的3618摔了无数次,死活不坏)
在西门子手机不灵光的时候,单一大客户的英飞凌无线事业部原本也摇摇欲坠。就在2005年,英飞凌奋力推出业界领先的面向100美金低价手机单芯片解决方案X-Gold,一时间吸引并成功打入诺基亚、LG、三星和康佳、中兴等厂商。
同时,秘密研发iPhone的乔布斯,也正在寻找一款高集成度功能简单的手机方案。这个我们留到后面再说。
放弃西门子手机后,我改用了飞利浦9@9c,这款手机除了轻便好看,还有个神奇的特性,就是能待机一个月。出个差都不用带充电器,在今天简直是神话。
可惜飞利浦手机只比西门子多坚持了一年,被卖给了中电(CEC)。飞利浦芯片平台在CEC旗下公司又来回玩了几年就瘫痪了,但超级省电的基带设计也许后来被工程师带去了华为。
阿尔卡特手机品牌在2005年卖给了TCL。我们来看欧洲另两家手机芯片豪门(NXP和STMicro)的结局:
2002年,阿尔卡特手机芯片部门并入意法半导体(ST)
2006年,飞利浦半导体独立,即恩智浦(NXP)
2008年,NXP无线部门分离和ST成立合资公司ST-NXP Wireless
2009年, ST-NXP Wireless和爱立信手机研发合并,成立ST-Ericsson
2013年, ST-Ericsson关闭(相当于倒闭)
和其它欧洲手机大厂不同的是,诺基亚更擅长设计外包。一开始,诺基亚就选中了半导体业综合实力最雄厚、产品线最齐全的德州仪器(TI)作为合作伙伴。
TI高超的技术能力为诺基亚带来了丰富的产品线和稳定的通讯信号质量。很少有其它厂商在推出这么多型号后还没几个因品质搞砸了的机型。不过,几乎算是用TI做单一平台的诺基亚在全球手机市场份额达到惊人的49%时,不再满意自己对TI的议价能力。
2007年,诺基亚开始了新的多供应商战略,STM和英飞凌为了打进去都提供了利润极低的报价。由此,TI开始讨厌基带芯片的业务,一年一换代的更新也太快了,ROI比起TI的那些十多年生命期的工业类芯片差太多。
2008年,TI宣布逐步退出基带业务,逼迫诺基亚2012年前完成全面换平台。结果是加上苹果和安卓的突袭,诺基亚也从2008年开始了市场份额下降的漫漫长路。
诺基亚自己也有个小型的Modem部门,主要是基带技术研发而不太做芯片,终端产品有那种电脑上网用的USB Dongle。这个东西比手机简单很多,因为不需要操作系统以及屏幕键盘等。中兴和华为当年就是靠这个东西进军消费者业务,靠低价高质席卷欧美,为后来的手机业务打下扎实的基础。诺基亚的Modem部门在2010年被卖给日本的瑞萨。
2011年开始,诺基亚全面采用高通平台用于Windows Phone系列Lumia,头也不回地走向了悬崖。
四、美国的芯片战国
1999年,科胜讯(Conexant)从工业自动化公司Rockwell分离。那时的笔记本电脑配一颗科胜讯的有线电话拨号Modem是高端的标志。
2002年,Skyworks从科胜讯分离,专注无线通讯,基带Modem自然也是其主攻方向。新生的Skyworks很快成为德信无线的擅长平台并在中国不少中型厂商开枝散叶。然而好景不长,联发科的Turn-key战略从2004年开始席卷中国两年后,Skyworks宣布放弃基带业务。其后,Skyworks专注于射频前端,靠着苹果、三星和华为手机,和TriQuint与RF Micro合并来的Qorvo成为RF双雄。
亚德诺(ADI)是家很勤奋的公司,一直在中国默默耕耘,手机芯片曾在国内很多二线品牌出现,但只是勉强撑着。联发科在山寨功能机市场大获成功后,急需TD技术进入主流品牌3G市场并和展讯竞争,而ADI刚好有TD芯片。2007年ADI以3.5亿美金把手机部门卖给联发科,这笔交易算得上双赢。ADI算是个美商半导体的另类,公司到今天也没被大公司并购还活得很好。没被吃掉的原因很简单,创始人Ray Stata一直掌舵,直到去年88岁才卸任董事长但仍留在董事会。这符合本人另外一篇文章《BIOS和PC的故事》中的总结。
博通(Broadcom)一直在Wifi蓝牙GPS领域占据领先地位,但用其基带厂商真不多见,它的基带往往作为搭售,有点不同。但是作为公司名字带com的通讯公司,砍掉基带这个大市场真是下不去手,所以在3G时代一直强撑着。2012年博通收购瑞萨的LTE平台,试图在4G领域进行反攻。然而,后面的LTE芯片开发实在是太费钱还不顺利,进度一拖再拖,到2014年终于宣布不玩了基带了。
Marvell是华裔公司的荣光,抓潮流的能力非常强,在存储和Wifi的风口都果断抓住。2006年Marvell再次显示了其远见,收购了英特尔的ARM(XScale)手机平台,等于囊入当时最火的Palm智能机。要知道这正巧发生在iPhone诞生前一年。还有一件事,TD-SCDMA被所有人不看好的时候,Marvell推出了支持TD的芯片,压中了中移动。Marvell 手机平台的大客户是黑莓,这个风口抓得也很准。只可惜后来基带市场拼得太惨烈,Marvell那些上一代智能手机客户都奄奄一息,在2015年Marvell也裁撤了基带团队。
Agere是原来朗讯的半导体,作为传统语音通讯的玩家,确实能熬到新世纪已经很不错了。2006年,Agere被LSI收购,2007年LSI把Agere的手机基带部分卖给了英飞凌。
值得一提的是,高通曾为了抵抗反垄断法把CDMA IP授权给LSI。LSI在2002把CDMA IP又卖给了威盛,即威睿电通(VIA Telecom)。后来这个IP值大钱了,威睿把它又授权给联发科和英特尔,这下他们都能不给高通CDMA版税做全网通了。
今天大热的NVidia,在基带上也走了一段弯路。皮衣黄老板对前沿技术的感觉,在业界无人能敌。智能机大潮来临时,NVidia自然不能放过,Tegra芯片在早期抢滩了不少生意。2011年Nvidia收购了Icera,试图补足通信能力后开始形成做全整合SoC的能力。
然而,黄老板也低估了做基带Modem的难度,到2015年不得不宣布放弃。这件事在当时对黄老板打击应该是蛮大的,因为这意味着最火最热的手机市场和NVidia无关了。大概也是这个原因,过了几年黄老板横下心想收购ARM。
但是塞翁失马,躲开了手机领域的乱战,为NVidia在后面深度挖掘GPU的潜力(CUDA/HPC/Crypto/AI…)而一飞冲天也许不无关系。
五、联发科(MediaTek,俗称MTK)
前面提到收购西门子手机市场失败的明基,旗下有个芯片部门叫络达,WLAN和射频比较强。2006年,联发科以高溢价收购了络达,给自家基带补足了短板并完成了3G的卡位。
MTK和台厂普遍有个独有的能力,就是渠道管控非常高明,一方面通过代理培养了无数名字都没听过的手机厂和design house,另外一方面通过走货商(贸易商)调节市场需求和价格。加上大陆中小品牌对现货的热爱以及大手机厂对倒货的诱惑,MTK的成就是欧美大厂很难复制的。
现在一窝蜂搞各种芯片包括碳化硅,和当年一窝蜂搞design house和山寨机一样一样的:小打小闹门槛很低,但做大做强也很不容易。老板们对赚快钱的渴望远大于使命感。
MTK在4G时代也不太顺利,产品研发一直落后于高通。那时华米OV等大厂几乎没有用MTK的,由此也可见基带之不好做,经验大厂也可能会栽跟头。
直到后来MTK破釜沉舟豪赌5G,以天玑系列芯片销量逆转高通。
六、结局
总之,手机基带Modem的玩家欧洲木有了,大玩家里剩下韩国的三星、美国的高通、中国的联发科、海思和展讯,也许还有中兴。相信能坚持读到现在的朋友,关于高通和华为应该不需要再多讲。提及华为巴龙Modem的综合素质之优秀,让我们既自豪又惋惜。
随着国际基带平台的各种大洗牌,国内曾风光一时的Design House也死掉九成多,比如和飞利浦合作的中电赛龙,后来因飞利浦芯片问题丧失竞争力而倒闭。和英飞凌合作过的嘉盛联桥,后来成了著名的跑路公司。提早转到联发科平台(2013年MTK收购了MStar)和提早转成手机ODM代工的Design House在熬过了2G-3G的乱战后,后来脱颖而出:比如闻泰、龙旗和华勤等。
当年战国争雄的时候,中国的TD-SCDMA制式还曾冒出过几家芯片公司,比如飞利浦与摩托罗拉参与投资和提供技术的天碁,和诺基亚与TI参与投资的凯明,还有大唐联芯等。天碁最后卖给ST-Ericsson,凯明花光了钱破产。TD的故事估计没100页讲不完,反正是个烧上千亿的故事,最后在基带上结下的果实最后大概只有展讯吃到了。
七、苹果
最后回来继续说苹果和英飞凌。
英飞凌在诺基亚三星LG等客户处都只是个廉价备用的第二第三货源。加上iPhone前三代的销量并不高,因此英飞凌无线部门仍一直亏钱。到了划时代的iPhone 4推出的时候,虽然英飞凌仍是WCDMA版主要供应商,但高通作为CDMA2000版基带提供者也加入进来了。两者实力一比便比出了差距。高通在CDMA是垄断态势,苹果也没更好的选择。
最初乔帮主选英飞凌是看重它单芯片集成度高,塞到iPhone里板子不会太大。另外英飞凌因为客户少对苹果依赖度高,而苹果做手机当时也很小,其它芯片大厂很多还看不上它,等于两家抱团取暖。
然而恐怕老乔这么有远见的人也没料到3G/4G会以这么快的速度和WiFi平起平坐,苹果的研发重心都放在自研SoC处理器忽略了基带。
当年英飞凌3G平台开发进度慢,因为方案是在2G芯片的基础上增加3G,这个难度后来证明比推倒重来还大。跑英飞凌基带的iPhone常存在信号弱的问题,在iPhone 4时乔布斯把天线做成手机外面整整一圈不锈钢来提高信号强度,结果出了“天线门”。
虽然极其不喜欢高通的高昂版税(手机售价的5%,而iPhone卖得贵啊),乔布斯还是被迫从iPhone 4s起放弃英飞凌转到高通平台,因为高通技术确实强,在接下来的4G LTE平台更是遥遥领先。
2010年,英飞凌把无法盈利的无线部门以14亿美金卖给英特尔,应该说是个极佳的结局。因为对比Freescale、TI、Skyworks等公司Baseband部门,都是没人买而自己关闭的。乔布斯评论英特尔收购英飞凌无线时说,“我很高兴。”
当时没有人知道他高兴什么,因为英特尔收购了英飞凌无线后马上就丢掉了苹果这个最大客户。还有些科技媒体评论到苹果应该自己收购英飞凌,不过过了几年我们开始明白点了。
最最关键的是没有英特尔这种亏得起的老爹,英飞凌无线真真是熬不下去。英特尔收购后的这个部门一亏就是连续6、7年和烧掉上百亿美金,即使这样开发进度还一直落后。如果不是英特尔财大气粗,早坚持不下去了。
Tim Cook顶着网友的怒骂和专家的批评,从iPhone 7开始重新引入英特尔LTE基带作为双货源之一,即使性能上比高通差不少。苹果甚至把高通芯片进行限速,来掩盖英特尔芯片的不足。
而到了iPhone Xs一代,英特尔基带Modem XMM7560正式取代了高通,像是完成了老乔的心愿,不交高通税省了一大笔钱。
但是,到了5G研发时英特尔仍然delay,原本应该搭载5G的iPhone 11没赶上,连iPhone 12都眼看要跳票。
2019年,苹果只得收购了英特尔基带团队,宣布重新用回高通。然而过了四年,苹果还是没有能推出自研的基带,完成Apple Silicon最后的一块重要拼图。
以苹果这么强悍的财力,问题出在哪儿呢?
因为开发模拟或数模混合芯片并不能像开发数字芯片那样直接买IP堆钱堆面积,需要长期know-how的积累。基带和射频的配合,也是个经验磨出来的技术活,5G射频功放(PA)也是著名的难做。英飞凌(英特尔)平台因为客户少,试错的机会也少。研发和测试投入太高而后期只有一个客户的话,分摊也显然非常不划算。
像目前最先进的5G基带还集成了射频,速度可高达10Gpbs,不仅要支持2G-4G,还要支持各国不同的频段包括毫米波甚至卫星通信,测试下来工程师要跑遍全球的各种基站环境,这就是长期积累的价值。这不像开发软件第一版一堆bug可以快速收敛,这种复杂芯片测试出来bug一多就完蛋了:上市时间窗口和高昂成本根本不允许反复流片和迭代,像纯数字芯片那样靠软件处理bug也不大行得通。
因此,从2G到5G二三十年的各种犄角旮旯的积累,全部是有价值的,这和工业软件的路子倒是非常像的。可能这也是目前几乎没有基带新玩家的原因吧。
话说回来,10多年前的那波基带厂商群雄争霸(芯片/设计公司(IDH)/ODM等),为今天培养了大量关键人才和奠定了技术及市场基础,也造就了中国很多杰出的手机企业。本文只是从一个狭窄的角度抛砖引玉,期待各位可以一起回顾那段疯狂而燃烧的岁月。
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