投稿|高通凭什么成为基带芯片之王？投稿|芯片|高通|苹果

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文｜半导体产业纵横

随着苹果的蜂窝基带芯片不能如期出货的消息传出，基带芯片再次成为大众关注的热点。如果苹果基带芯片顺利研发，那么未来iPhone有希望将自研的基带芯片整合到苹果自研的处理器芯片上；不过预计今年更新的iPhone 14将接着使用高通的基带芯片。外界预测，受此影响iPhone 14可能将继续使用iPhone 13系列搭载的A15处理器，可能只有Pro机型才会使用新款A16处理器。
基带芯片对于苹果来说像是一块白墙上的泥点。一直以来追求完美的iPhone让人诟病最多的问题之一就是信号差。而影响手机网速、通话质量的通信基带，自然成为苹果公司最希望优化的部分。
虽然苹果在芯片自主研发领域的实力不弱，苹果成功地研发出了用于电脑的ARM架构处理器，并且在性能上进入第一梯队，但苹果始终使用着别家的基带芯片。英特尔和高通都曾是苹果的基带芯片供应商，但随着英特尔退出基带芯片市场，苹果的基带芯片就完全依靠于高通了。
对于苹果来说，只要关键芯片使用其他公司的产品，或许就没办法实现最为极致的性价比，于是苹果踏上了自研5G基带芯片的道路。此消息一出，高通也表示2023年iPhone仅有20%的5G基带芯片会来自高通。然而，随着苹果5G基带芯片没有如期研发成功的消息一出，高通或许还会为苹果供应更多的5G基带芯片。
研发能力强如苹果为何也搞不定5G基带芯片？高通为何能够一直把握5G基带芯片市场？而随着物联网市场的发展，基带芯片仍有无限潜力，中国作为全世界主要的物联网市场，中国基带芯片厂商在本土市场发展的怎么样？
基带芯片难在哪？目前的基带有两种形式，第一种如高通的骁龙888将5G基带芯片集成于SoC，骁龙888提供完全集成式的 5G 基带，而不再像以往内部包含单独的基带芯片；另外一种则是外挂式，如苹果iPhone系列A14芯片外挂高通的骁龙5G基带。
虽然iPhone 13系列的A15不再外挂高通的基带芯片，但终归需要集成其他公司的基带芯片。使用别人的基带芯片就意味着整个处理器的自主性没有达到100%，此前苹果曾经因为与高通的专利纠纷不得不停止销售一部分iPhone机型，因此为了避免重蹈此类覆辙，苹果一直在减少对供应商的依赖。为了研发基带芯片，苹果还从英特尔挖走了2000多名基带工程师，致力于开发自研的基带芯片。
一份来自FossPatents的报告指出，苹果自研5G基带芯片失败不是因为技术问题，而是因为无法绕开高通的专利。如果依旧要使用高通的专利，那么对于苹果来说自研基带芯片的意义就大打折扣。
几乎所有后入局自研基带芯片的参与者的入局都离不开收购专利，但对于苹果来说购买专利会与苹果自研基带芯片的初衷相悖。
联发科支持中国移动3G网络就是通过收购ADI(亚德诺半导体)TD-SCDMA基带业务；而联发科支持中国联通的3G网络则是通过与高通达成WCDMA专利达成协议。而华为在3G时代也是通过使用高通的专利实现的。
【投稿|高通凭什么成为基带芯片之王？】对于苹果来说，自研基带芯片的终极目的是要让提高苹果内部芯片的集成度。完整的芯片体系有助于苹果降低芯片的成本，从而获得更多的利润。只要仍需要依靠高通的专利，那么对高通的依赖就依旧存在。这部分专利费让成本随之上涨，这意味着使用自研的基带芯片反而让成本增加了。出于这种考量苹果不得不暂时搁置自研基带芯片的进度。
高通在5G基带上有多强？那么成功“狙击”苹果的高通在基带技术上有多强呢？可以说，地球上几乎每部手机都在使用高通的技术。
根据美国商业专利数据库发布的报告，高通在2021年美国企业申请的专利数量排名第十位。虽然对于半导体企业来说，专利多并不是什么稀罕事。但是高通的专利不仅仅是用来防止其他公司“抄袭”的；更重要的是用来产生利润的。仅2022年第一季度，高通专利费的收入就达到了17.5亿美元，占总营收的15.7% 。

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根据上图的数据不难发现，如果高通的收入加上专利费，那么高通与第二英伟达之间的差距会更大。
高通官方数据表明目前有467家企业在使用高通的专利。除了苹果，还包括华为、中兴、摩托罗拉的产品均在使用高通的专利技术。而具体到5G领域，高通拥有超过150项专利，因为高通的发明起步早、基础性强且覆盖广泛的地理范围，这意味着高通的专利积累领先于行业数年。
那么高通是怎样成为“专利大王”的呢？
高通成为通信行业的领导者离不开一个关键技术CDMA，这一技术让高通不仅在为 3G 提供基础的知识产权方面处于领先地位。
CDMA，Code-division multiple access码分多址。这一技术的开端可以追溯到 1940 年代。好莱坞女演员 Hedy Lamarr 和作曲家 George Antheil 受到音符排列方式的启发，推测可以使用多个频率来发送单个无线电传输。“跳频”可以防止无线电信号被干扰。他们为这个想法申请了专利，并把它交给了美国政府在二战中使用。
四十年后，高通看到了 CDMA 在新兴蜂窝领域的潜力。在当时通讯行业的主流技术是时分多址（TDMA）时，高通的创始人 Irwin Jacobs 声称CDMA可以让所有人都能使用得起无线连接。
TDMA 通过利用语音中的自然停顿在单个无线电波上发送多个传输。在 CDMA 中，每个呼叫都分配了一个代码，该代码在宽频谱上加扰并在接收端重建。多个用户可以同时说话，从而允许在相同数量的频谱上进行更多对话。

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当时行业已在 TDMA上投入了数百万美元，并且不愿改变方向。一些人认为，CDMA 部署起来过于复杂和昂贵，因此并不看好这一技术。
为了发展CDMA技术，高通专注于创新基础设施、空中接口、芯片组和手机，高通花费数年时间进行现场试验、路测和行业演示，以证明 CDMA 可以突破各种限制工作。终于1993 年，CDMA 被接受为行业标准。1995 年，CDMA为全行业向 2G 的迁移进行了商业推广，最终成为全球所有 3G 网络的基础，并帮助定义了最新的 4G 和 5G 技术。
随着互联网变得更加突出，CDMA 成为应对移动宽带新需求的最佳技术。彻底改变了移动计算，影响了其他不断发展的技术。而高通以自身拥有的CDMA基础专利为工具，设计了庞大而关系错综复杂的专利壁垒，而GSM、WCDMA、CDMA、TD-SCDMA网络大量使用了CDMA的技术原理以及专利，很难绕开。
这就是高通一直在基带芯片领域保持领先的重要原因。
国内基带芯片能否扛起大旗？那么我国的基带芯片的研发情况怎么样呢？
在华为被制裁之前，华为在基带芯片领域有了相当的积累。2019年华为发布了巴龙5000，是当时首款正式商用的多模5G芯片。据海思内部人士透露巴龙5000是在2015年启动技术研发的，在5G网络商用之前就已经开始研发，并且随着5G的标准更新迭代芯片设计。
随后海思的基带芯片迅速增长，仅用了一年时间获得了全球蜂窝基带处理器18%的市占率。

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2014 年至 2021 年全球蜂窝基带处理器收入份额（按供应商）
在华为推出巴龙5000的同年，另一家中国半导体公司也推出了5G基带芯片，这家公司就是紫光展锐。2019年紫光展发布了12nm的5G基带芯片春藤519 。在华为受制裁后，紫光展锐接过了国产基带芯片的接力棒。依靠着本土优势，紫光展锐首先在国内Cat 1和5G市场崛起。
根据Counterpoint最新数据，2022年Q1全球蜂窝物联网模块芯片组，高通、紫光展锐和翱捷科技占据了 2022 年第一季度全球蜂窝物联网模块芯片组市场的前三名，市场份额分别为42%、25%和7% 。但值得注意的是，以紫光展锐为代表的国产基带芯片厂家目前都是在物联网蜂窝基带芯片领域发展，在智能手机基带芯片领域仍在追赶。
结语芯片研发是一件漫长且艰难的工作。随着各大半导体公司都在发展自己的研发实力，想要做出顶尖的芯片注定不是一蹴而就的任务。特别是对于追赶中的公司，除了寻找技术上的突破，还要绕过前人走的路，这相当于在为自己增加难度，这也是在基带芯片领域高通能始终保持领先地位的重要原因之一。
在短期内追赶高通的地位，或许并不可能。但是中国正孕育着巨大的物联网市场。这样的市场也催生出像翱捷科技这样的基带芯片公司走向IPO 。
中国基带芯片公司从物联网设备走向手机的路虽然漫长，但未来璀璨。