苹果“芯”基建简史

Santhanam曾扛起P.A半导体的芯片研发重任，带领P.A掌握了复杂超低功耗芯片的设计能力；Srouji则是苹果核心三大件iPhone、iPad、Macbook芯片的团队负责人；而被称为“硅仙人”Keller更是有着那句名言：“我这个人没什么太大成就，你们用过最好的CPU，都是我设计的。”

▲Jim Keller

这几个人的名字每一个拿出来都是一段传奇故事，可以说，苹果把21世纪初期硅谷芯片界最聪明的几个大脑全都聚到了一起，而他们都成为了苹果芯片业务的灵魂人物。自2008年之后，iPhone 4、初代iPad等产品的苹果自研芯片就出自这几位大佬所在团队之手。

有人说，苹果就是有钱吧，买人，谁不会？但仔细想想，在当时，英特尔、IBM、AMD、ATI、高通，哪一家都是半导体行业的巨头玩家，都有着各自擅长的领域。为什么是苹果将这些人聚在了一起？

历史的细节我们无法知晓，我们也不知道乔老爷子究竟跟他们聊过什么。但对于Sribalan Santhanam、Jim Keller、Johny Srouji这样的人来说，如果你给了他们一个可以改变世界的机会，那么他们一定会毫不犹豫。

在强大团队的基础之上，苹果仅用了两年，就推出了自己的第一款自研芯片A4，就在2010年，iPhone 4也成为了苹果智能手机发展史上的一座里程碑。

虽然A4在同等频率下的性能仅略高于同时期的三星S5PC110，核心结构也与苹果此前使用的三星处理器比较相似，但不可否认的是，苹果第一次将智能手机的命根子攥在了自己手里。

2011年底，苹果又豪掷3900万美元收购了以色列闪存控制器设计公司Anobit。存储芯片是整个手机上，除了SoC以外，最值钱的芯片组件，不过苹果收购它们，并不是要造闪存颗粒，而是掌握闪存控制器相关技术，从而优化存储模块和处理器之间的数据传输效率。

2013年8月1日，苹果收购擅长低功耗无线通讯芯片的加州Passif半导体公司，两年后买下加州一座芯片制造工厂，这也是第一次，苹果拥有了芯片制造的能力，据说工厂地址跟三星半导体挨得很近。

苹果造芯重要节点：

03、从有芯到强芯，从单点突破到多线出击

从0到1是最难的，而在A4芯片落地iPhone 4系列之后，苹果的芯片之路似乎走的越来越顺了，苹果芯片也逐渐开始踏足更多新的领域。

2013年的A7芯片开启了手机处理器的64位时代。它使用苹果自家的Cyclone架构，采用28nm工艺，主频1.3GHz，其处理器的性能比iPhone 5上的A6快2倍，是初代A4的40倍，图形能力是初代A4的56倍。

也就是在那一年，苹果A系芯片的霸主地位正式确立，一众安卓8核旗舰手机被A7的6核心“按在地上摩擦”，安卓“一核有难，多核围观”的问题暴露无遗。高通、联发科面对苹果A系芯片，在当时可以说毫无还手之力。

四年后，A11 Bonic仿生芯片的推出，让智能手机跨入了AI时代，神经引擎的加入，通过算法进一步提升了手机全方位的功能和体验，如AR、人脸识别、图像合成都成为现实。而也是在A11上，苹果第一次采用了自己设计的GPU核心。

A11采用了台积电当时最先进的10nm工艺制程，拥有43亿个晶体管，大核性能相比A10提升25%，GPU性能较 A10 性能提升 30%，而功耗则降低了 50%。从芯片自给自足开始，苹果每次都保证自己的A系采用当时最先进的制程工艺，从而保证较为出色的能效比。

而基于A系列芯片研发中积累的技术，以及苹果终端产品的不断丰富，苹果的芯片生态也在不断延展。只要苹果想做什么品类的产品，那么这个产品的核心技术一定要要掌握在自己手中。

A4芯片推出的两年后，2012年，iPad也第一次用上了苹果自研芯片A5X，从此，以X作为结尾的A系列芯片就成为了iPad系列产品的专属。

芯片性能的发挥，很大程度上受制于设备的散热规格，散热越强，芯片运行主频越高，芯片性能就会随之提升，iPad得益于更大的体积空间，可以放入更高规格的散热系统，从而也让X结尾的A系列芯片的性能相较于同代A系列又有大幅提升。

不久前发布的最新A12Z处理器，在A12X的基础上又解放了一颗GPU内核，其性能已经超过一些轻薄笔记本中所搭载的英特尔处理器。

2014年和2016年对于苹果来说也有着里程碑式的意义，2014年Apple Watch的推出和2016年AirPods的推出让智能手表和智能耳机两个品类的市场被彻底点燃，而这两个品类也成为了苹果日后“家里有粮，出事不慌”的重要支撑。

在初代Apple Watch中，S1芯片首次亮相，虽然没有超低功耗芯片那样的长续航，却帮助Apple Watch实现了语音、连接汽车、查询航班信息、地图导航和测量心跳等多种功能。这些功能的实现，都需要S1作为性能支撑。

AirPods中搭载了苹果自研W1芯片，正是凭借这块小小的W1，AirPods拥有了在当时远超同类产品的低延迟和高数据传输速率，从而让TWS真无线蓝牙耳机这个品类真正在消费市场中被引爆。

W1支持多种无线协议，可以减小音频传输受到的影响。同时它支持音频解码、提供立体声同步、处理用户控制等功能，让AirPods与iPhone实现更加“无缝”的交互体验。

苹果的A系列、W系列、S系列芯片构成了智能手机、智能耳机、智能手表三大品类的底层基础，也让这些设备在底层实现打通。苹果的智能穿戴生态，也逐渐枝繁叶茂。

当然，除了这些高光时刻，苹果还有很多芯片是做在“暗处”，其特性不如这三类芯片来的直观，但都是苹果底层芯片生态的一员。

比如苹果在2016年MacBook中所使用的T1芯片，专门负责用户的身份验证和安全保护；苹果在2019年的iPhone 11系列中首次采用的U1芯片，负责苹果设备之间的短距离精确数据传输。

从智能手机到智能手表、从智能耳机到Mac、从高性能处理到低功耗通信，苹果的芯片生态俨然已经枝繁叶茂。

苹果芯片主要系列分布：

04、苹果执着的自研芯片，到底有多“香”？

苹果辛苦建立的芯片帝国，都给苹果带来了什么呢？

显而易见的，就是成本的下降，利润的增长。2019年第三季度，苹果卖出了4480万部手机，排名全球第三，而第三季度苹果却吃下了全球智能手机市场三分之二的利润，约为80亿美元。

这样的利润为苹果芯片的研发提供了雄厚的资本支持，而资本驱动技术升级则会再次反哺终端产品，苹果的手机芯片战车，就这样隆隆向前。雪球，也越滚越大。