Với thông tin rằng nỗ lực tạo ra modem 5G trên điện thoại của Apple đã thất bại và đến iPhone 15 vẫn phải dùng chip của Qualcomm, một lần nữa chip baseband trở thành tâm điểm chú ý.
Nếu Apple phát triển thành công chip baseband thì iPhone tương lai dự kiến sẽ tích hợp chip baseband tự phát triển vào chip xử lý của Apple; tuy nhiên, dự kiến rằng không chỉ iPhone 14 năm nay mà cả iPhone 15 sẽ tiếp tục sử dụng chip baseband của Qualcomm. Chỉnh vì vậy, các nhà phân tích dự đoán iPhone 14 có thể tiếp tục sử dụng vi xử lý A15 trên dòng iPhone 13 và chỉ các mẫu Pro mới có thể sử dụng vi xử lý A16 mới.
Chip baseband giống như một vết xước xấu xí trên bức tường trắng đối với Apple. Một trong những vấn đề nan giải nhất với chiếc iPhone hoàn hảo là tín hiệu kém. Và băng tần liên lạc, thứ ảnh hưởng đến tốc độ truy cập mạng và chất lượng cuộc gọi, nghiễm nhiên là thứ Apple muốn tối ưu nhất.
Thị phần chip baseband toàn cầu 2014-2021
Mặc dù thế mạnh của Apple trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển chip độc lập không hề yếu, Apple đã phát triển thành công bộ vi xử lý dựa trên ARM cho máy tính, đồng thời bước vào giai đoạn dẫn đầu về hiệu năng nhưng Apple vẫn luôn phải sử dụng chip baseband của hãng khác. Cả Intel và Qualcomm đều từng là nhà cung cấp chip baseband của Apple, nhưng với việc Intel rút khỏi thị trường chip baseband, Apple hoàn toàn phụ thuộc vào Qualcomm về chip baseband.
Đối với Apple, các chip chủ chốt sử dụng sản phẩm của các công ty khác làm ảnh hưởng đến tỷ lệ giá/lợi nhuận nên không có gì ngạc nhiên khi Apple bắt tay tự phát triển chip băng tần 5G. Ngay sau khi tin tức này được đưa ra, Qualcomm cũng cho biết vào năm 2023, chỉ 20% chip baseband 5G của iPhone sẽ đến từ Qualcomm. Song gần đây, khi tin tức cho biết chip băng tần 5G của Apple đã không được phát triển thành công như dự kiến, Qualcomm có thể cũng sẽ cung cấp cho Apple nhiều chip băng tần 5G hơn.
Mặc dù A15 của dòng iPhone 13 không còn được tích hợp chip baseband của Qualcomm, nhưng cuối cùng nó vẫn cần phải tích hợp chip baseband của các công ty khác. Việc sử dụng chip baseband của người khác đồng nghĩa với việc quyền tự chủ của toàn bộ vi xử lý không đạt 100% - trước đó Apple đã phải ngừng bán một số mẫu iPhone vì tranh chấp bằng sáng chế với Qualcomm. Do đó, để tránh lặp lại những sai lầm như vậy, Apple giảm dần sự phụ thuộc vào nhà cung cấp. Apple đã chiêu mộ hơn 2.000 kỹ sư baseband từ Intel để phát triển chip baseband.
Một báo cáo từ FossPatents đã chỉ ra rằng chip băng tần cơ sở 5G do Apple tự phát triển không thành công không phải do các vấn đề kỹ thuật mà do không thể vượt qua các bằng sáng chế của Qualcomm. Chừng nào các bằng sáng chế của Qualcomm còn hiệu lực, tầm quan trọng của các chip băng tần cơ sở do Apple tự phát triển sẽ giảm đi đáng kể.
Hầu như tất cả những người tham gia cuộc chơi tự phát triển chip baseband đều không thể tách rời việc mua lại bằng sáng chế, nhưng đối với Apple, việc mua bằng sáng chế sẽ trái với ý định ban đầu về chip baseband do Apple tự phát triển.
Đối với Apple, mục đích cuối cùng của việc tự phát triển chip baseband là cải thiện khả năng tích hợp chip bên trong của Apple. Một hệ thống chip hoàn chỉnh giúp Apple giảm giá thành chip và do đó thu được nhiều lợi nhuận hơn. Chừng nào vẫn cần dựa vào các bằng sáng chế của Qualcomm, thì sự phụ thuộc vào Qualcomm vẫn còn tồn tại. Phần phí cấp bằng sáng chế này làm tăng chi phí, có nghĩa là việc sử dụng chip băng tần cơ sở tự phát triển sẽ làm tăng chi phí. Vì lý do này, Apple đã phải tạm gác lại tiến độ của các chip băng tần cơ sở do hãng tự phát triển.
Theo một báo cáo do Cơ sở dữ liệu bằng sáng chế thương mại của Hoa Kỳ công bố, Qualcomm đứng thứ 10 về số lượng bằng sáng chế mà các công ty Hoa Kỳ nộp vào năm 2021. Mặc dù không có gì lạ khi các công ty bán dẫn có nhiều bằng sáng chế hơn. Nhưng các bằng sáng chế của Qualcomm không chỉ được sử dụng để ngăn các công ty khác "sao chép"; quan trọng hơn, chúng được sử dụng để tạo ra lợi nhuận. Chỉ tính riêng trong quý đầu tiên của năm 2022, doanh thu từ bản quyền của Qualcomm đạt 1,75 tỷ USD, chiếm 15,7% tổng doanh thu.
Dữ liệu chính thức của Qualcomm cho thấy 467 công ty hiện đang sử dụng các bằng sáng chế của Qualcomm. Ngoài Apple, các sản phẩm bao gồm Huawei, ZTE và Motorola đều đang sử dụng công nghệ đã được cấp bằng sáng chế của Qualcomm. Cụ thể trong lĩnh vực 5G, Qualcomm có hơn 150 bằng sáng chế, do các phát minh của Qualcomm ra đời sớm, có nền tảng vững chắc và bao phủ phạm vi địa lý rộng, đồng nghĩa với việc tích lũy bằng sáng chế của Qualcomm đi trước ngành vài năm.
Sự khởi đầu của công nghệ CDMA có thể bắt nguồn từ những năm 1940. Lấy cảm hứng từ cách sắp xếp các nốt nhạc, nữ diễn viên Hollywood Hedy Lamarr và nhà soạn nhạc George Antheil đã suy đoán rằng nhiều tần số có thể được sử dụng để gửi một đường truyền vô tuyến duy nhất. "Nhảy tần" ngăn tín hiệu vô tuyến bị nhiễu. Họ đã cấp bằng sáng chế cho ý tưởng và trao nó cho chính phủ Hoa Kỳ để sử dụng trong Thế chiến thứ hai.
Bốn thập kỷ sau, Qualcomm nhìn thấy tiềm năng của CDMA trong không gian di động mới nổi. Khi công nghệ thống trị trong ngành truyền thông vào thời điểm đó là Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA), người sáng lập Qualcomm Irwin Jacobs tuyên bố rằng CDMA sẽ làm cho kết nối không dây phù hợp với mọi người.
TDMA gửi nhiều đường truyền trên một làn sóng vô tuyến duy nhất bằng cách khai thác các khoảng dừng tự nhiên trong giọng nói. Trong CDMA, mỗi cuộc gọi được gán một mã được xáo trộn trên một dải phổ rộng và được tái tạo lại tại máy thu. Nhiều người dùng có thể nói cùng một lúc, cho phép nhiều cuộc trò chuyện hơn trên cùng một lượng phổ.
Thời điểm đó, ngành công nghiệp này đã đầu tư hàng triệu đô la vào TDMA và không muốn thay đổi hướng đi. Một số người cho rằng CDMA quá phức tạp và tốn kém để triển khai, và do đó không thích công nghệ này.
Để phát triển công nghệ CDMA, Qualcomm tập trung vào việc đổi mới cơ sở hạ tầng, chipset và thiết bị cầm tay... Qualcomm đã dành nhiều năm để tiến hành các thử nghiệm, và các cuộc trình diễn trong ngành để chứng minh rằng CDMA có thể hoạt động vượt qua nhiều giới hạn khác nhau. Cuối cùng vào năm 1993, CDMA đã được chấp nhận là tiêu chuẩn công nghiệp. Năm 1995, CDMA được thương mại hóa để chuyển đổi toàn ngành sang 2G, cuối cùng đã trở thành nền tảng của tất cả các mạng 3G trên toàn thế giới và giúp xác định các công nghệ 4G và 5G mới nhất.
Khi Internet trở nên phổ biến, CDMA trở thành công nghệ tốt nhất để giải quyết các nhu cầu mới của băng thông rộng di động. Cách mạng hóa điện toán di động, ảnh hưởng đến các công nghệ đang phát triển khác. Qualcomm đã sử dụng các bằng sáng chế cơ bản CDMA của riêng mình như một công cụ để thiết kế các rào cản bằng sáng chế khổng lồ và phức tạp.
Các mạng GSM, WCDMA, CDMA và TD-SCDMA sử dụng một số lượng lớn các nguyên tắc kỹ thuật và bằng sáng chế CDMA. Đây là lý do quan trọng khiến Qualcomm luôn giữ vững vị trí dẫn đầu trong lĩnh vực chip baseband.
Nếu Apple phát triển thành công chip baseband thì iPhone tương lai dự kiến sẽ tích hợp chip baseband tự phát triển vào chip xử lý của Apple; tuy nhiên, dự kiến rằng không chỉ iPhone 14 năm nay mà cả iPhone 15 sẽ tiếp tục sử dụng chip baseband của Qualcomm. Chỉnh vì vậy, các nhà phân tích dự đoán iPhone 14 có thể tiếp tục sử dụng vi xử lý A15 trên dòng iPhone 13 và chỉ các mẫu Pro mới có thể sử dụng vi xử lý A16 mới.
Chip baseband giống như một vết xước xấu xí trên bức tường trắng đối với Apple. Một trong những vấn đề nan giải nhất với chiếc iPhone hoàn hảo là tín hiệu kém. Và băng tần liên lạc, thứ ảnh hưởng đến tốc độ truy cập mạng và chất lượng cuộc gọi, nghiễm nhiên là thứ Apple muốn tối ưu nhất.
Mặc dù thế mạnh của Apple trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển chip độc lập không hề yếu, Apple đã phát triển thành công bộ vi xử lý dựa trên ARM cho máy tính, đồng thời bước vào giai đoạn dẫn đầu về hiệu năng nhưng Apple vẫn luôn phải sử dụng chip baseband của hãng khác. Cả Intel và Qualcomm đều từng là nhà cung cấp chip baseband của Apple, nhưng với việc Intel rút khỏi thị trường chip baseband, Apple hoàn toàn phụ thuộc vào Qualcomm về chip baseband.
Đối với Apple, các chip chủ chốt sử dụng sản phẩm của các công ty khác làm ảnh hưởng đến tỷ lệ giá/lợi nhuận nên không có gì ngạc nhiên khi Apple bắt tay tự phát triển chip băng tần 5G. Ngay sau khi tin tức này được đưa ra, Qualcomm cũng cho biết vào năm 2023, chỉ 20% chip baseband 5G của iPhone sẽ đến từ Qualcomm. Song gần đây, khi tin tức cho biết chip băng tần 5G của Apple đã không được phát triển thành công như dự kiến, Qualcomm có thể cũng sẽ cung cấp cho Apple nhiều chip băng tần 5G hơn.
Tại sao Qualcomm có thể nắm bắt thị trường chip băng tần 5G? Khó khăn của chip baseband là ở đâu?
Baseband hiện tại có hai dạng. Dạng thứ nhất là Snapdragon 888 của Qualcomm, tích hợp chip băng tần 5G vào SoC. Snapdragon 888 cung cấp baseband 5G tích hợp đầy đủ thay vì bao gồm một chip băng tần riêng biệt. Loại còn lại là loại plug-in, chẳng hạn như chip Apple iPhone series A14 cắm vào chip baseband Snapdragon 5G của Qualcomm.Mặc dù A15 của dòng iPhone 13 không còn được tích hợp chip baseband của Qualcomm, nhưng cuối cùng nó vẫn cần phải tích hợp chip baseband của các công ty khác. Việc sử dụng chip baseband của người khác đồng nghĩa với việc quyền tự chủ của toàn bộ vi xử lý không đạt 100% - trước đó Apple đã phải ngừng bán một số mẫu iPhone vì tranh chấp bằng sáng chế với Qualcomm. Do đó, để tránh lặp lại những sai lầm như vậy, Apple giảm dần sự phụ thuộc vào nhà cung cấp. Apple đã chiêu mộ hơn 2.000 kỹ sư baseband từ Intel để phát triển chip baseband.
Một báo cáo từ FossPatents đã chỉ ra rằng chip băng tần cơ sở 5G do Apple tự phát triển không thành công không phải do các vấn đề kỹ thuật mà do không thể vượt qua các bằng sáng chế của Qualcomm. Chừng nào các bằng sáng chế của Qualcomm còn hiệu lực, tầm quan trọng của các chip băng tần cơ sở do Apple tự phát triển sẽ giảm đi đáng kể.
Hầu như tất cả những người tham gia cuộc chơi tự phát triển chip baseband đều không thể tách rời việc mua lại bằng sáng chế, nhưng đối với Apple, việc mua bằng sáng chế sẽ trái với ý định ban đầu về chip baseband do Apple tự phát triển.
Đối với Apple, mục đích cuối cùng của việc tự phát triển chip baseband là cải thiện khả năng tích hợp chip bên trong của Apple. Một hệ thống chip hoàn chỉnh giúp Apple giảm giá thành chip và do đó thu được nhiều lợi nhuận hơn. Chừng nào vẫn cần dựa vào các bằng sáng chế của Qualcomm, thì sự phụ thuộc vào Qualcomm vẫn còn tồn tại. Phần phí cấp bằng sáng chế này làm tăng chi phí, có nghĩa là việc sử dụng chip băng tần cơ sở tự phát triển sẽ làm tăng chi phí. Vì lý do này, Apple đã phải tạm gác lại tiến độ của các chip băng tần cơ sở do hãng tự phát triển.
Trong lĩnh vực baseband 5G, Qualcomm mạnh đến mức nào?
Vậy Qualcomm mạnh đến mức nào? Ngắn gọn: hãng đã "bắn tỉa" thành công Apple về công nghệ baseband. Có thể nói, hầu hết mọi điện thoại di động trên hành tinh đều đang sử dụng công nghệ của Qualcomm.Theo một báo cáo do Cơ sở dữ liệu bằng sáng chế thương mại của Hoa Kỳ công bố, Qualcomm đứng thứ 10 về số lượng bằng sáng chế mà các công ty Hoa Kỳ nộp vào năm 2021. Mặc dù không có gì lạ khi các công ty bán dẫn có nhiều bằng sáng chế hơn. Nhưng các bằng sáng chế của Qualcomm không chỉ được sử dụng để ngăn các công ty khác "sao chép"; quan trọng hơn, chúng được sử dụng để tạo ra lợi nhuận. Chỉ tính riêng trong quý đầu tiên của năm 2022, doanh thu từ bản quyền của Qualcomm đạt 1,75 tỷ USD, chiếm 15,7% tổng doanh thu.
Dữ liệu chính thức của Qualcomm cho thấy 467 công ty hiện đang sử dụng các bằng sáng chế của Qualcomm. Ngoài Apple, các sản phẩm bao gồm Huawei, ZTE và Motorola đều đang sử dụng công nghệ đã được cấp bằng sáng chế của Qualcomm. Cụ thể trong lĩnh vực 5G, Qualcomm có hơn 150 bằng sáng chế, do các phát minh của Qualcomm ra đời sớm, có nền tảng vững chắc và bao phủ phạm vi địa lý rộng, đồng nghĩa với việc tích lũy bằng sáng chế của Qualcomm đi trước ngành vài năm.
Vậy làm cách nào Qualcomm trở thành "ông hoàng bằng sáng chế"?
Sự dẫn đầu của Qualcomm trong ngành truyền thông không thể tách rời công nghệ then chốt là CDMA, công nghệ này mang lại cho Qualcomm vị trí dẫn đầu không chỉ về quyền sở hữu trí tuệ cung cấp nền tảng cho 3G.Sự khởi đầu của công nghệ CDMA có thể bắt nguồn từ những năm 1940. Lấy cảm hứng từ cách sắp xếp các nốt nhạc, nữ diễn viên Hollywood Hedy Lamarr và nhà soạn nhạc George Antheil đã suy đoán rằng nhiều tần số có thể được sử dụng để gửi một đường truyền vô tuyến duy nhất. "Nhảy tần" ngăn tín hiệu vô tuyến bị nhiễu. Họ đã cấp bằng sáng chế cho ý tưởng và trao nó cho chính phủ Hoa Kỳ để sử dụng trong Thế chiến thứ hai.
Bốn thập kỷ sau, Qualcomm nhìn thấy tiềm năng của CDMA trong không gian di động mới nổi. Khi công nghệ thống trị trong ngành truyền thông vào thời điểm đó là Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA), người sáng lập Qualcomm Irwin Jacobs tuyên bố rằng CDMA sẽ làm cho kết nối không dây phù hợp với mọi người.
TDMA gửi nhiều đường truyền trên một làn sóng vô tuyến duy nhất bằng cách khai thác các khoảng dừng tự nhiên trong giọng nói. Trong CDMA, mỗi cuộc gọi được gán một mã được xáo trộn trên một dải phổ rộng và được tái tạo lại tại máy thu. Nhiều người dùng có thể nói cùng một lúc, cho phép nhiều cuộc trò chuyện hơn trên cùng một lượng phổ.
Thời điểm đó, ngành công nghiệp này đã đầu tư hàng triệu đô la vào TDMA và không muốn thay đổi hướng đi. Một số người cho rằng CDMA quá phức tạp và tốn kém để triển khai, và do đó không thích công nghệ này.
Để phát triển công nghệ CDMA, Qualcomm tập trung vào việc đổi mới cơ sở hạ tầng, chipset và thiết bị cầm tay... Qualcomm đã dành nhiều năm để tiến hành các thử nghiệm, và các cuộc trình diễn trong ngành để chứng minh rằng CDMA có thể hoạt động vượt qua nhiều giới hạn khác nhau. Cuối cùng vào năm 1993, CDMA đã được chấp nhận là tiêu chuẩn công nghiệp. Năm 1995, CDMA được thương mại hóa để chuyển đổi toàn ngành sang 2G, cuối cùng đã trở thành nền tảng của tất cả các mạng 3G trên toàn thế giới và giúp xác định các công nghệ 4G và 5G mới nhất.
Khi Internet trở nên phổ biến, CDMA trở thành công nghệ tốt nhất để giải quyết các nhu cầu mới của băng thông rộng di động. Cách mạng hóa điện toán di động, ảnh hưởng đến các công nghệ đang phát triển khác. Qualcomm đã sử dụng các bằng sáng chế cơ bản CDMA của riêng mình như một công cụ để thiết kế các rào cản bằng sáng chế khổng lồ và phức tạp.
Các mạng GSM, WCDMA, CDMA và TD-SCDMA sử dụng một số lượng lớn các nguyên tắc kỹ thuật và bằng sáng chế CDMA. Đây là lý do quan trọng khiến Qualcomm luôn giữ vững vị trí dẫn đầu trong lĩnh vực chip baseband.
