本文来自微信公众号：半导体行业观察 （ID：icbank），作者：邵逸琦，题图来自：视觉中国


按照正常节奏，苹果的iPhone 15系列会在一年一度的科技春晚——9月的秋季发布会上正式问世，熟悉的库克又要在凌晨和大家问好了。


谈起这一代最大的升级，有人会想到缩窄的边框，用上台积电3nm工艺的A16，或者是传闻中那颗自定义的新按键，每年苹果新机爆料里，即使是细节上的小改动，也会引发一波热议，


种种升级变化中，最让人期待的，莫过于苹果可能放弃了Lightning接口，统一为USB-C接口，消费者再也不用高价去买苹果专用的Lightning转USB-C数据线，在物美价廉双口USB-C线俯拾皆是的今天，“一头一线走天下”不再是一个梦想。


你以为是苹果时隔多年后终于开窍了？


非也。只是在去年10月24日，欧盟理事会终于通过了全新的充电规范，立法确认USB-C接口将成为手机、平板电脑和耳机等一系列电子设备的通用接口，从2024年12月28日开始，在欧盟成员国内销售的这些电子产品必须更换为USB-C接口，只要苹果还想在欧洲卖手机，那就不得不捏着鼻子接受这条新规。


细细想来，从2012年的iPhone 5开始，到2022年的iPhone 14为止，这十年的时间当中， iPhone的售价从五六千涨到了一万三，苹果股价也从25美元爬升到170多美元。连苹果总部都挪了个地，搬进了Apple Park，唯一没变的，就是这个Lightning接口。


FireWire：生得伟大，死于贪婪


苹果从出生开始，仿佛就和叛逆、特立独行、我行我素这样的词绑定在了一起。


大部分个人电脑为了散热都装了风扇，苹果不用，Apple Ⅱ和Macintosh都是无风扇设计；


80年代那会大家用的都是双键或三键鼠标，苹果就不用，自己设计了一款单键鼠标和一套全新的操作逻辑：


英特尔x86处理器性能强兼容性优异，苹果偏不用，找摩托罗拉和IBM鼓捣出了PowerPC处理器；


上世纪的苹果，像一个插着兜的摇滚青年，一脸放荡不羁，逆反心理严重，就是要和世界对着干，它的眼里没有标准，一切以自己为准。


而FireWire接口，就是在这样的背景中诞生的。


1986年，当个人电脑还在用SCSI（小型计算机系统接口）时，苹果工程师就构想出了一种面向未来的接口，在随后的几年时间当中，他们与IEEE（电气电子工程师学会）进行合作，共同开发这一接口标准，最终在1995年正式完成，其被命名为IEEE 1394标准，苹果还专门为这一标准注册了FireWire（火线）的商标，彰显出它与过往所有接口的不同。


FireWire优势相当明显，一是覆盖功能广，提供了即插即用和热插拔的功能，支持音视频传输，还能通过菊花链连接多达63个外围设备，二是速率高，最高支持393.2Mbit/s（标称400Mbit/s）的传输速率，这也是初代接口被称为FireWire 400的原因。


没有对比就没有伤害，此时由IBM、英特尔、康柏、微软等大型厂商所主导的USB标准恰好刚出炉不久，但1996年的USB 1.0只有1.5 Mbit/s和12 Mbit/s两种速率，甚至达不到FireWire速率的零头，即使在今天，还有不少设备的USB接口达不到FireWire的标称速率，其超前性可见一斑。


而为了达到最终的目标，苹果工程师不仅发明了一种等时传输方法来承载音视频的需求，还向当时的意法半导体取经，使用他们一项时钟机制的专利来让线缆带宽加倍，甚至还从任天堂的Game Boy上吸收灵感，将易碎的弹性部件放在线材上以保证设备接口的耐用性……经历8年的开发，FireWire才作为一种崭新标准发布，但它立刻惊艳了整个PC市场。


1999年，新款iMac G3发布，配备了两个FireWire接口，姗姗来迟的它终于成为了Mac生态的标配，而早在此之前，由索尼带头的一批日本厂商就已经抛来橄榄枝，希望同苹果一同开发该接口，形成一个专利池，在未来的影音设备中普及这一接口，连制定USB标准的微软和英特尔也有意与苹果达成合作。


专业的音视频剪辑人员开始讨论FireWire，PC厂商开始考虑搭载FireWire，硬盘厂商准备从SCSI过渡到FireWire，还有不少人提出将这一先进接口用于汽车、航空航天、家庭网络、数字电视等所有设备，不出意外的话，FireWire将在几年内出现在几乎所有的新电脑中，取代USB成为更优秀的通用接口，苹果甚至还因为这一接口拿下了黄金时段艾美奖。


但此时的苹果，却因糟糕的财务状况而一筹莫展，身为公司掌舵人的乔布斯，在听闻IBM每年数亿美元的专利收入后，就打起了FireWire的主意：所谓天予不取，反受其咎，既然苹果此前花了大力气开发技术制定标准，此时苹果有难处，向使用标准的厂商收取一些微薄的专利费也是合情合理的事情。


需要注意的是，在未被重视前，苹果对FireWire采取了听而任之的态度，毕竟90年代中期苹果内部陷入到了混乱当中，难以开发利用这一标准，在和微软签订的协议中，只向其收取了象征性的5万美元的一次性固定费用。通过这一协议，微软能无限期地使用FireWire标准。对于消费电子行业来说，这么低的准入门槛再加上技术上的优势，完全找不到不使用它的原因。


这也是英特尔愿意支持苹果主导的这一标准的原因——90年代末，英特尔一度考虑在芯片和主板上集成对FireWire接口的支持，以此推动这一标准在PC市场中的普及。


但乔布斯直接推翻了之前和微软的协议，采取了一套全新的许可政策：单个接口收取1美元专利费，如果有2个接口就收取2美元，按照今天汇率换算的话，大约是2美元。倘若按一台2美元计算，数千万台搭载FireWire的PC就可为苹果带来过亿美元的营收，不用分毫力气就可解公司燃眉之急。


当乔布斯这天才般的想法传到英特尔高层耳中时，他们坐不住了，开始和苹果会议沟通，毕竟突然间就要给每年上贡一大笔费用，换任何一个大型科技公司都接受不了。


这场英特尔CTO与乔布斯的会议，具体内容不得而知，但结果很明确，英特尔直接放弃了集成FireWire的打算，回过头来继续大力支持USB标准。


一个月后，发觉事情不妙的苹果撤回了之前单个接口收费1美元的荒唐决定，改为每个用户收费25美分，这笔费用会分配给FireWire专利持有人，但此时为时已晚，英特尔自此再也没搭理过FireWire，想要FireWire的高速率？那就让厂商自己额外加芯片吧。


问题来了，如果英特尔选择集成，那么设备厂商不介意兼容，但额外增加授权成本就会劝退不少厂商，更不用说FireWire本身还需要单独的控制器芯片，这又是一笔不菲的费用，没人想当苹果的韭菜，FireWire一夜之间从时代宠儿变成了厂商们嫌弃的对象。


在这样的尴尬局面中，即使苹果携手索尼在21世纪初开始大力推行，从Mac到iPod，从摄影机到照相机，不少热门设备都搭载了FireWire接口，还在后续推出了速率更高的FireWire 800接口（786.432 Mbit/s），但这依旧无法挽回颓势，随着更高速率的USB 2.0（480 Mbit/s）和USB 3.0（5 Gbit/s）标准的发布，功能速率更优异的FireWire反而逐渐边缘化了。


2008年，新款MacBook Pro发布，大家惊讶地发现苹果坚持了十年多的FireWire接口居然消失不见，取而代之的是平平无奇的USB 2.0接口，当被问及原因时，乔布斯只是面无表情地回答：“实际上，过去几年的所有新型高清摄像机搭载的都是USB 2.0。”


苹果的贪婪，最终葬送了一个领先于时代的接口。


Made For iPod：再一次，征税


FireWire接口遭遇了挫折，但苹果开发接口的步伐并未停下。


2003年4月，第三代iPod发布，为了把机身做得更薄更便携，苹果在这款iPod上没有延续前两代一直使用的FireWire接口，而是改用30 Pin接口，在这个全新细长接口上，密密麻麻排布着30个触点，它们各司其职，分别负责音频、视频、地线、电源等功能，以此来满足当时不断发展的多媒体需求。


iPod因机械硬盘的小型化而生，与同时期的手机相比，iPod可以轻松塞下成百上千首歌曲，通过iTunes轻松快速导入，这让它迅速风靡世界，不论男女老幼，都被iPod这个小小的白色小盒子所吸引，而30 Pin接口也迅速普及了开来，彼时大量汽车与音箱紧跟这股潮流，为iPod专门添加了30 Pin连接器或底座。


这也让苹果看到一个巨大的商机，2005 年 1 月 11 日，乔布斯在Macworld Expo主题演讲中宣布了“Made for iPod”的配件认证计划，他表示，该计划会帮助消费者来选择适合iPod 的配件，并为加入计划的 iPod 配件制造商提供开发产品的指南和技术规格。


实际上，“Made for iPod”涵盖了大量有关于iPod的配件，包括但不仅限于充电线、有线耳机、充电底座、汽车连接线等等，只有获得苹果认证的公司，才能在包装上印上“Made for iPod”，才能保证与最新iPod的完美兼容性。


相信大家看到这里已经明白，这不过是数年前苹果在FireWire上收取许可费事件的重演，所谓的“Made for iPod”不过是苹果想要在逐渐庞大的iPod配件市场中分一杯羹。


根据CNET的报道，苹果会向加入“Made for iPod”计划的配件厂商收取一笔费用，有知情人士透露，具体费用是批发价格的10%，本质上是向苹果交一项不菲的配件税，假设该计划涵盖的iPod配件年批发销售额为2.5亿美元，那么苹果一年就能轻松入账高达2500万美元利润。


由于30 Pin是苹果的专用接口，往往只有通过了认证“Made for iPod”的配件厂商，才能在底座连接器上支持苹果的附件协议（AAP），实现远程遥控、加减音量、切换歌曲、录制音频等功能，厂商必须通过批准的供应商来获得芯片零件，羊毛出在羊身上，额外的成本最后自然会被转嫁给消费者，消费者就不得不为了某个功能，捏着鼻子给自己心爱的iPod多花钱买配件了。


2007年，随着iPhone的推出，“Made for iPod”计划顺理成章地扩展至了iPhone，变为了 “Made for iPod 和 Made for iPhone”。伴随着2010年iPad的发布，这项计划又变成了“Made for iPod，iPhone and iPad”，最后统一为如今的MFi计划。


三个设备，三个领域，一样地畅销，苹果把配件市场当成了自己的摇钱树。


Lightning：因为落后，所以挣钱


作为苹果家族的专用接口，30 Pin的设计其实还是很超前的。在2003年时，手机和其他便携电子产品混乱的接口一度让人摸不着头脑，而30 Pin肩负多项职责，在其他品牌用户还在带一堆线缆出门时，苹果用户却隐隐有了一线走天下的趋势，音乐、视频、数据传输都可以通过30 Pin来搞定。虽然有MFi计划的认证标准和硬件限制，但随着其他厂商的技术进步，即使是非认证的配件一样能正常使用，苹果花了不少功夫弄出来的“Made for iPod”计划已经有了逐步瓦解的趋势。


此时的苹果，已经对旧接口产生了不满，全球销量数亿的iPhone和iPad，确实需要一个比30 Pin更先进，更适合智能手机使用，也更方便规范配件市场的接口，当然，还得更方便苹果收保护费。


Lightning接口应运而生，与30 Pin相比，它的触点缩减到了8个，因而体积大幅减小，同时由于正反两面均有相同的触点，所以可以实现正反盲插，与彼时安卓普遍采用的Micro USB相比，Lightning的优势还是相当明显的。


但这个苹果接口并没有像十几年前的FireWire那样领先于时代， 虽然苹果声称Lightning在速率和可靠性上有所提升，但它依旧基于USB 2.0的标准，此时USB 3.0标准已发布数年之久，且在第一批Lighting接口的苹果设备上市不久后，三星就推出了旗舰Galaxy Note 3，成为了第一款搭载USB 3.0的智能手机，理论速率达到了5 Gbit/s，远超iPhone 5的480 Mbit/s。


那么，Lightning是完全不支持USB 3.0吗？答案是否定的，苹果在2015年的iPad Pro接口上采用了双面共计16个触点的母座，从物理层面给予了USB 3.0的可能性，但只有官方的读卡器能使用USB 3.0的传输速率，苹果后续甚至都没有发布Lightning转USB 3.0的数据线，而iPhone用户只能十年如一日地忍受20-30mb/s的速率。


更致命的是，由于触点的数量有限，Lightning还在物理层面杜绝了更高功率充电的可能性，隔壁安卓用户飙充电功率的时候，苹果还在为支持PD的18W充电而大书特书。


2012年iPhone 5的发布会上，苹果前营销主管菲尔·席勒自信满满，宣称Lightning是面向未来十年的接口，同时还发表了一堆有关于技术的“独到”观点，譬如日渐普及的NFC等同于苹果的Passbook，诺基亚的无线充电除了给消费者困惑外几乎没有好处等等。


现实中的打脸总是来得很快。2014年，更先进的USB-C接口出现，面向未来十年但是第三年就开始落伍。同年，iPhone 6成为苹果首款支持NFC功能的机型；2017年，iPhone 8系列和iPhone X开始支持无线充电……


当然，菲尔·席勒最终兑现了他的诺言，Lightning接口确实在去年9月度过了它的十岁生日——尽管它已经落伍了六七年时间。


是什么让苹果如此热衷于创造Lightning这样的新接口，是什么让苹果在明知落伍的情况下还要一条路走到黑呢？


答案不外乎利润二字。根据分析师郭明錤在2012年的分析，30 Pin接口的成本为0.4 美元，全新的 Lightning接口成本为 3.5美元，成本上涨了 775%，同时Lightning数据线也达到了6美元的平均售价，和1.8美元的30 Pin数据线相比上涨了233%。


同样为白色塑料外壳，但Lightning数据线的插头处却多了一枚不起眼的芯片，根据ChipWorks的拆解，苹果在公头处嵌入了一颗编号为BQ2025的芯片，其生产商来自大名鼎鼎的德州仪器，它除了会检查数据传输错误外，还有着验证连接的功能。


图/ChipWorks


在这颗BQ2025的芯片下，有5000个逻辑门，内置128位的存储容量，集成了驱动晶体管、模拟电路，还有大量的电容，复杂程度远超普通人的想象，这也是全新Lightning接口成本疯涨的原因之一。


当用户将数据线插入接口，这颗芯片就会在几毫秒内完成与iPhone的通讯过程，也就是所谓的对暗号，一旦发现暗号对不上，就会快速切断电路连接，iPhone就会蹦出一个让用户欲哭无泪的窗口：请使用官方认证的数据线进行连接。


图/ChipWorks


那么要怎么样才能在数据线上加入这颗德仪的芯片呢？


这可不是单纯地向苹果或者德仪花钱买的问题了，配件厂商首先需要准备资料，向苹果提出申请，然后接受审核，苹果还会对工厂等进行实地考察，其中过程无异于千军万马过独木桥，大量厂商被筛掉，只有约5%的幸运儿能通过MFi认证，获得购买芯片的资格，其售价约为2-3美元左右，且不允许转售或挪用芯片。


不过有利润的地方，就有人铤而走险，黑客很快就挖掘出了当时Lightning接口的漏洞，通过漏洞用其他芯片模拟验证功能，从而生产出盗版的Lightning数据线。由于苹果在iOS系统升级中会不断封堵漏洞，黑客也会不断地挖掘新的漏洞，道高一尺魔高一丈，苹果不断修补，山寨厂商疯狂挖掘，成了一道奇特的风景线。


而苹果用的手段也愈发高明和强硬，在首度支持PD快充的iPhone 8发布后，苹果在Lightning转USB-C的线中换成了全新的C94接口，里面搭载了全新的芯片，采用了SHA256算法加密，破解难度陡然增大，过去的破解方法通通失效，一时间山寨厂商哀鸿遍地，只能眼睁睁看着钱从手中溜走。


黑客的对策也来得很快，在较短的时间里就完成了C94接口的破解，苹果又陷入到了和山寨厂商的拉锯战当中……


图/Apple


在iPhone 8之后，MFi认证就意味着更昂贵的成本，C94芯片的采购价格再加上关税、物流和加工，最终成本可达20或30元，苹果可能还会对配件征收20-25%的税，一条售价六七十元的C To L的数据线，往往被苹果拿走了一半还多，因而尽管山寨线层出不穷，但苹果依旧赚得盆满钵满。


苹果稳坐在围墙花园中，左手攥着认证芯片，右手捏着iOS系统，嘴巴一闭一张，每年就是数十亿美元的进账。


USB-C：好日子不再


苹果不想放弃Lightning接口改用USB-C的理由有很多，不外乎不够环保，不够安全，不够耐用，不够方便等等，但核心原因自始自终只有一个，那就是不够挣钱。


正如它不愿开放App Store的应用侧载功能一样，一旦改用USB-C接口，垄断市场迎来了开放，那就意味着苹果不再拥有绝对的话语权，用户在奔出往日的围墙花园后，真的还会带着某种不舍回头吗？


打个比方，如今国内应用几乎都内置了青少年模式，此举初衷，就是保护未成年人所接触到的内容，把他们和鱼龙混杂的互联网相隔开，而一旦他们成年步入社会，有了成熟的思辨意识后，还会继续老老实实地呆在青少年模式里吗？


它害怕的不是以后没有MFi这样的赚钱机会，1927年的洛夫克拉夫特在《文学中的超自然恐怖》中写道：“人类最古老而强烈的情感便是恐惧；最古老而强烈的恐惧，则源自未知……”而苹果的恐惧，就是来自不可控的未知将来。


所以苹果即使在转到USB-C后，也要建立自己的一套标准。根据爆料，苹果却专门设计了一颗适用于 Lightning&Type-C 接口的IC芯片，将会用在今年的新iPhone与MFi认证产品中，而富士康已经在大规模生产适用于今年iPhone 15系列的EarPods和USB-C数据线等含有MFi认证的配件。分析师郭明錤也表示，苹果会“优化”iPhone 15的MFi认证充电器的快充性能，在更换接口的这个时间节点上，苹果把征收新税的意图摆在了明面上。


而针对这一传闻，反垄断急先锋的欧盟快速做出了表态，欧盟专员蒂埃里·布雷顿致函苹果公司，警告该公司不允许限制USB-C线缆的功能，否则将阻止iPhone在法律生效后在欧盟销售。


事态发展至此，摆在苹果面前的就只有两种选择了，要么遵守规定放弃对iPhone接口的限制，要么退出包括法国、德国和西班牙在内的欧盟市场。


回想一下，苹果的专用接口和MFi计划在过去20年时间里为这个市场究竟带来了什么呢？30 Pin接口风靡世界，有无数为它量身打造的配件，然后一夕之间成为废品；Lightning接口成本高昂，苹果官方数据线却是不折不扣的易耗品，老化、脱落和断裂反复困扰着用户；C94数据线是最昂贵的快充线之一，换来的却是高端手机最低的充电功率，最慢的充电速度……


苹果所谓环保之类的理由在这些事实面前经不起任何推敲，从FireWire被发明到Lightning即将退出舞台之际，苹果在这二十多年的时间里，在接口上只是反复做着三件事：淘汰旧接口，开发新标准，然后收税。


这样想来，欧盟用法规轰开一层又一层的围墙，苹果在接口上的好日子终于走到了尽头，消费者终于用上了方方面面更优秀的USB-C，又怎么能不为此拍手称快呢？


本文来自微信公众号：半导体行业观察 （ID：icbank），作者：邵逸琦