苹果38年造芯坎坷史——果芯帝国崛起全历程

（一）失败历程

• 1，RISC 问世

1964年，超级计算机CDC6600初步将“精简指令集计算机”理念运用于存储器载入/回存架构中。紧接着的1965年，IBM为了打败CDC6600，开始启动“ACS-1（尖端计算系统）”项目。

可惜三年之后该项目被搁置，但这期间却积累了非常多宝贵的经验、技术及创新。

1974年，IBM研究中心的 John Cocke 证明，计算机中约20%的指令承担了80%的工作，并基于此提出了 RISC 的概念。同年，IBM 801项目在 John Cocke 的主导下开始了。

1980年夏，“蓝色巨人”研发的IBM 801初版问世。这是最早基于 RISC（精简指令集计算机）微处理器开发的计算机，虽然“RISC”这个名词要等到1981年才出现。

IBM的成功，以及1981年“RISC”名称于学术性论文中问世，使得全球科技界逐渐掀起了“RISC项目”的研发浪潮。

其中 Acorn Computers 公司（ARM公司前身）也不例外。1985年，Acorn 推出了其第一款RISC微处理器ARM1——命名源自“Acorn RISC Machine”缩写。

• 2，苹果入局

1986年，成立十年的苹果公司已经看不到乔布斯的身影——在1985年他被苹果CEO约翰·斯卡利（John Sculley）联合董事会逐出了苹果公司。

乔布斯出局后，斯卡利开始对苹果的业务进行重组，其中就包括成立一个“高新技术小组（ATG）”， 并基于此开始了第一次“造芯”尝试。

之所以苹果决定亲自下场，则皆因为摩托罗拉68000系列芯片的“烂泥扶不上墙”。

当初该系列芯片刚问世之时性能在行业内是顶尖的，苹果也借助其强大性能在1984年推出了极其经典的 Macintosh（初代Mac）电脑。

但是，随着硅谷兴起的“RISC芯片热”，以及行业巨头英特尔的步步紧逼，摩托罗拉的芯片开发进度逐渐落后竞争对手，这直接拖累了苹果的产品竞争力。

因此在1986年，“水瓶座（Aquarius）”计划正式启动，苹果的 ATG 与 AT&T 的微电子部合作——苹果负责芯片设计而另一方则负责生产制造。

一个芯片设计行业的“新兵蛋子”单凭满腔热血短时间就能成功的故事，仅存在于爽文段子中，事实上在经历几年折腾并烧光几千万美元研发经费后，1989年水瓶座计划直接被终止了。

同时被终止的，还有一个准备用在苹果PDA项目 Newton 上的“霍比特人（Hobbit）”计划——结果却意外因此计划得以在1990年参股了新成立的ARM公司。

• 3，二次尝试

1991年，苹果拉上 IBM 和摩托罗拉，一起组建了“AIM联盟”——合三家之力共同对抗“ Wintel联盟”。至于合作动机其实很简单，那就是这三家皆被“ Wintel联盟”压得喘不过气来！

其中 IBM 在PC市场实在卷不过后起之秀康柏和戴尔，苹果和摩托罗拉这对组合更是惨败于微软和英特尔的“铁蹄”之下。

联盟形成后，IBM贡献了基于RISC的高端芯片架构即POWER——其鼻祖正是前述之IBM 801，并将联合研发的新芯片命名为 PowerPC。

此外，不管是上游的芯片设计和制造生产，还是中游的系统整合和测试，亦或是下游的组装和销售，皆为IBM的历来强项，因此其在三巨头中可谓顶梁柱般的存在。

至于摩托罗拉，贡献的除了芯片制造生产能力外，还有无线传输方面的芯片设计能力；苹果这边，则主司操作系统、电脑组装及销售。

1992年联盟推出了第一款产品 PowerPC 601，其不仅继承了 IBM 高端服务器和工作站的强大计算性能，还融合了摩托罗拉的顶尖芯片技术储备，一经问世便惊艳了世人。此后1994年苹果成功商用这款芯片，并在初期取得了令人瞩目的销售成绩。

但是，该架构芯片的一些“先天性”缺点却始终无法解决。

首先，超高性能带来的超高功耗导致了严重散热问题；此外开发工具的缺失，又导致软件生态不完备；还有昂贵的产品价格，直接制约着市场规模。

（二）王者归来

• 4，力挽狂澜

1996年12月20日，苹果宣布将以4亿美元的价格，收购乔布斯从苹果离职后所创立的 NeXT 公司，这便是随后乔布斯回归苹果公司的契机（斯卡利已于1993年被逐）。

1997年，乔布斯重新当选CEO，但“此苹果”已非“彼苹果”——这时候的苹果在 PC 市场份额已从鼎盛时期的16%跌至4%，且账面现金亏得只够维持三个月运营了！

在离开苹果的这十二年里，经历了世间沧桑的乔布斯，尽管仍然桀骜不驯，但已经变得务实了许多。所以当他看到自己创办的公司面临如此绝境时，便选择了先放下恩怨。

重掌苹果后，乔布斯首先就是停止了和微软的专利纷争，并主动示好，从而争取到了1.5亿美元的投资资金。

当然，微软并非“友善之类”，其之所以愿意帮助乔布斯，是因为乔布斯承诺会将微软的IE浏览器当作 Mac 的默认浏览器！如此屈辱的条件都能答应，微软自然乐于伸出援手。

有了救命资金之后，乔布斯便开始大刀阔斧地改革，砍掉了绝大部分不需要的研发项和业务线。

例如那个销量极差的 Newton 项目，便是首要被砍产品线。同时开始大规模裁员，3000多人因此而失业。此外，他还决定将生产制造外包，从而使苹果专注于产品设计与开发。

改革完成后，乔布斯又开始了新产品——iMac电脑和 OS X 操作系统的研发工作，此外为了筹集资金他还在ARM上市后抛售了绝大部分苹果所持的股份。值得一提的是，在 ARM 上市前一个月，库克受乔布斯邀请入职了苹果公司。

很快，在1998年五月份，划时代的 iMac G3 发布（八月份上市），其独特的“果冻”外壳可谓是科技史上永恒的经典。而这个“G3”之名，便源自其所搭载的PowerPC G3处理器。

也是在这年，苹果成功扭亏为盈——在乔布斯的力挽狂澜之下苹果终于摆脱了濒临倒闭的困境！同时，在“供应链圣手”库克的带领下，苹果的运营改革被持续优化，并奠定了往后苹果供应链辉煌的坚实基础。

• 5，改变世界

虽然受“互联网泡沫”影响2001年苹果又陷入了亏损的境地，但在2002年乔布斯却凭借传奇的 iPod 再次让苹果扭亏为盈，同时也是从这年开始苹果往后再也没出现过年度亏损！

就在苹果开始往巅峰攀登的时候，乔布斯发现发热量越来越夸张的 PowerPC 芯片已经到了难以为继的时候；最终在2005年六月份他低头了，宣布从2006年起 Mac 的产品将开始使用英特尔的处理器。

于是2006年一月份发布的初代 Macbook Pro，便成为了取代旧 PowerBook G4 产品线之全新产品线，当然这也是首批采用英特尔平台的苹果产品（同时转型的还有iMac产品线）。

在外人看来，这次乔布斯终于向英特尔认怂了，实际上这只不过是其缓兵之计而已——苹果的“造芯梦”一直都在。因为造芯是一项极度烧钱的事业，苹果还需要在 iPod 式微之前开辟新的“现金奶牛”业务线。

2007年，初代 iPhone 横空出世，世人对其的惊讶程度丝毫不逊于2001年发布 iPod 时！而这次，乔布斯又成功了，初代 iPhone 的销量远超预期！

而初代 iPhone 所搭载的三星S5L8900处理器，正是采用 ARM 架构之芯片平台。至于三星与苹果的合作关系源头，则可追溯到2005年一月份推出的 iPod Shuffle——这款传奇播放器上搭载了三星的内存芯片。

有趣的是，当时苹果曾经找过英特尔商议移动处理器的事项，结果却被英特尔回绝了。后来英特尔的CEO欧德宁回忆道：“谁能想到他搞的这款手机销量会是（预期的）100倍？”

结合此后英特尔在移动芯片领域的“惊人无能”来看，历史轨迹其实从一开始就注定了。

2008年二月份，当乔布斯从文件袋中拿出那款，当时世界上最薄的笔记本 Macbook Air 时，发布会现场先是惊呆，紧随着直接就沸腾了——苹果重新定义了笔记本电脑！

假如当时还在用 PowerPC 架构的处理器，想做到这个厚度无异于痴人说梦。而苹果，也借助英特尔的力量，继初代 iPhone 之后，再次改变了世界！

• 自打乔布斯回归苹果以来，先后推出的 iMac、iPod、iPhone 和 Macbook Air，无一不是改变世界的电子产品，特别是 iPhone 的极大成功，直接让苹果的业绩实现了连续腾飞！
  
  

通过苹果的2007年报可得知，当年的营收已高达245.78亿美元，净利润更是高达34.95亿美元（往后连年增长）！“钱包”鼓起来之后，苹果便开始网罗芯片英才了。

• 6，网罗英才

2008年，苹果以2.78亿美元秘密收购了 Palo Alto Semiconductor（简称P. A. Semi）公司；直到当年四月尾，苹果才向外界透露这一消息。

这个以所在地“帕洛阿托”命名的初创（2003年创立）半导体公司，到底是何方神圣？其实，这个公司的价值并不在产品上，而是在于人才上。

该公司的创始人是硅谷教父级的大神人物——Daniel W.Dobberpuhl（丹尼尔·多伯普尔），早在苹果初创的1976年，31岁的他就加入了电子领域传奇巨头 DEC 公司。

这位人称“大D哥”的传奇人物，领导设计了 DEC 公司名震一时的 Alpha 架构（1992年发布），后来又在1995年联合ARM公司打造 StrongARM 项目。

不过，随着1997年 StrongARM 项目被英特尔并购，他在 DEC 的职业生涯也走到了终点。同时由于他不愿意在英特尔“养老”，不久之后就选择了离职，并创办了 SiByte 公司。

这个公司很快在2000年，就被博通（Broadcom）以20亿美元的天价收购，从此大D哥彻底财务自由！结果这位大佬在2003年又双叒从博通离职，并创立了 P. A. Semi。

而那些 SiByte 的老部下们竟也陆续放弃博通的职位，选择加入原老大的初创公司！值得一提的是，在这些老部下中，就包含了江湖人称“硅仙人”的 Jim Keller（吉姆·凯勒）。

个人名言：“我这个人没什么太大成就，只不过你们用过最好的CPU，都是我设计的。”仅凭学士学位就在博士遍地走的硅谷拥有如此传奇履历，其彪悍的人生，闪耀灼目。

当然教父级人物的麾下肯定不止一个大神部下，那些“跳槽老部下”中还有另一个名为 Sribalan Santhanam（斯利巴兰·桑达南）的大神。

这位印度裔大神和“硅仙人”一样，都曾在 DEC 公司与大D哥共事过，后来也加入了 SiByte。由于为人极其低调，故世人鲜知其存在。

但在研发专利方面，这却是不折不扣的技术狂人。据悉，20余年间其提交的所有待审和过审专利共有32项！同时，他还是未来A13处理器背后的大功臣！

P. A. Semi 公司的“三巨头”已集齐，接下来苹果的目标定在了另一位阿拉伯裔大神——Johny Srouji（约翰尼·斯鲁吉）身上。

这位大神先是在 IBM 的以色列研发中心工作，后来被英特尔挖走；结果工作八年后又被 IBM 反挖回去，负责高性能计算芯片POWER7的研发。

研发工作进行到一半，他又在2008年被苹果挖走了，还被直接任命为苹果芯片团队的领头人。后面，苹果的芯片团队将大展身手！

（三）“果芯”帝国

• 7，一鸣惊人

虽然苹果收购的 P. A. Semi 公司拥有一群善于研发低功耗、高性能芯片的团队——天才工程师的人数高达150人！但是，其创始人大D哥并非容易招抚的人物。

2009年底，大D哥带着几名骨干离开了苹果。所以，苹果的人才招揽与相关公司并购并没有暂停脚步，例如有位华人芯片大神——陈宗健便是此间加入苹果的。

2010年一月尾苹果发布了初代 iPad，以及第一款自主设计的A4处理器。

虽然这颗处理器发布后，业界发现其仅仅只是三星 S5PC110（代号“蜂鸟”）处理器的魔改版本，但殊不知这只是苹果释放的一颗“烟雾弹”。

在发布自家首款处理器之后，仅仅过了三个月 Intrinsity 公司就被苹果秘密收购了，刚好三星的“蜂鸟”处理器就是与该公司合作之产物——苹果“声东击西”的战略着实妙哉！

就这样，接收了 Intrinsity 公司的100多人团队后，苹果的芯片团队如虎添翼，研发进度大大加快。

也是在2010年，于业界有着“小库克”之称的苹果运营副总裁 Jeff Williams 赴台，与台积电创始人张忠谋及其夫人共进晚餐，席间双方谈论了一起合作的可能性。

2011年三月份，乔布斯发布了A5处理器，这次CPU部分采用了 ARM 的双核公版架构——得益于核心数的增加其性能较前代直接翻倍！

2011年十月份，多次改变世界的乔布斯因癌症逝世，年仅56岁。此后，库克开始执掌苹果帝国，乔帮主对于“造芯梦”的执着，将由库克延续。

2012年初，苹果确认已经收购了以色列闪存芯片控制器厂商 Anobit，据报道收购金额高达5亿美元。同时还在以色列开设了一个新的研发中心，这便是首个美国之外的苹果研发中心。

同年三月份，苹果发布了首个带 X 后缀的芯片——A5X处理器，这次主要是增加了GPU的核心数，以此换来了GPU性能的大幅提升。

同年九月份激动人心的时刻终于到来——苹果发布了基于第一代CPU自研核心的A6处理器！该CPU自研核心被命名为 Swift（迅捷），性能之强可谓一如其名！

据内部研发人员回忆：“当时，我们团队在没有参考设计的情况下，从指令集架构到最终送交制造，只花了18个月。而且已经能在iPhone5上运行，几乎没有bug。”

但更加不可思议的，还在后头。

2012年ARMv8指令集架构才刚开始授权，苹果就马上调拨团队小组攻关基于此的第二代CPU自研核心。而且又是只用了18个月，在没有任何参照的情况下就完成了！

2013年九月份，基于苹果第二代CPU自研 Cyclone（旋风）核心，同时也是世界首款64位移动芯片的A7处理器正式发布，此举完美诠释了何为“不鸣则已，一鸣惊人”！

• 8，“备胎”转正

到此为止，苹果所有处理器还都是三星代工的；但是，台积电那边，可是一直没有放弃苹果这块超大“肥肉”的。

自打2010年初次会晤之后，台积电就开始紧锣密鼓地扩充产能，几年时间总共投资了90亿美元用于扩建厂房和生产线。

后来，为了绕过三星的专利堵截——三星称只要用到其一项专利便法院见，台积电还部署6000人的豪华工程师团队赶工，以帮助苹果解决A8芯片设计所涉及的代工专利问题。

最终，台积电破纪录地在仅仅11个月后就量产了“完美无瑕”的A8芯片，三星只能眼睁睁地看着苹果A8芯片大单就此流失。

A8处理器最终在2014年九月份问世，基于苹果第三代CPU自研核心 Typhoon（台风）打造，这个名字结合台积电20nm制程工艺，可见苹果在命名方面已经暗指了代工商切换。

但三星并没有放弃的意思，其转换策略不再重点发展已经落后台积电的20nm节点工艺，而是大力开拓下一整数代的14nm节点。

最终赶在2015年，三星14nm制程工艺开始大规模量产，而在这年台积电仅仅只量产了16nm工艺！苹果见状，便分了2/5的订单给三星——只要技术够先进苹果不介意吃“回头草”。

就这样，2015年发布的基于苹果第四代CPU自研核心 Twister（龙卷风）之A9处理器，就有了两个代工版本。

而有着霸气架构命名的A9处理器，也确实没有让苹果的芯片团队失望——其性能提升幅度堪比划时代的A7处理器！搭载这颗芯片的 iPhone6S 系列也因此成为了一代神机！

不过，在苹果笑开花的同时，三星却哭了。因为事后大家发现台积电代工的芯片版本竟然在能耗方面，较三星代工版本有着30%的优势！这个事件，此后被称为“芯片门”。

“芯片门”事件在当年闹得沸沸扬扬，此后持续发酵，最终苹果官方被迫发声：称这两个芯片版本的差异不会超过3%——换言之官方就是承认这两个版本有差别了！

经此一役，台积电分别坐拥苹果的100%信任和市场检验的“合格证书”，正式从苹果“备胎”转正；同时也彻底捏碎了三星的夺回苹果之梦，从此在芯片代工领域一路狂奔再无敌手。

• 9，自研矩阵

2016年九月份发布的A10四核处理器是个过渡产品，其虽拥有2颗 Hurricane（飓风）自研大核和2颗 Zephyr（微风）自研小核，但实际上这四核却不能同开。

但这种尴尬的情况并没有持续太久，因为2017年九月份发布的A11六核处理器，其所拥有的2颗 Monsoon（季风）自研大核和4颗 Mistral（北风）自研小核，已开始支持“火力全开”！

与此同时，这代还首次加入了苹果自研的神经网络引擎，以及苹果的首个自研GPU！

实际上苹果在GPU方面早有动作，例如从A8处理器那代起苹果就开始自主设计GPU的着色器内核以及驱动了，往后又持续在供应商 Imagination 公司处挖了很多优质图像工程师人才。

SoC 关键模块自研矩阵形成后，苹果在桌面端的反攻号角最终在2020年十一月份开始吹起——以A14处理器为基础而开发的苹果首款自研桌面级处理器M1正式诞生！

M1相较于A14，不仅在CPU部分增加了两颗 Firestorm（火风暴）大核还同时调高了大小核的主频，并将GPU规模翻倍拓展至八核！且拥有算力接近的16核NPU。

此外，M1作为一颗完整的SoC还集成了 ISP、视频编解码器、T2安全处理器、PCle4.0控制器、DSP 等专用模块，同时还拥有能带来低延迟和高带宽运行环境的统一内存架构。

具体到产品上，苹果表示搭载M1处理器的全新 MacBook Air 相较于搭载英特尔处理器的前代，CPU性能、GPU性能分别提升了3.5倍、5倍，同时续航还能翻倍式增长！

当然，光有强大的处理器还不够。为了让开发者能将原来运行在X86架构英特尔处理器之上的 Mac 应用，更轻松适配基于ARM架构的自研 Mac 处理器，苹果还提供了一系列软件工具。

这时候，纵横捭阖半个世纪脚下全是挑战者尸骨，后来又做了多年“牙膏厂”的英特尔彻底傻眼——“恋爱”长跑十五年终究留不住苹果“女神”！

而这款M1处理器只是个开始，往后苹果的芯片团队继续攻城拔寨，又陆续推出了 M1 Pro、M1 Max、M1 Ultra 以及M2系列、M3系列、M4系列等芯片，果芯生态日益完整。