苹果在实施Apple silicon长期规划后不断拓展自主芯片研发途径,其中历经外界关注多年且耗时颇久的5G Modem芯片C1已正式公开,普遍认为该芯片制造仍由台积电(2330)负责,至于苹果自行设计芯片的实际成效,最新由研究机构发布的研究报告也进行了揭示。
Counterpoint Research近期深度剖析,Apple iPhone 16e物料清单成本揭示,该机型内部自主研发组件总成本占比最大,达到40%。
这些核心推动力涵盖基础芯片、发送接收设备以及配套的电源管理集成电路,在费用节省方面:预计得益于苹果公司的5G技术方案云开·全站体育app登录,每部设备能够节省十美元。
iPhone 16e 的核心部件是处理器,此外还有蜂窝网络模块和电源管理系统,其中蜂窝网络模块和电源管理模块的关键芯片,其市场价值占比分别显著提升至63%和50%,预计 iPhone 17 也将沿用类似的蜂窝网络技术方案。
法人评估,参照苹果iPhone 16e的出货体量今年或达2200万台,那么至少能节省2.2亿美元。
如果未来有更多iPhone导入,依据每年两亿部手机的规模计算,初步估算基带芯片就能节省高达20亿美元的成本,折合新台币650亿元,这个数额非常可观,但是苹果与高通之间存在合约限制,因此业界预计苹果将逐步推进自主研发的新芯片在手机上的应用。
苹果是台积电的主要客户,也是台积电尖端工艺的最大市场。台积电七纳米以下尖端工艺营收比例已经超过七成,具体达到73%。今年第一季度,七纳米产品出货量占15%,五纳米占36%,三纳米占22%,尖端工艺持续作为盈利的主要来源。台积电在美国加大投资力度,金额达千亿美元级别,预计项目资金完全到位后开yun体育app官网网页登录入口,三分之二的2纳米以下尖端工艺产能将设在亚利桑那工厂,主要供应苹果、英伟达、超微、高通和博通等公司的订单需求。
深挖苹果首颗自研基带
现在,无线收发单元是众多电子产品的核心构成,缺少这个单元,人们无法进行社交互动或获取网络信息。当前,不少汽车系统不再把数据保存在车体内部,而是借助信号传输来处理路线规划和影音娱乐功能。特别是移动电话,其内部集成了多种无线收发装置。无线网络、短距离无线传输技术、非接触式感应技术,这些早已融入我们日常生活的方方面面,第四代及第五代移动通信技术,也构成了覆盖范围广的数据传输社会基础建设。
必要设备包含用于区域网络传输的设备,能够进行信号转换,但制造此类核心部件的厂商数量有限,仅有少数几家企业面向市场销售。这些企业包括美国的高通、台湾的联发科以及中国的紫光展锐。华为和三星电子同样掌握5G信号处理技术,不过他们并不对外供应,仅应用于自家产品。三星电子还曾为“谷歌Pixel”系列供应关键部件。苹果公司更换了调制解调器芯片组的供应方,先后涉及英飞凌科技、英特尔以及高通,以此方式持续为 iPhone 和 iPad 配备内置式调制解调器功能。
iPhone 调制解调器的演变
从 2021 年款“iPhone 12”起,苹果便持续采用高通的芯片方案,这款机型也是苹果首次搭载了 5G 模块的设备。预计在 2024 年 9 月面世的 iPhone 16 和 16 Pro 型号,将配备高通骁龙 X71 模块。苹果在2025年2月推出的iPhone 16e采用了公司自主研发的5G芯片Apple C1,没有使用高通的解决方案。接下来我们将关注iPhone 16e和Apple C1的相关信息。
图1展示的是2025年2月推出的iPhone 16e,其内部构造包括一块条状电池,双层电路板,其中上半部分负责通讯功能,下半部分承担处理器任务,此外还配备了TAPTIC感应器、两个发声单元以及一枚由索尼公司生产的单一摄像头。

图2呈现了2024年9月推出的iPhone 16与iPhone 16 Pro,以及2025年2月推出的iPhone 16e的内部构造,同时包括了主摄像头系统的摄像组件和感应装置。其中,只有iPhone 16 Pro配备了L形电池组,而其他两款则使用了条状电池配置。摄像头的单一性,使其能够覆盖更宽阔的范围,进而使得iPhone 16e的电池容量得到增加。48MP相机在像素数量(以及组件构造)上保持一致,不过感光元件的像素尺寸存在差异,iPhone 16e与16 Pro的感光面积相差逾三倍。这三款设备彼此间几乎找不到任何完全相同的组件,这充分展示了苹果公司卓越的研发实力,比如人脸识别等部分就是通用的。

图3展示了iPhone 16e的通信部分,其中包含三个带有苹果标识的芯片,这些芯片的名称为C1。除了苹果公司的产品,还有大量通信功率放大器及其他设备正在等待。每个芯片的包装上均印有APLXXXX的独特识别码。左边有5G调制解调器数字基带,也包含2G/3G/4G功能,右上角有通信收发器,支持MIMO技术,右下角有电源管理IC,负责控制调制解调器系统电源,这与高通、联发科的设置一致,Apple C1还有另一项重大创新kaiyun.ccm,它不用晶体振荡器,改用MEMS振荡器

“C1”调制解调器的起源
图 4显示了 Apple C1 调制解调器的起源。苹果公司于二零一九年取得了英特尔公司的调制解调器业务板块,Apple C1芯片的诞生便是在此基础上进行的,探究其历史渊源其实并无太大必要……苹果公司所获取的英特尔调制解调器业务,原先是由英特尔公司在二零一零年从英飞凌公司手中取得的,英特尔公司收购该业务后,曾在其智能手机平台“SOFIA”系列产品上应用了一段时间,然而始终未能取得显著进展,直至二零一八年“iPhone XS”型号和二零二零年“iPhone SE2”型号的4G调制解调器中应用之后,苹果公司才决定收购这项技术。

英飞凌卖给英特尔的那块调制解调器业务,原本是2007年从LSI手里买来的,转手间隔的时间还不到三年。同年LSI又把Agere Systems给收购了,这样也弄到了调制解调器业务(不过没过多久LSI又把这块业务卖给了英飞凌)。所以说,英飞凌的调制解调器技术,其实是从杰尔系统那里来的。杰尔系统是通信半导体生产商,它于 2002 年脱离朗讯科技单独运营。朗讯科技创设于 1996 年,当时 AT&T 的半导体业务单元被分拆出去。差不多那个时段,日本也经历了一些整合与兼并活动。
表 1呈现了 2000 年代 Agere Systems 调制解调器芯片的一个案例。二十年前,那个时期是手机流行的年代,而不是智能手机流行的年代。诺基亚(TI芯片)与摩托罗拉等企业根基扎实,在日本“功能手机”(搭载日本芯片或高通芯片)流行的时期,针对亚洲及他地的廉价机型多由Agere Systems和联发科制造。

英特尔和苹果调制解调器的比较
表 2 对比了苹果 2019 年购入的最终一款英特尔调制解调器芯片组的配置方案,以及 iPhone 16e 内置的 Apple C1 芯片组的配置方案。基带处理器、收发器、电源管理集成电路这三部分保持不变。苹果全面收购了英特尔旗下的调制解调器业务,这解释了其为何能持续以芯片组形式推进研发工作。包装上的英特尔标志已被苹果公司的苹果标志取代。

表 3 对比了 iPhone SE2 中英特尔最新基带芯片 PMB9960 与 Apple C1 的基带芯片性能。英特尔基带选用英特尔14nm工艺打造,苹果C1基带则由台积电采用4nm工艺生产。14纳米和4纳米之间存在四个工艺阶段,分别是14纳米→10纳米→六或七纳米→四或五纳米,在四纳米工艺上芯片集成度显著增强,所以C1芯片的面积大概相当于PMB9960的两点五倍到三倍! Apple C1的基带部分包含三个庞大的处理器单元,它们组合在一起构成了一个类似众多处理器并存的特殊构造。

高通调制解调器与苹果调制解调器
图 5 突出展现了 iPhone 16/16 Pro 以及 iPhone 16e 的内部构造,其中涵盖了电路板和基带处理器部分。根据之前的说明,预计在 2024 年 9 月推出的 iPhone 16/16 Pro 型号将配备高通骁龙 X71 调制解调器芯片组。从2025年苹果的iPhone 16e型号起,这款设备将采用苹果自研的Apple C1芯片。可以肯定的是,苹果公司正在积极研发后续的C2与C3芯片,这些新芯片极有可能在2025年秋季推出的新一代iPhone上逐步替换现有配置。不仅如此,现阶段由博通公司负责生产的Wi-Fi和蓝牙相关芯片,未来也将被苹果的自主设计专用芯片所替代。我无意散布不实信息,因此或许要再等些时日才能知晓相关情况,不过我打算介绍一下真实的芯片状况。

表 4 对比了 iPhone 16/16 Pro 所配备的高通“SDX71M”5G 基带芯片和 iPhone 16e 中采用的 Apple C1 基带芯片,对比内容涵盖了测量尺寸等具体参数。两者在基础配置上极为接近,封装内部均整合了数字处理器和 DRAM 模块。尽管制造工艺存在差异,高通芯片采用的是 5nm 技术,而苹果则使用 4nm 技术,但高通芯片的物理尺寸反而更小一些。


