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问题

想要像苹果一样，芯片、系统独立于安卓高通、微软英特尔之外，难度有多大？

回答
想要像苹果一样，在芯片、操作系统乃至整个生态系统上都实现独立于安卓阵营（高通、联发科等芯片供应商）和微软/英特尔（PC领域）之外的自主可控，其难度是极其巨大的，这是一个系统性、长期性的挑战，涉及技术、人才、资金、生态建设等方方面面。

我们可以从以下几个维度来详细解读：

一、 芯片自主研发的难度：

苹果在芯片自主研发上已经取得了巨大的成功，其A系列和M系列芯片在性能、能效比上都处于行业领先地位。要复制这一点，难点主要在于：

1. 核心技术和IP储备：
指令集架构（ISA）： ARM架构是目前移动和PC领域的主流，苹果拥有其授权。但要开发自己的ISA（如当年IBM的PowerPC，或x86的竞争者）并构建兼容性，难度极高，需要从底层设计所有指令、编译器、工具链。
微架构设计能力： 芯片的性能和能效很大程度上取决于微架构设计。这需要经验丰富的工程师对CPU（CPU核心、缓存、总线、调度器等）、GPU（图形处理单元）、NPU（神经网络处理单元）、ISP（图像信号处理器）等核心组件进行精妙的设计。苹果在这方面拥有数十年积累的顶尖人才。
IP授权和集成： 即使是苹果，也并非所有IP都是自己从零开始的。它也会授权一些第三方的IP（如内存控制器、IO接口等），但关键的CPU、GPU、NPU等核心计算单元是自主设计。要完全自主，需要自行设计或通过特定方式获得这些基础IP。
EDA工具链： 芯片设计离不开高级电子设计自动化（EDA）工具，如Synopsys, Cadence, Mentor Graphics。这些工具本身非常昂贵且复杂，并且需要对它们有深入的理解和使用能力。

2. 人才的获取与培养：
稀缺的顶尖人才： 芯片设计，特别是高性能CPU和GPU的微架构设计，是全球最顶尖的工程技术领域之一，人才极度稀缺。拥有能够从零开始设计和验证现代高性能SoC（System on Chip）的团队是极其困难的。
长期培养周期： 培养一个能独立负责芯片关键模块设计的工程师，往往需要数年甚至十年的时间。苹果在芯片领域投入了大量资金和时间来吸引、留住和培养人才。

3. 制造与供应链：
晶圆代工（Foundry）： 芯片设计出来后，需要交给晶圆厂制造。目前全球最先进的制程工艺主要由台积电（TSMC）和三星掌握。即使是苹果，也需要依赖台积电的先进工艺来生产其高性能芯片。
制程技术： 掌握最先进的制程技术（如5nm、3nm）并将其转化为芯片的实际性能和良率，是一个巨大的挑战。这不仅需要设计能力，还需要与代工厂密切合作，进行工艺协同设计（PPA Power, Performance, Area）。
封装与测试： 芯片制造完成后，还需要进行先进的封装和测试。这些环节同样需要专业的技术和设备。

4. 成本与投入：
巨大的研发投入： 芯片研发是“烧钱”的行业，一次流片（Tapeout）的费用就可能高达数千万到上亿美元。从设计到量产，整个过程的投入是天文数字。
规模效应： 苹果凭借其庞大的出货量（iPhone、iPad、Mac等），能够将研发和制造成本摊薄到每一个产品上，形成规模效应。新进入者很难复制这一点。

二、 操作系统自主研发的难度：

苹果的macOS、iOS、iPadOS等操作系统是其生态的基石，它们与硬件高度协同，提供了流畅的用户体验和强大的功能。要实现这一点，难点在于：

1. 核心技术与内核开发：
内核（Kernel）： 操作系统的核心是内核，负责管理硬件资源、进程调度、内存管理等。苹果的macOS和iOS使用其自主研发的XNU内核（基于Mach和FreeBSD），这是经过多年迭代和优化的成果。从零开始开发一个稳定、高性能、安全的内核极其困难。
驱动程序： 需要为各种硬件（CPU、GPU、SSD、网络控制器、音频、显示器等）编写高效、稳定的驱动程序。这需要深入了解硬件的细节和工作原理。
系统服务和框架： 除了内核，还需要构建庞大的用户空间服务、系统API（应用程序接口）、图形界面框架（如Metal, Core Graphics）、多媒体框架、网络协议栈等。
安全性与稳定性： 操作系统需要具备极高的安全性和稳定性，以防止恶意软件攻击和系统崩溃。这需要深厚的设计理念和长期的测试验证。

2. 生态系统建设：
开发者生态： 一个操作系统能否成功，关键在于能否吸引开发者为其开发应用程序。苹果通过Xcode集成开发环境、Swift/ObjectiveC编程语言、App Store分发渠道，构建了一个非常成熟且庞大的开发者生态。
应用程序数量和质量： 没有足够的、高质量的应用程序，操作系统将难以获得用户青睐。要建立一个能与iOS、macOS相媲美的应用生态，需要数年甚至数十年的努力。
用户习惯和迁移成本： 用户已经习惯了现有操作系统的使用方式和大量应用。新的操作系统需要极具吸引力，才能让用户愿意付出迁移成本。

3. 硬件与软件的深度整合：
协同优化： 苹果的成功很大程度上源于其硬件（芯片、显示屏、传感器等）和软件（操作系统、应用）的深度整合和协同优化。例如，M系列芯片的架构设计就充分考虑了macOS的特性，反之亦然。
硬件抽象层（HAL）： 需要设计并实现高效的硬件抽象层，使软件能够以标准化的方式与不同硬件交互，同时又不牺牲性能。

4. 人才与经验：
顶尖的软件工程师： 操作系统开发是软件工程中最复杂的部分之一，需要大量经验丰富、能力出众的工程师。
长期的迭代和改进： 操作系统并非一蹴而就，需要通过不断的更新、维护和功能迭代来完善，这是一个漫长且持续的过程。

三、 生态系统独立性的挑战：

苹果的成功不仅仅是芯片和操作系统，更在于其围绕硬件和软件构建的强大生态系统：

1. 统一的开发者平台和工具链：
Xcode集成了代码编辑、编译、调试、性能分析等功能，为开发者提供了便捷的开发体验。
Swift语言的设计目标之一就是易学易用且性能强大，吸引了大量开发者。

2. 应用分发和商业化渠道：
App Store提供了安全、便捷的应用分发和支付渠道，并形成了成熟的商业模式。
开发者可以从中获得可观的收入，激励他们开发更多优质应用。

3. 硬件产品线的协同：
iPhone、iPad、Mac、Apple Watch、AirPods等产品之间能够无缝协作，数据和功能可以在设备间自由流转（如Handoff, AirDrop）。这种软硬件一体化的体验是苹果生态的核心竞争力。

4. 服务生态：
iCloud、Apple Music、Apple TV+、Apple Arcade等服务进一步增强了用户粘性，并将用户锁定在苹果生态内。

5. 品牌效应和用户忠诚度：
苹果通过多年的品牌积累和出色的产品体验，建立了极高的用户忠诚度。用户倾向于在已经熟悉的生态系统内继续消费。

结论：

总而言之，想要复制苹果在芯片、操作系统和生态系统上的独立性，其难度是指数级的。这不仅仅是技术上的挑战，更是对资金投入、人才储备、时间积累、生态建设、市场策略以及对行业深刻理解的全方位考验。

任何一家想要实现这一目标的企业，都必须做好进行数十年持续投入、承担巨额风险、面对激烈竞争、克服无数技术和市场障碍的准备。目前来看，中国有类似企图的企业（如华为），已经在某些领域取得了显著进展（如鸿蒙OS、麒麟芯片的研发和部分生态建设），但要达到苹果目前的高度，仍然还有非常漫长的道路要走。

这更像是一场马拉松，而非短跑，需要战略定力、不懈的努力和对未来的清晰愿景。

网友意见

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1. 芯片独立

先说说芯片独立，难。

你看最近几年，芯片国产化浪潮一波高过一波，头部手机厂商也纷纷加入芯片制造行业，要说造芯片那大家都在造，但要做到苹果这样子的 SoC 独立，那是非常非常难。

先来看看苹果，我们都知道苹果是一家 FabLess 半导体公司，只负责芯片设计，芯片制造需要晶圆代工厂商来完成，比如三星电子（Samsung Semi）或者台积电（TSMC）。

所谓冰冻三尺非一日之寒，苹果要获得现在 A 系列和 M 系列优秀的能耗比和性能表现，和十年如一日的研发投入、坚持和正确路线都是分不开的。

让我们来看看一些重要的时间节点：

苹果最早是从 A4 开始就自己搞芯片设计，那是 2010 年。

苹果开始自研架构，Swift，A7，是 2012 年。

苹果 A7 开始使用 64 位架构，那是 2013 年。

苹果芯片的性能和能耗比领先，在我看来有这么几个主要原因：

  1. 先进的架构设计团队
  2. 领先的工艺节点
  3. 割舍历史包袱的强大执行力

1.1. 架构

第一个原因，架构设计这块，苹果从自主研发的初期就以重金挖角 PA Semi、Intrinsity 等芯片设计公司，丰富的人才积累和设计经验让苹果的芯片设计有了鲜明的特点——注重能耗比和 IPC、注重单核新能，并不惜通过高成本的先进制造工艺和昂贵的大面积宽、深流水线核心来完成这一设计目标。

由于苹果自从开创了智能手机时代以来，一直把持着智能手机市场利润的大头，就形成了一个良性循环，高端手机可以养活昂贵的芯片设计和制造，而高性能的芯片又进一步地反哺产品的市场表现。

上图来自 AnandTech，展示了近几年旗舰 SoC 们的能耗表现，纵轴为性能，越高越好，横轴为能耗，越低越好，也就是说，点的大小代表单位时间功耗，单位为 W。

也就是说点越小越好，点的坐标越靠左上越好。

为了方便读图，我将各个 SoC 的小核心和大核心进行了连线。

可以看到在先进的架构加持下，A15 的能效核心（E-Core），或者说小核心，性能已经来到了 A78 中核的水平，而 Android 阵营作为小核心的 A55 则仅有 A15 E 核心的 1/3-1/4 性能但能耗要高 2-3 倍，而性能核心的架构差距同样巨大。

而且需要指出的是——自研架构不代表疗效好。

同样拥有悠久自研历史、投入巨大且背靠自家三星电子 FAB 的三星，在 M 系列架构上就频频翻车，M5 架构更是搞出了中核性能，超超超超超超超超超超超超超超大核功耗的全球喜剧。

M5 大核心性能直逼 865 中核，功耗比骁龙 888 还高 12%，也不知道是谁给三星电子的勇气当年在新加坡版的小屏旗舰 S20 上塞了这枚 Exynos 990 的，烫了我一年。以至于我换到骁龙 888 的时候第一个感叹是：真他妈凉快啊！

然后三星这个自研团队就被砍了，我只能说砍得好。

所以不要迷信自研，自研是一回事，自研出来的东西牛逼又是另外完全不相干的一回事。

再多嘴一句，最近几年大家都在用 A76 和衍生架构（比如 A77、A78、X1、X2 等等），ARM 公版这几年并没有特别巨大的提升，大家对 Kirin 9000 的美好印象也是因为 A77 + TSMC 工艺，如果赶上这两年，我觉得就算是海思团队也会挺难的。

但世事无常。

近几年，苹果芯片团队人才流失颇为严重。

2019 年，Gerard Williams，苹果首席 CPU 架构师出走，创立了 NUVIA，带走了苹果 SoC 的数位核心人物和百余位工程师，而这家目标打造 1W 1000 分 GeekBench 5 的公司，于 2021 年被高通收购。

原型芯片 Phoenix 表现优秀，而基于 NUVIA 新架构的产品预计将于 2023 年投产，改变近几年来基于公版 ARM 架构高通移动芯片能耗比方面的乏力表现。

过去 8 年内担任 Mac 系统架构总监的 Wilcox 也离开苹果，前往 Intel 设计工程部门 SoC 担任 CTO 技术总监一职。Rivos 这家初创公司同样吸纳了来自苹果的大量芯片设计师。

当然，苹果也没有任由自己的人才流失，去年苹果聘请了 A76 架构之父 Mike Filippo 前往苹果就职，作为近几代 ARM 公版架构的原点——A77、A78、乃至 X1、X2，都脱胎于 A76 这次架构的成功大改。

未来这几年，随着各路大佬易帜，究竟芯片市场会有着什么样的风云变幻，真的很令人期待。

1.2. 先进制造工艺

苹果一直使用业界领先的制造工艺节点，先进的工艺节点能够提高密度、缩减芯片面积、提升芯片性能——当然也可能因为工艺节点翻车而导致发热、性能不佳，这是一把双刃剑。

凭借着苹果巨大的出货体量和与 FAB 的深入合作，苹果每次都能拿到大量的产能排期，也能利用芯片工艺优势拉开产品性能。

你以为 NVIDIA 和 高通 不想用 TSMC 的先进工艺吗？当然想，但是除了高昂的价格以外，要和 Apple 抢产能也绝对不是一个容易的事情，TSMC 与 Apple 的紧密合作关系，让 Apple 在面对排期时候有更加从容的谈判空间。

此前，有一家公司在台积电营收贡献，做到了苹果的 60%，那就是华为海思，彼时华为对 TSMC 营收贡献比达到了 14%，而苹果的对 TSMC 营收的贡献则是 23% 左右。

在华为海思受到贸易战和制裁等一系列打击之后，华为空出来这 14% 的份额其实并没有被苹果或者其它手机厂商消化掉，苹果仍然是 25% 左右的营收，空出来的份额被联发科、AMD、高通、博通等许多公司一起消化了。

值得指出的是，Intel 作为目前 TSMC 营收占比很小的客户，却准备提前预定 TSMC 3nm 的大量产能，虽然具体情况仍然洽谈中，但据信这与 Intel 14 代酷睿即将引入的 multi tile 设计有关，GPU tile 将会交由台积电 5nm/3nm 工艺制造。

要想在这种情况下与苹果和 Intel 抢占先进产能，不仅是需要钱，更是需要持续砸钱。

1.3 割舍历史包袱的强大执行力

这个事情主要体现在苹果转型的果断和决绝。

如果没有苹果对自己生态强大的统治力，这事儿也做不到。

比如说 OS X 10.6 之后就开始纯 64bit 版本，2019 macOS 10.15 直接枪毙 32bit 应用支持。

iPhone 5s 引入 64 位后就开始逐渐枪毙 32bit 兼容性，少了一堆指令集，不用重新加载 32bit 的依赖库，于是 iOS 2015 年要求所有应用支持 64bit，然后 2017 年 iOS 枪毙了所有 32bit 应用，A11 开始为纯 64bit SoC。

Cortex-A 这边呢，Android L（5.0）引入了 64bit，但是直到 2022 年了，最新的骁龙 8 Gen 1 仍然拥有 3 个支持 32bit 程序的 Cortex-A710 核心，而 2023 年 ARM 才会开始给 32bit 从架构级别送终。

如果说硬件是为了迁就软件，那 Android 平台的碎片化就为各个手机厂商造成了更大的麻烦，2019 年 8 月，Play Store 才开始要求强制 64bit，比苹果慢了 4 年。

2021 年，64bit Android 设备的 Play Store 才开始停止下载 32bit 应用。

而作为第一批拥抱 准 纯 64bit Android SoC 8 Gen 1的小米（因为这个 SoC 虽然兼容 32bit 但是只有 64bit 效果才最好），则在小米 12 发布后开始在小米应用商店提供 64bit 应用专区，Android 厂商都在尝试对碎片化、甩掉历史包袱努力，但开发者的跟进实在是慢，微信和淘宝 2017 年 64bit 版本应用就上架 iOS 了——因为不更新就下架了，但是 64bit 的 Android app 要直到 2019 年 Play Store 开始强制要求 64bit 才公开了 64bit 版本，也就是说，很大程度上，这些东西仍然需要慢慢去推动。

而 Windows 的历史包袱就更重了，Office 套件都有大量 32bit 组件，更别说第三方应用了。

所以要决断，和苹果的强大生态统治力也是分不开的。

1.4 不积硅步，无以至千里

说了这么多，也是时候聊回，独立芯片到底有多难了。

难，太难了。

但是难不代表不去做，更不代表不做。

即使是苹果，在射频方面也没有办法独立搞自己的 Modem，要么集成或者外拐 Intel、博通、高通——当然现在它们也在尝试自己做了，这个是后话。

华为做过，但是华为的海思麒麟 Kirin 也不是一朝一夕之间成功的，也拿出过 K3V2 这种除了自研好像哪哪都不行的东西……但是给予它们一点时间，它就能成长为一个同样 fabulous 的 FABless 公司（糟糕的谐音双关梗变多了）——尽管仍然没有搞自研架构，CPU 仍然用的是 ARM，GPU 仍然用的是 Mali 就是了，NPU 曾经买的是寒武纪的 IP 但后来改为自研，ISP 方面深度集成，已经很了不起了。

同样尝试涉足 SoC 的领域，在国内的另外一个苗子就是小米了，小米也曾经拿出过澎湃 S1 这枚 SoC，也是少数几个曾经做出 SoC 级别产品的厂家。

而近几年，我们也可以看到，出于各种原因，厂家纷纷下厂造芯了。

vivo 拿出了 V1 影像处理芯片，并开始尝试利用独立显示芯片辅助 SoC 减负。

OPPO 拿出了 TSMC 6nm 的影像 NPU 马里亚纳 X，将超高清 Raw 域视频处理进行实现。

小米则布局更加丰富一些，涉及影像的有 pre-ISP 澎湃 C1，也有业界第一枚谐振充电芯片澎湃 P1，在影像方面应该过段时间还会有新品出现。

而 Google，同样下厂开始搞芯片，Pixel 2 时代引入的 PVC 将实时 HDR+ 带给了第三方应用，也自研了 Tensor 芯片，将 HDRNet 4K60p 带到了手机上，还有 Titan M2 安全核心等。

三星 Exynos 系列芯片则跌跌撞撞，在自研 M 系列核心领先公版架构一段时间后又被公版架构甩开，成为行业之耻，回归公版 ARM + Mali 后，又不甘落后开始于 AMD 合作开始搞 RDNA 2 架构的移动版。

大家都在各自的方向上努力着，给予它们一点时间，才会有成果，芯片不是今天搞明天出东西的行业，需要持续砸钱、砸人、而且还需要一点运气押对技术路线，太难了。

我不喜欢用宏大情怀的叙事来讲述自研芯片的故事，尽管这可能是这个分裂、分化、分阵营时代不可避免的。

但我衷心希望参加芯片设计与研发的厂家更多一些，这样子手机市场也好、科技世界也好，会更有趣一点、更多样化一点。

大家都能展现自己对移动、桌面、各种各样计算方式未来的独特愿景，并去以各自不同的方式实现它，这是我最简单的祝愿。

2. 系统独立

相较于芯片独立，系统独立就……难说很多了。

毕竟芯片这个东西，大家都不是自己造——除了 Intel、三星这种自家有 FAB 的，谁还不是搞个设计然后让 FAB 造咋地？

而要设计，又有买 IP、完全自研等一大堆方式，但大家多少对独立设计是有概念的。

系统的话，现在国内 Android 都是深度定制，那你说谁家是独立的吗，我相信大家都不会说自己有。

你说某号称不是 Android 的 HarmonyOS 系统是独立的吗？我觉得也没有。

在系统独立的必要性方面，虽然最近俄罗斯出现了各种无法访问代码，但停止服务的是代码托管，而不是开源的社区本身。

民用领域没有必要把现有的轮子丢掉再造一个，但你可以改得它更好用。

现在搞一套完全封闭的东西，纯属于和自己过不去和消费者也过不去，野蛮生长的时代已经过去了，甚至连阿里 YunOS 可能魔改的程度都比现在某些自研系统高。

错过的时代就是错过了。

当年 Apple 和 Nokia/Microsoft 选择了封闭，微软移动没活下来，Google 选择了开放，大家都选择了 Google。

既然大家当年选择了拥抱开源，那就应该利用开源社区的特色和优势，打造自己的长刃，而不是把自己的利器打断，去从头再造。

以上就是我对芯片和系统独立的一点浅薄想法，姑且在此抛砖引玉，希望大家进行深入讨论，如有不足，还请斧正。
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没啥难度，

龙芯/兆芯+国产LINUX不就是？

问题是，

你用吗？

现成产品你都不买说个毛。

难的是软件生态，

这部分举国之力都不一定能做好。

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