تاریخچه شرکت کوالکام؛ از تصاحب فرکانس‌های نوین تا انقلاب تراشه‌های اسنپ‌دراگون

تلفن همراه شما در هر ثانیه میلیاردها محاسبه ریاضی و تبادل فرکانسی انجام می‌دهد تا اتصال به شبکه پایدار بماند، اما آیا می‌دانید که حق مالکیت این فناوری متعلق به کدام شرکت است؟ شرکت کوالکام (Qualcomm) با نفوذ عمیق خود در تاروپود مخابرات بین‌المللی، داستانی از بقا، نوآوری‌های متهورانه و نبردهای حقوقی غول‌آسا را در خود جای داده است. در این مقاله قصد داریم تاریخچه و سیر بقا و پیشرفت و فعالیتهای مختلفش و جایگاه کنوی و اینده اش را بررسی کنیم. آیا واقعاً کوالکام با انحصار فناوری مخابراتی مانع نوآوری شده یا بدون قمار بزرگ آن‌ها روی فناوری‌های نوین، گوشی‌های هوشمند امروزی هرگز متولد نمی‌شدند؟ چرا نام این غول آمریکایی با بزرگ‌ترین پرونده‌های قضایی دره سیلیکون گره خورده است؟

شناخت همه‌جانبه کوالکام برای هر کسی که دنیای فناوری را دنبال می‌کند ضروری است، زیرا تصمیمات مهندسی و تجاری این شرکت مستقیماً بر قیمت و کیفیت دستگاه‌هایی که روزانه استفاده می‌کنیم تأثیر می‌گذارد. از تلاش‌های اولیه اروین جیکابز (Irwin Jacobs) در یک اتاق نشیمن ساده تا نفوذ بی‌سابقه در دنیای اینترنت اشیا و رایانه‌های شخصی، کوالکام همواره از قوانین متفاوتی برای بازی در بازار استفاده کرده است. در این نوشته با زوایای کمتر شنیده شده این شرکت، ساختار درآمدهای میلیارد دلاری حاصل از پتنت‌ها و مسیر پر پیچ و خم آن‌ها برای حفظ بقا در صنعت پرشتاب نیمه‌هادی‌ها آشنا می‌شویم تا درک بهتری از آینده دنیای متصل فردا داشته باشیم.

تولد در سن‌دیگو؛ آغاز رویای بزرگ جیکابز

در ژوئیه سال ۱۹۸۵، هفت نفر از نخبگان برجسته صنعت مخابرات و ارتباطات در اتاق نشیمن خانه اروین جیکابز (Irwin Jacobs) در شهر سن‌دیگو گرد هم آمدند. جیکابز که پیش از آن تجربه موفقی در راه‌اندازی شرکت خدمات مهندسی لینکابیت (Linkabit) داشت، متوجه شده بود که بازار خدمات مشاوره‌ای نمی‌تواند ایده‌های بزرگ او را برای تغییر زیرساخت‌های ارتباطی جهان عملی کند. هدف اولیه آن‌ها بسیار ساده و در عین حال به شدت جاه‌طلبانه توصیف می‌شد: ارائه ارتباطات باکیفیت و ایمن برای سیستم‌های انتقال داده که نام کوالکام (Qualcomm) نیز از ادغام همین واژه‌ها متولد شد.

اولین گام‌های جدی این استارتاپ نوپا، همکاری با شرکت فضایی هیوز (Hughes Space and Communications) برای پیاده‌سازی سیستم‌های مخابراتی مبتنی بر ماهواره بود. در دورانی که شبکه‌های سلولی آنالوگ با سرعت زیادی در حال رشد بودند، جیکابز و تیمش ایده متفاوتی در سر داشتند و نمی‌خواستند به سادگی از استانداردهای موجود پیروی کنند. آن‌ها بر این باور بودند که صنعت مخابرات باید به طور کامل از پایه بازطراحی شود و همین ایده جسورانه، مسیر تحقیقات فشرده و طولانی‌مدتی را برای این شرکت کوچک در اوایل دهه نود میلادی رقم زد.

قمار بزرگ روی CDMA و شکستن دیوارهای آنالوگ

صنعت مخابرات در پایان دهه هشتاد میلادی به طور کامل تحت سیطره استانداردهایی بود که فرکانس‌ها را بر اساس بازه‌های زمانی تقسیم می‌کردند. مهندسان مطرح غول‌های مخابراتی جهان معتقد بودند که ظرفیت فرکانس‌های رادیویی محدود است و چاره‌ای جز تقسیم کانال‌ها به بخش‌های کوچک وجود ندارد. در این میان، کوالکام ایده دسترسی چندگانه تقسیم کدی یا همان سی‌دی‌ام‌ای (CDMA) را مطرح کرد که در آن تمام کاربران می‌توانستند در یک زمان واحد و روی یک پهنای باند مشترک، با استفاده از کدهای منحصربه‌فرد با هم ارتباط برقرار کنند.

این رویکرد انقلابی با تمسخر و مخالفت شدید کارشناسان برجسته صنعت در سراسر جهان روبه‌رو شد و بسیاری آن را از نظر تئوری غیرعملی می‌دانستند. قمار روی این فناوری به حدی بزرگ بود که کوالکام تمام منابع مالی و نیروی کار خود را به آن اختصاص داد تا جایی که بارها تا مرز ورشکستگی کامل پیش رفت. اما جیکابز به جای عقب‌نشینی، مهندسان خود را وادار کرد تا تمامی بخش‌های سخت‌افزاری، از آنتن‌های فرستنده بزرگ تا تراشه‌های کوچک داخل تلفن‌های همراه را از نو طراحی کنند تا ادعای علمی خود را به کرسی بنشانند.

معماری سیگنال‌های نظامی در خدمت مصارف عمومی

ریشه‌های علمی فناوری سی‌دی‌ام‌ای به دوران جنگ جهانی دوم بازمی‌گردد که برای رمزگذاری فرستنده‌های اژدر نیروی دریایی آمریکا استفاده می‌شد. این فناوری با پخش کردن سیگنال در کل پهنای باند مانع از شنود دشمن یا ایجاد پارازیت روی شبکه‌های مخابراتی جنگی می‌شد و امنیت فوق‌العاده‌ای داشت. کار بزرگ و تحسین‌برانگیز مهندسان کوالکام این بود که توانستند این پروتکل نظامی به شدت پیچیده را برای اولین بار در جهان بهینه‌سازی کرده و آن را برای مصارف تجاری و عمومی آماده کنند.

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های مهندسی در مسیر تجاری‌سازی این سیستم، کنترل توان مصرفی در تلفن‌های همراه بود که به مسئله دور-نزدیک شهرت داشت. اگر یک تلفن همراه به دکل مخابراتی نزدیک‌تر بود، فرکانس قوی‌تر آن فرکانس‌های ضعیف‌تر دیگر کاربران دورافتاده را نابود می‌کرد. مهندسان کوالکام با طراحی یک سیستم کنترل توان فوق‌العاده دقیق و سریع توانستند توان خروجی هر گوشی را هزاران بار در ثانیه تنظیم کنند و یکی از دشوارترین چالش‌های فیزیکی مخابرات بی‌سیم را حل کنند.

نمایش افسانه‌ای سال ۱۹۸۹ و اثبات حقانیت علمی

در نوامبر سال ۱۹۸۹، کوالکام که با فشارهای شدید مالی و انتقادات همه‌جانبه کارشناسان روبه‌رو بود، تصمیم گرفت یک نمایش زنده و تعیین‌کننده در سن‌دیگو برگزار کند. آن‌ها یک شبکه آزمایشی کوچک با ایستگاه‌های فرستنده محلی راه‌اندازی کردند و از مدیران ارشد اپراتورهای مخابراتی آمریکا دعوت کردند تا عملکرد سیستم را در خودروهای در حال حرکت تست کنند. این آزمایش فراتر از تمام پیش‌بینی‌ها ظاهر شد و کیفیت و وضوح صدای بی‌نظیری را بدون قطعی ارتباط به نمایش گذاشت.

نتایج این نمایش نشان داد که ظرفیت شبکه سی‌دی‌ام‌ای ده برابر شبکه‌های آنالوگ و حدود سه برابر سیستم‌های دیجیتال رقیب در آن دوران است. این موفقیت چشمگیر و ناگهانی، نظر بسیاری از اپراتورهای بزرگ مخابراتی را جلب کرد و کوالکام توانست اولین قراردادهای تجاری بزرگ خود را امضا کند. این رخداد تاریخی، نقطه آغاز خروج کوالکام از سایه و تبدیل شدن به یکی از تاثیرگذارترین نهادهای فناورانه در سطح بین‌المللی بود که مسیر ارتباطات همراه را دگرگون کرد.

توسعه جهانی GSM و جنگ سرد در سازمان‌های استاندارد

در حالی که کوالکام در ایالات متحده مشغول توسعه فناوری سی‌دی‌ام‌ای بود، اتحادیه اروپا تصمیم گرفت استاندارد جی‌اس‌ام (GSM) را به عنوان سیستم واحد قاره سبز انتخاب کند. این تصمیم به معنای آغاز یک نبرد تکنولوژیک و حقوقی فرساینده میان کوالکام و کنسرسیوم‌های اروپایی بود که سال‌ها به طول انجامید. اروپایی‌ها تلاش می‌کردند تا فناوری خود را به کل جهان صادر کنند و کوالکام را از بازارهای بزرگ آسیایی و اروپایی محروم سازند.

اما هوشمندی جیکابز در ثبت پتنت‌های کلیدی در زمینه پردازش سیگنال و مدیریت توان باعث شد که بدون استفاده از یافته‌های علمی کوالکام، توسعه نسل‌های بعدی مخابرات مثل تری‌جی (3G) غیرممکن شود. با گذشت زمان و نیاز شدید به پهنای باند بیشتر برای اینترنت همراه، رقبای اروپایی مجبور به تسلیم شدند و استانداردهای ارتباطی در سراسر جهان تغییر یافت. بدین ترتیب، شالوده ارتباطات موبایلی در دنیا به شدت به پتنت‌ها و اختراعات ثبت‌شده توسط مهندسان کوالکام وابسته شد.

امپراتوری بی سر و صدا؛ پدیده‌ای به نام مدل درآمدی QTL

کوالکام بخش عمده‌ای از سود سرشار و ثبات مالی خود را مدیون بخش فناوری‌های مجاز خود یعنی بخش صدور مجوز پتنت (Qualcomm Technology Licensing) است. این مدل کسب‌وکار به گونه‌ای طراحی شده که کوالکام بابت هر دستگاه متصل به شبکه‌ای که در دنیا فروخته می‌شود، سهم مشخصی دریافت می‌کند. این سهم نه بر اساس قیمت مودم مخابراتی به کار رفته در گوشی، بلکه بر اساس درصدی از قیمت کل دستگاه محاسبه و اخذ می‌شود.

این روش درآمدی که به مالیات کوالکام معروف شده، درآمد سالانه مستمر و میلیارد دلاری را بدون نیاز به تولید فیزیکی کالا برای شرکت تضمین می‌کند. این حاشیه سود بالا به کوالکام اجازه می‌دهد تا سرمایه‌گذاری‌های سنگینی روی بخش تحقیق و توسعه (R&D) خود انجام دهد و همواره چند گام جلوتر از رقبا حرکت کند. با این حال، این استراتژی همواره یکی از چالش‌برانگیزترین موضوعات تجاری در دادگاه‌های بین‌المللی بوده و انتقادات شدیدی را به دنبال داشته است.

ظهور اسنپ‌دراگون؛ ادغام هوشمندانه قدرت و ارتباطات

در اواسط دهه ۲۰۰۰ میلادی و با آغاز عصر گوشی‌های هوشمند، کوالکام متوجه شد که آینده متعلق به دستگاه‌های چندکاره است. در سال ۲۰۰۷، آن‌ها برند اسنپ‌دراگون (Snapdragon) را به عنوان یک سیستم روی چیپ (SoC) معرفی کردند که ترکیبی از پردازنده مرکزی و مودم بود. این رویکرد یکپارچه به سازندگان گوشی اجازه می‌داد تا بدون نیاز به طراحی بردهای پیچیده، تمام نیازهای پردازشی و مخابراتی خود را در یک قطعه کوچک تامین کنند.

اسنپ‌دراگون به سرعت به استاندارد طلایی و قلب تپنده اکثر گوشی‌های پرچمدار و میان‌رده اندرویدی در بازار جهانی تبدیل شد. کوالکام با ادغام مودم‌های پرسرعت سلولی در داخل پردازنده اصلی، کارایی مصرف انرژی را به شدت بهبود بخشید و برتری فنی آشکاری نسبت به رقبای خود پیدا کرد. این موفقیت تجاری باعث شد تا نام اسنپ‌دراگون برای کاربران عادی تلفن‌های همراه نیز به نمادی از قدرت پردازش و سرعت دانلود بالا تبدیل شود.

تصاحب بخش گرافیک AMD و تولد پردازشگر آدرنو

یکی از هوشمندانه‌ترین و موفق‌ترین معاملات تجاری در تاریخ صنعت تراشه‌سازی، خرید بخش گرافیک موبایل شرکت ای‌ام‌دی (AMD) توسط کوالکام بود. در آن زمان، ای‌ام‌دی تمرکز خود را روی بازارهای سنتی رایانه‌های شخصی گذاشته بود و ارزش چندانی برای گرافیک‌های کم‌مصرف موبایلی قائل نبود. کوالکام با پرداخت هزینه‌ای نسبتاً ناچیز این بخش را تصاحب کرد و پردازنده گرافیکی اختصاصی خود را با نام آدرنو (Adreno) طراحی و روانه بازار کرد.

جالب است بدانید که نام آدرنو با جابه‌جا کردن حروف کلمه رادئون (Radeon) ساخته شده که نشان‌دهنده ریشه‌های تاریخی این فناوری است. این تصمیم استراتژیک به پردازنده‌های اسنپ‌دراگون اجازه داد تا در زمینه پردازش‌های گرافیکی سه بعدی و بازی‌های موبایلی، رقبای خود را به شدت پشت سر بگذارند. قدرت گرافیکی بالای آدرنو هنوز هم یکی از مزیت‌های رقابتی اصلی محصولات کوالکام در بازار شلوغ تراشه‌های موبایل به حساب می‌آید.

سایه سنگین در دادگاه‌ها؛ نبردهای حقوقی با اپل و کمیسیون‌های تجاری

نبردهای دادگاهی کوالکام با غول‌های فناوری، بخش مهمی از تاریخچه و بقای این شرکت را در دو دهه اخیر تشکیل داده است. پرونده مشهور کشمکش حقوقی با اپل که سال‌ها در چندین کشور به طول انجامید، به دلیل اعتراض کوپرتینویی‌ها به مدل درآمدی پتنت‌های کوالکام آغاز شد. اپل تلاش کرد با جایگزین کردن مودم‌های اینتل، وابستگی خود را به این غول سیلیکونی سن‌دیگو به طور کامل قطع کند.

با این حال، با فرارسیدن دوران ۵جی و ناتوانی اینتل در ارائه تراشه پایدار و باکیفیت، اپل مجبور به عقب‌نشینی شد و توافق‌نامه‌ای چند میلیارد دلاری با کوالکام امضا کرد. علاوه بر اپل، کمیسیون‌های تجارت آزاد در اروپا، چین و کره جنوبی بارها کوالکام را به دلیل نقض قوانین ضد انحصاری جریمه‌های سنگینی کرده‌اند. بقای کوالکام در مواجهه با این پرونده‌های حقوقی بین‌المللی نشان‌دهنده نفوذ و اهمیت حیاتی فناوری‌های این شرکت در زنجیره تامین جهانی است.

بازوهای نرم‌افزاری و مشارکت‌های حیاتی در کدهای متن‌باز

گرچه کوالکام به عنوان یک غول سخت‌افزاری شناخته می‌شود، اما نفوذ نرم‌افزاری بسیار گسترده‌ای در اکوسیستم‌های مختلف دیجیتال دارد. مهندسان این شرکت یکی از بزرگ‌ترین گروه‌های مشارکت‌کننده در پروژه متن‌باز اندروید (AOSP) هستند و هماهنگی عمیقی میان سیستم‌عامل گوگل و سخت‌افزارهای اسنپ‌دراگون ایجاد می‌کنند. بدون کدهای بهینه‌سازی شده توسط کوالکام در هسته لینوکس، استفاده از قابلیت‌های پیشرفته دوربین و حسگرها در دستگاه‌های اندرویدی بسیار دشوار می‌شد.

علاوه بر این، کوالکام همکاری‌های نزدیکی با پروژه‌های زیرساختی مانند کامپایلر ال‌ال‌وی‌ام (LLVM) و مرورگر کرومیوم (Chromium) دارد تا اجرای برنامه‌ها روی معماری‌های مدرن پردازنده‌ها روان‌تر انجام شود. این تلاش‌های مستمر نرم‌افزاری تضمین می‌کند که سخت‌افزارهای تولیدی این شرکت همیشه بالاترین کارایی ممکن را در نرم‌افزارهای روزمره نشان دهند. در واقع، بخش بزرگی از پایداری سیستم‌عامل‌های موبایل مدیون کدهای پنهان مهندسان نرم‌افزار این کمپانی بزرگ است.

تلاش‌های ناکام و موفق در توسعه واقعیت افزوده و اینترنت اشیا

کوالکام همواره تلاش کرده تا فراتر از بازار تلفن‌های همراه قدم بگذارد و یکی از اولین گام‌های آن، سرمایه‌گذاری روی پلتفرم واقعیت افزوده ویوفوریا (Vuforia) بود. این ابزار نرم‌افزاری به توسعه‌دهندگان اجازه می‌داد تا اولین بازی‌ها و برنامه‌های واقعیت افزوده را برای گوشی‌های هوشمند طراحی کنند. با اینکه ویوفوریا بعدها به شرکت دیگری فروخته شد، اما دانش فنی به دست آمده از آن زمینه‌ساز ساخت چیپست‌های پیشرفته امروزی برای هدست‌های واقعیت مجازی شد.

در حوزه اینترنت اشیا (IoT) نیز کوالکام با معرفی پروتکل ارتباطی آل‌جوی (AllJoyn) تلاش کرد تا استانداردی جهانی برای اتصال دستگاه‌های خانگی بدون نیاز به اینترنت مرکزی ایجاد کند. اگرچه آل‌جوی با چالش‌های رقابتی شدیدی روبه‌رو شد و در نهایت جای خود را به استانداردهای جدیدتر داد، اما تلاش‌های کوالکام متوقف نشد. امروزه میلیون‌ها دستگاه هوشمند خانگی و صنعتی از مودم‌های ارزان‌قیمت و تراشه‌های ارتباطی این شرکت برای اتصال به شبکه‌های جهانی استفاده می‌کنند.

خرید بزرگ نویا و ورود طوفانی به دنیای ویندوز آرم

خرید شرکت نویا (Nuvia) در سال ۲۰۲۱ نقطه عطفی در تاریخ جدید کوالکام و تلاش آن برای ورود جدی به دنیای رایانه‌های شخصی بود. نویا توسط طراحان سابق تراشه‌های اپل تاسیس شده بود و روی هسته‌های پردازشی سفارشی فوق‌العاده کم‌مصرف کار می‌کرد. کوالکام با تکیه بر این فناوری توانست پردازنده‌های قدرتمند اسنپ‌دراگون ایکس الیت (Snapdragon X Elite) را برای لپ‌تاپ‌های ویندوزی معرفی کند و رقیبی سرسخت برای اینتل و اپل بسازد.

با معرفی لپ‌تاپ‌های مجهز به این تراشه جدید و همکاری تنگاتنگ مایکروسافت تحت عنوان سیستم‌های کوپایلت پلاس پی‌سی (Copilot+ PC)، بازار رایانه‌های شخصی با تحولی بزرگ مواجه شده است. این تراشه‌ها کارایی محاسباتی خیره‌کننده‌ای را در کنار شارژدهی طولانی‌مدت باتری ارائه می‌دهند و نشان از جهت‌گیری استراتژیک جدید کوالکام دارند. کوالکام با این حرکت نشان داد که دیگر نمی‌خواهد خود را به ابعاد کوچک تلفن‌های همراه محدود کند و آماده تسخیر بازار کامپیوترها است.

انقلاب خودروهای متصل و پلتفرم‌های اختصاصی خودرو

یکی دیگر از حوزه‌های حیاتی که کوالکام در سال‌های اخیر تمرکز ویژه‌ای روی آن داشته، صنعت خودروهای هوشمند و متصل است. پلتفرم دیجیتال شاسی دیجیتال اسنپ‌دراگون (Snapdragon Digital Chassis) مجموعه‌ای از فناوری‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری است که ارتباطات، ایمنی و سرگرمی داخل خودرو را مدیریت می‌کند. خودروسازان بزرگی در جهان در حال حاضر از این سیستم‌ها برای پیاده‌سازی دستیارهای راننده پیشرفته استفاده می‌کنند.

این خودروهای مدرن برای ارتباط با شبکه‌های ابری، پردازش داده‌های حسگرهای محیطی و ارائه ناوبری دقیق به تراشه‌های مخابراتی و هوش مصنوعی سریع نیاز دارند. کوالکام با ارائه راه‌حل‌های یکپارچه توانسته خود را به عنوان تامین‌کننده اصلی بخش بزرگی از زنجیره تولید خودروهای نسل جدید معرفی کند. این حضور گسترده در خودروسازی، پایگاه درآمدی جدید و پایدارتری را برای سال‌های آینده این غول فناوری سن‌دیگو تضمین کرده است.

چشم‌انداز آینده؛ شبکه نسل ششم و فراتر از محدودیت‌های کنونی

کوالکام از هم‌اکنون در حال هدایت تیم‌های تحقیقاتی خود برای تعریف استانداردهای نسل ششم ارتباطات یا همان سیکس‌جی (6G) است. فناوری‌های آینده نیاز به پهنای باند بی‌نهایت بزرگ‌تر و تاخیرهای نزدیک به صفر دارند تا پلتفرم‌های ابری و واقعیت مجازی به طور همزمان کار کنند. مهندسان این شرکت با ثبت اختراعات جدید در زمینه فرکانس‌های تراهرتز، نقشی اساسی در جهت‌دهی به استانداردهای بین‌المللی دهه آینده ایفا خواهند کرد.

در دورانی که غول‌های جدید نیمه‌هادی با یکدیگر به شدت رقابت می‌کنند، بقای کوالکام به توانایی آن در نوآوری مستمر و باز کردن بازارهای تازه بستگی دارد. با تکیه بر پردازنده‌های عصبی قدرتمند برای پردازش هوش مصنوعی محلی در ابزارهای مختلف، کوالکام آماده است تا حضور خود را در تمام جنبه‌های زندگی دیجیتال ما تثبیت کند. چه در حوزه ارتباطات مخابراتی و چه در پردازش لبه، نام این کمپانی همچنان به عنوان یکی از ستون‌های اصلی فناوری مدرن جهان باقی خواهد ماند.

سوالات متداول

دکتر علیرضا مجیدی

پزشک، نویسنده و بنیان‌گذار وبلاگ «یک پزشک»

دکتر علیرضا مجیدی، نویسنده و بنیان‌گذار وبلاگ «یک پزشک».
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!

دربارهٔ علیرضا مجیدی در یک پزشک