Apple gặp vấn đề nan giải với việc sản xuất chip modem?

Một báo cáo gần đây cho biết Apple đang gặp khó khăn trong việc phát triển modem iPhone – nhưng có thật sự là như vậy không? Điều gì đang xảy với việc nghiên cứu chip modem của Apple?

Apple biết những gì mình đang làm và biết những gì mình đang đối mặt từ đầu. Nhưng ngay cả những người được Wall Street Journal phỏng vấn cũng thừa nhận rằng việc làm cho modem di động hoạt động tốt không phải là chuyện dễ dàng.

Đây là một trong số những lý do Apple đã và đang sử dụng các linh kiện của Qualcomm cho iPhone trong nhiều năm, và sẽ tiếp tục như vậy ít nhất cho đến năm 2026. Qualcom gần đây cũng thừa nhận điều này.

Không có gì ngạc nhiên khi Apple im lặng về chủ đề trên. Thật sự mong rằng nếu Apple có điều gì cần thông báo thì hãng sẽ công bố, ví dụ như khi Apple khoe về chip A-series, M-series và các chip khác trong sự kiện ra mắt iPhone và Apple Watch mới đây.

Sự chuyển đổi sang phần cứng modem của Apple dường như là một câu hỏi mở từ năm 2019, sau khi Apple mua lại công ty modem di động của Intel với giá 1 tỷ đô la, mang lại cho Apple 2.200 nhân viên, cơ sở vật chất, công nghệ và một loạt các bằng sáng chế để giúp khởi động nỗ lực sản xuất modem của mình.

Nhưng điều này đã diễn ra từ rất lâu. Rất, rất lâu hơn thế.

Lịch sử thiết kế chip silicon tùy chỉnh của Apple

Kinh nghiệm của Apple về thiết kế mạch tích hợp tùy chỉnh đã có từ rất lâu trước khi có iPhone, thậm chí cả Mac.

Đồng sáng lập viên của Apple, Steve Wozniak, đã thiết kế một giải pháp điều khiển đĩa mềm một chip cho Apple II có tên là IWM (Integrated Woz Machine). Apple đã thiết kế các giải pháp chip tùy chỉnh của riêng mình từ đó cho đến nay, chẳng hạn như liên minh AIM với IBM và Motorola để sản xuất bộ xử lý PowerPC được sử dụng trong các máy Mac trong nhiều năm.

Apple cũng đóng vai trò quan trọng trong việc ra mắt Arm – công ty sở hữu bản quyền trí tuệ đằng sau các bộ xử lý mà Apple hiện đang thiết kế cho các sản phẩm của hãng. Arm – được thành lập vào năm 1990 với tên gọi Advanced RISC Machines Ltd. – là một liên doanh giữa nhà sản xuất máy tính Anh Acorn Computers, Apple và VLSI Technology.

Trước khi trở thành “ông lớn” của ngành bán dẫn như hiện tại, Arm đã sản xuất các bộ xử lý được sử dụng trong Newton MessagePad của Apple và các sản phẩm khác.

Newton MessagePad của Apple chạy trên bộ xử lí của ARM

Gần đây hơn, Apple là một trong những nhà đầu tư chiến lược quan trọng của Arm cho phiên IPO năm 2023, đồng ý với một thỏa thuận công nghệ chip mới “kéo dài hơn năm 2040”, theo một tài liệu của Arm.

Apple đã mua công ty thiết kế chip P.A.Semi vào năm 2008, sau đó nỗ lực thiết kế chip của riêng mình và bước đầu có kết quả từ năm 2010 với sự ra mắt của A4, SoC bên trong iPad, iPhone 4, iPod Touch thế hệ thứ 4 và Apple TV thế hệ thứ 2.

Đến thời điểm Apple mua lại công ty modem di động của Intel vào năm 2019, hãng đã phát triển các thiết kế SoC tập trung vào thiết bị di động của riêng mình trong hơn một thập kỷ, do Phó Giám đốc phụ trách Công nghệ Phần cứng của công ty, Johny Srouji, dẫn đầu.

Trái với ý ngụ ý trong bài báo của WSJ, Apple biết những gì mình đang làm ở đây, mặc dù những rủi ro về 5G có thể hơi khác.

Bài báo cho biết vào cuối năm 2022, phần cứng modem của Apple đã chậm hơn Qualcomm khoảng ba năm. Người sáng lập và chủ sở hữu của Tantra Analyst, Prakash Sangnam, chỉ ra rằng Samsung và Huawei đã gặp phải những thách thức trong việc nghiên cứu phần cứng để cạnh tranh với Qualcomm.

“[Samsung và Huawei] chắc chắn không thể đánh bại nhưng cũng không bằng Qualcomm về hiệu suất, hỗ trợ bộ tính năng, số lượng băng tần và kết hợp băng tần”, Sangnam phát biểu.

Với khoảng thời gian mà Apple phát triển phần cứng modem của mình, Sangnam nghĩ rằng Apple thực sự đang tuân theo lộ trình chứ không phải đang bị bỏ lại ở phía sau.

“Điều này hợp lý hơn với các khung thời gian của Samsung và Huawei nên có vẻ thực tế”.

Tại sao lại là Qualcomm?

Qualcomm không phải là công ty duy nhất sản xuất silicon modem cho điện thoại di động, nhưng lại là một gã khổng lồ của ngành công nghiệp này kể từ khi doanh nghiệp thành lập.

Có rất ít hãng điện thoại đủ lớn và đủ khả năng trả phí giấy phép cho Qualcomm trong khi vẫn tự sản xuất chip của mình, như Samsung và Huawei. Vì vậy, việc Apple tham gia vào nhóm các công ty trên cũng có thể hiểu được, vậy tại sao hãng lại không làm như vậy?

Điểm mấu chốt là: nếu bạn là một nhà sản xuất điện thoại thông minh, bạn sẽ phải trả tiền cho Qualcomm để mua linh kiện, cấp phép sở hữu trí tuệ cho Qualcomm, hoặc trả tiền cho người khác để cấp phép các bằng sáng chế cho Qualcomm.

Apple nhận thấy mình phải làm nhiều việc cùng một lúc. Đây là một trong những lý do tại sao Apple và Qualcomm đã liên tục kiện cáo nhau tại các tòa án liên bang Hoa Kỳ trong nhiều năm.

Qualcomm là một công ty về sở hữu trí tuệ, với hơn 140.000 bằng sáng chế trong tay, trong đó có nhiều bằng sáng chế thiết yếu cho hoạt động của điện thoại di động – được biết đến trong luật sở hữu trí tuệ là “bằng sáng chế thiết yếu tiêu chuẩn” hay SEPs. Hoạt động cấp phép của công ty mang lại cho nó hàng tỷ đô la doanh thu hàng năm.

Bộ xử lý băng cơ sở giao diện mạng radio cho điện thoại di động là một thành phần quan trọng để công ty trên hoạt động. Apple ban đầu không sử dụng chip cơ sở do Qualcomm sản xuất, nhưng lịch sử phức tạp của Apple với Qualcomm đã bắt đầu từ những chiếc iPhone đầu tiên.

Trong những năm đầu tiên của của iPhone, Apple đã sử dụng chip cơ sở do hãng bán dẫn Đức Infineon sản xuất. Apple cuối cùng đã thương lượng được một thỏa thuận cấp phép với Qualcomm, dẫn đến một thỏa thuận độc quyền giữa hai công ty vào năm 2011. Thỏa thuận đó không thành công, vì vậy các công ty đã kiện nhau, cuối cùng giải quyết tại tòa án vào năm 2019.

Các hành động pháp lý giữa hai công ty đã bùng nổ kể từ đó, mặc dù nỗ lực của Apple để lật ngược các bằng sáng chế của Qualcomm tại tòa án đã bị các thẩm phán liên bang bác bỏ liên tục, ngay cả Tòa án Tối cao cũng từ chối xem xét vụ kiện của họ vào năm 2022.

Tại thời điểm hiện tại, hai công ty đang ở trong một trạng thái ngừng chiến nhưng vẫn khó chịu. iPhone vẫn sử dụng chip Qualcomm, và Qualcomm cho biết rằng công ty vẫn sẽ cung cấp chip cho Apple đến năm 2026. Câu hỏi không phải là điều này có thay đổi hay không mà là khi nào mới thay đổi. Việc Apple tiếp tục phụ thuộc vào Qualcomm để sản xuất một phần quan trọng của iPhone chắc chắn không phải là điều mà hãng muốn.

Tim Cook đã chia sẻ với các nhà đầu tư từ năm 2009 – khoảng một năm sau khi thương vụ P.A. Semi được công bố – rằng Apple muốn sở hữu và kiểm soát các công nghệ chính đằng sau các sản phẩm của mình.

Một lưu ý thú vị: Infineon, công ty cung cấp cho Apple modem cơ sở cho những chiếc iPhone đầu tiên, đã bán phân khúc kinh doanh không dây của mình cho Intel vào năm 2011 sau khi Apple ký kết với Qualcomm. Đó là phần lớn kinh doanh mà Apple sẽ chi 1 tỷ đô la để mua lại, chưa đầy một thập kỷ sau đó.

5G: Mục tiêu đang hướng tới

Ngay cả khi Apple có đủ khả năng để thiết kế một con chip  băng tần cơ sở hiệu quả, hãng vẫn đang gặp khó khăn với modem di động của riêng mình. Ngành viễn thông hoạt động theo các chu kỳ phát triển và triển khai công nghệ rất dài, và 5G vẫn còn đang trong quá trình hoàn thiện.

5G là tất cả những gì chúng ta thấy, cả từ Apple và từ các nhà khai thác mạng đang cố gắng bán cho chúng ta những gói mới nhất. Và công bằng mà nói, 5G hiện đã phủ sóng hầu hết các vùng trung tâm ở Mỹ và Trung Quốc.

Nhưng chúng ta vẫn đang sống trong một thế giới 4G, 14 năm sau khi công nghệ này ra mắt lần đầu tiên.

Để có cái nhìn tổng quan về điều này, hãy xem xét một số điểm dữ liệu do tập đoàn viễn thông khổng lồ Ericsson cung cấp. Báo cáo triển vọng phủ sóng mạng hàng năm mới nhất của công ty cho biết việc phủ sóng 4G toàn cầu đã mở rộng vào cuối năm 2022 với khoảng 85% dân số thế giới.

So sánh với đó, phạm vi phủ sóng 5G băng tần trung bình toàn cầu chỉ đạt khoảng 10% dân số toàn cầu (30% ở Trung Quốc). Những số liệu về phạm vi phủ sóng này thực ra đã đưa 5G vượt lên 4G ở cùng giai đoạn triển khai. Nhưng vẫn còn rất nhiều không gian trống, và “5G” vẫn đang hoàn thiện dần.

Quá trình triển khai các thế hệ công nghệ di động mới bắt đầu từ 3GPP, một tổ chức phát triển và duy trì các thông số kỹ thuật viễn thông toàn cầu. Những thông số kỹ thuật này sau đó được thực hiện bởi các tổ chức tiêu chuẩn khu vực, sau đó chuyển xuống các công ty bán dẫn và nhà sản xuất điện thoại.

Đàm phán

Việc triển khai một thế hệ công nghệ điện thoại mới là một nỗ lực hành chính mất nhiều năm, các chi tiết mới đến tay các nhà sản xuất phần cứng sau khi đã được giải quyết trong vô số ủy ban. Apple, không giống như Qualcomm với vô vàn bằng sáng chế thiết yếu của mình và các đối thủ khác, đã bị loại ra khỏi những gì đang diễn ra tại 3GPP, theo Sangnam.

“Mức độ mà Apple tham gia và đóng góp ở 3GPP là không đáng kể, sau khi họ mua lại modem của Intel”, Sangnam nói. “Họ không có đại diện tốt ở đó.”

Apple thiếu đại diện là chủ tịch của các ủy ban 3GPP, và thực tế, 3GPP đã thực hiện các quy tắc mới vào năm nay để ngăn chặn các doanh nghiệp cá nhân có quá nhiều quyền lực và ảnh hưởng trong các nhóm bỏ phiếu về thiết kế và triển khai tính năng và dịch vụ 5G.

Quy tắc này không loại trừ Apple. Nhưng những nỗ lực gần đây trong việc sắp xếp các nhóm có thành viên phản ánh những gì các doanh nghiệp viễn thông khác cũng đang cố gắng thực hiện, đòi hỏi phải có sự thay đổi.

Trong khi đó, 3GPP và ngành viễn thông đang hướng tới việc phát hành các tính năng “5G Nâng cao”. Những tính năng này nhằm cải thiện hiệu suất mạng để chuẩn bị cho việc hỗ trợ thực tế ảo, AR và MR.

Một điều không thể nghi ngờ là Apple coi điều này rất quan trọng với nỗ lực tính không gian của mình. Vision Pro chỉ là thiết bị máy tính không gian đầu tiên mà Apple đã lên kế hoạch, và hoàn toàn phụ thuộc vào mạng không dây cục bộ.

Ta có thể dễ dàng tưởng tượng được cách triển khai di động của công nghệ này sử dụng kết nối di động tốc độ cao, độ trễ thấp trong tương lai để cung cấp cho người dùng một trải nghiệm chân thực và sống động ngay cả khi họ không thể kết nối Wi-Fi.

Những khả năng mới này vẫn còn bỏ ngỏ Ủy ban trong một hoặc hai năm nữa, và sẽ còn lâu hơn nữa trước khi chúng được khắc lên chip silicon, biến đây trở thành một thời điểm tốt để Apple tham gia vào cuộc chơi với phần cứng của riêng mình.

“Một điều hiện tại đang có lợi cho họ, ít nhất là trong một hoặc hai năm tới, là bước nhảy vọt về tính năng và khả năng của modem 5G”, Sangnam nói. “Đây là một loại cải tiến đang chậm lại.”

Kết lại

Chúng ta hiểu rõ rằng không có tình yêu thương giữa Apple và Qualcomm, sau nhiều năm tranh chấp pháp lý, hợp đồng bị phá vỡ và tái đàm phán. Nhưng điều đó không có nghĩa là Apple tìm kiếm giải pháp của riêng mình chỉ để loại bỏ họ khỏi cuộc chơi, thực tế lại hoàn toàn ngược lại.

Rõ ràng việc có lợi nhất cho Apple là được tự làm chủ số phận của mình với chip của riêng mình thay vì giao một thành phần quan trọng của iPhone cho một đối tác không đáng tin cậy. Điều này phù hợp với học thuyết của Tim Cook về kiểm soát công nghệ chính.

Và điều quan trọng cần phải lưu ý: Apple đã mở rộng đáng kể các nỗ lực phát triển kỹ thuật chip trong những năm gần đây, mở các trung tâm phát triển mới ở Israel để đáp ứng nhu cầu cấp thiết của các dự án mới.

Cuối cùng, WSJ đã vẽ một bức chân dung rất không tôn trọng về nỗ lực phát triển modem của Apple. Điều này chỉ đơn giản là do không hiểu rõ cách Apple hoạt động, hoặc cách ngành viễn thông hoạt động.

Sự thật còn nhàm chán hơn: Chỉ đơn giản là cần thời gian và nhiều lần thử nghiệm để khiến cho công nghệ này hoạt động tốt, đặc biệt là đối với một công ty chỉ muốn thể hiện sự ưu việt công nghệ cho các sản phẩm hàng đầu của mình như Apple.