V tokratni oddaji Ponudba in prevpraševanje, oddaji o gospodarskih temah na valovih Radia Študent, ki je na sporedu vsak drugi ponedeljek v mesecu ob osmih zvečer, bomo govorili o pametnih telefonih. Pametni telefoni so rezultat dolge dobavne verige in razvoja tisočev podjetij. Vsak izmed teh se bori za del cene, ki jo  plačamo v ceni telefona. V tokratni oddaji govorimo o tem, kako deluje industrija pametnih telefonov, kdo v tej verigi ima največjo ekonomsko moč, kdo si odreže največji kos pogače in kdo diktira tehnološki razvoj. Govorili bomo ne le o proizvodnji komponent, temveč tudi o nepregledni množici licenc in prekrivajočih se patentnih pravic, ki so vir nekaterih izmed najbolj živčnih sodnih postopkov na svetu.

Pregled dobavne verige in podizvajalcev pametnega telefona začnimo pri srcu naprave, torej mikroprocesorju. Mikroprocesor je danes pravzaprav zastarel izraz, ki se ohranja iz časa, ko je računalnik v prvi vrsti pomenil veliko bež škatlo, ne pa črne ploščice, ki jo nosimo v žepu. Mikroprocesor v pametnem telefonu namreč združuje celo vrsto čipov, poleg osrednjega procesorja še grafični procesor, posebne procesorje, ki skrbijo za predvajanje videa, za obdelavo signala kamer in šifriranje, ter v zadnjem času tudi procesor za strojno učenje. Veliki trend razvoja pametnih telefonov, brez katerega pametni telefoni sploh ne bi bili mogoči, je združevanje vseh teh procesorjev v en sam čip, ki mu rečemo Sistem na čipu ali z angleško kratico SoC in je velik približno toliko kot noht na mezincu.

Najnovejši sistem na čipu je eden najbolj kompleksnih izdelkov sploh. Velikost trga pametnih telefonov pomeni, da so na razpolago skoraj neomejena sredstva za razvoj, ki je v zadnjem desetletju naredil izjemen napredek. Sistem na čipu v najnovejših pametnih telefonih je tako danes bolj napreden kot na primer mikroprocesorji v letalih ali v superračunalnikih. Pametni telefoni so omogočili vlaganja in rast podjetij, ki so bila prej drugorazredni igralci v svetu računalništva, sedaj pa vse bolj diktirajo razvoj mikroelektronike na splošno.

Prvo izmed teh podjetji je ARM Holding, ki izdeluje procesorje tipa ARM. Kratica je nekoč pomenila Acorn RISC Machine. Podjetje je svoj začetek dobilo z izdelovanjem mini računalnikov za angleško javno televizijo BBC, ki je v osemdesetih letih producirala izobraževalni program za računalniško opismevanje, ki je potekal po rednem BBC-jevem programu, oddaje pa so se nato uporabljale tudi v šolah pri pouku informatike. Za namen programa je bil razvit mikroračunalnik BBC Micro, ki ga je razvil Acorn. BBC Micro je nato ostal stalnica vseh britanski šol za skoraj naslednji dve desetletji in velja za enega najuspešnejših računalnikov osemdesetih let.

Z denarjem javnih naročil in kot naslednik BBC Micra, namenjen bolj poslovnim uporabnikom, je bil razvit računalnik Archimedes, ki je implementiral nov procesorski jezik ali arhitekturo, ki je temeljila na takrat novi premisi, da morajo procesorji namesto množice kompleksnejših raje izvajati peščico enostavnejših ukazov. Te ukaze lahko procesor izvaja hitreje in bolj učinkovito, poleg tega je vezje lahko bolj preprosto.

Takih procesorjev je bilo v drugi polovici osemdesetih kar precej, a danes je ARM edini, ki je preživel in zavladal. Kot je pogosto v računalništvu, o uspehu ni odločala tehnologija, ampak ekonomija obsega. To je ARM dobil z dvema posloma z ameriškim Applom. Prvi je bil predhodnik današnjih tablic, ki se jim je takrat reklo digitalni osebni asistent, Apple Newton. Newton je bil za Apple komercialni neuspeh in Steve Jobs ga je ukinil takoj, ko se je leta ‘97 vrnil v podjetje. A za ARM je bil Newton dovolj, da se je uveljavil kot dominanten projektant mikročipov, ki so porabili malo energije. Drugo naročilo Appla, ki je spremenilo industrijo mikročipov, je bil iPhone leta 2007. Apple je posle sicer najprej ponudil Intelu, ki je imel in še vedno praktično ima monopol v procesorjih za osebne računalnike in serverje, a je Intel to odklonil, saj so bile marže premajhne.

S tem ko se je ARM znašel v iPhonu, je postal standardni jezik za vse aplikacije in vso programsko opremo za pametne telefone. Logično je bilo, da ga je prevzel tudi Applu konkurenčni ekosistem Android. Ekonomija obsega in prepreke za vstop so pri računalniški tehnologiji pogosto še višje kot na drugih področjih. To je vodilo k oblikovanju monopolov, ki si lastijo najdobičkonosnejše korake proizvodnje pametnih telefonov. ARM je prvi in verjetno najbolj nedotakljiv tak monopolist. Dejstvo, da bi zamenjava tipa mikroprocesorjev zahtevala neznanska vlaganja v razvoj novega softwara, od operacijskega sistema naprej, pomeni, da ni verjetno, da bi kdorkoli v bližnji prihodnosti spodnesel ARM.

ARM sam ne izdela niti ne oblikuje mikročipa. Namesto tega ARM projektira zgolj posamezne elemente procesorja, nato pa prodaja licence drugim podjetjem, ki naredijo Sistem na čipu ali SoC. ARM ponuja dva tipa licenc. Tako imenovana procesorska licenca omogoča uporabo posameznih elementov, ki sestavljajo sistem na čipu. To so največkrat procesorska jedra ali grafični procesorji. SoC v pametnem telefonu bo imel tipočno šest ali osem jeder in en grafični procesor. Firmi, ki je kupila licenco, je prepuščeno, da sama implementira ARM-ov dizajn, kakor najbolje ve in zna. Lahko uporabi na primer zgolj procesorska jedra, grafiko pa razvijejo sami. Prav tako same določijo, kako hitro frekfrenco bo imel procesor, kar je odvisno od proizvodnje tehnologije in tega, koliko energije bo procesor porabil. ARM lahko pomaga pri tej optimizaciji, a pri procesorjih za pametne telefone to ni običajno.

Veliko bolj redke so firme, ki od ARM-a kupijo arhitekturno licenco. Pri tem kupec dobi zgolj pravico in navodila za uporabo procesorske arhitekture posamezne generacije ARM-ovih čipov, procesor in procesorska jedra pa projektira kupec sam. S tem je procesor kompatibilen s softverom, napisanim za ARM procesorje. To pomeni da procesor uporablja ukaze in način delovanja, ki ga je razvil ARM. To licenco si lahko privoščijo zgolj podjetja z močnim lastnim razvojem, kot sta na primer Apple in Samsung. ARM ima aktivnih okoli 1500 licenc s 500 partnerji, zgolj 15 ali 16 pa jih ima tudi arhitekturno licenco.

Vsaka ARM-ova licenca je sestavljena iz enkratnega nakupa licenčnih pravic in nato licenčnine, ki se plačuje kot delež vrednosti proizvedenih čipov. Cena nakupa licenčne pravice je odvisna od tipa in kupca, tipično pa gre za vsoto od enega do nekaj več kot deset milijonov evrov. Licenčnine se plačujejo od vsakega izdelanega čipa posebej in znašajo nekaj odstotkov vrednosti čipa. Za starejše čipe in za grafične procesorje je odstotek manjši, okoli enega odstotka. Če sistem na čipu vsebuje več licenc, na primer tako običajni kot grafični procesor, se odstotki seštevajo.

Vse večji del ARM-ovega poslovanja predstavljajo čipi, ki niso del pametnih telefonov. To so lahko nadzorni sistemi v industriji, robotih, čipi v televizorjih, pa vse do Nintendovih igralnih konzol. ARM je s pomočjo razvoja, vezanega na pametne telefone, postal de facto standard v vseh vrstah pametnih naprav, ki jih je omogočila tehnologija, najprej razvita za pametne telefone. Letno je tako danes izdelanih 15 milijard procesorjev tipa ARM, veliko več kot katerega koli drugega tipa. Intel na primer proda 50-krat manj čipov.

Firme, ki kupijo ARM-ove licence, naredijo čipe, ki jih nato uporabljajo pametni telefoni. Huawei, Samsung in Apple uporabljajo lastne čipe, drugi izdelovalci telefonov pa se zanašajo na zunanje dobavitelje. Največji med njimi je ameriški Qualcomm, sledijo mu še tajvanski Mediatek in kitajski HiSilicon.

Nobena od teh firm pa sama ne izdeluje čipov. To nalogo prepusti pogodbenemu izdelovalcu čipov. Ti ne načrtujejo svojih vezij, ampak se specializirajo za razvoj proizvodnih procesov. Pred dvema desetletjema je večina podjetij tako razvila kot tudi izdelovala svoje čipe, a zaradi vse večjih stroškov so to postopoma vsi opustili.

Največja težava v industriji izdelovanja polprevodnikov je razmerje med učinkovitostjo tovarn in njihovo vedno večjo ceno. Cena enakih integriranih vezij oziroma čipov eksponentno pada z manjšanjem velikosti teh vezij, torej tranzistorjev, ki ga sestavljajo. S padanjem velikosti tranzistorjev se zmanjša velikost čipa, ki vsebuje enako vezje, manjši čipi pa so cenejši. Pol manjši tranzistorji lahko zmanjšajo ceno čipa za 7-krat. Čipi so vjedkani v plošče silicijevega kristala, zmanjšanje vzorca jedkanja pa pomeni, da na posamezno ploščo lahko spravimo več čipov. V zadnjih petdesetih letih je bila hitrost tega pomanjšanja takšna, da se je velikost vezja lahko prepolovila vsaki dve leti. Po drugi strani so vezja lahko postala dvakrat bolj kompleksna in temu primerno zmogljivejša vsaki dve leti.

Temu razvoju rečemo tudi Moorov zakon in na tem, bolj kot nad čemerkoli drugim, temelji računalniška revolucija, ki smo ji priča v zadnjih štirih ali petih desetletjih. Praktično nobena druga industrija v zgodovini ni povečevala produktivnosti tako hitro in tako dolgo. Če bi avtomobilska industrija napredovala z enakim tempom, ki naslednik Volkswagnovega hrošča petdeset let kasneje lahko vozil pol milijona kilometrov na uro, tri milijone kilometrov z enim tankom goriva, stal pa bi štiri cente.

Jasno je torej, da ima vlaganje v proizvodnjo polprevodnikov izjemen donos. Težava pa je, da cena nove generacije proizvodnih procesov in novih generacij tovarn eksponentno raste. Sodobna tovarna polprevodnikov, ki izdeluje čipe po najnaprednejši tehnologiji, danes stane več kot 10 milijard evrov. Da se takšna tovarna lahko poplača, mora nenehno obratovati s polno kapaciteto. Edini podjetji, ki sta dovolj veliki in stabilni, da danes še izdelujeta svoja polprevodniška integrirana vezja, sta ameriški Intel in Samsung, pri čemer se slednji zanaša tudi na zunanje naročnike, da popolni kapacitete.

Daleč največji izdelovalec polprevodniških čipov je tajvansko podjetje TSMC, ki obvladuje več kot polovico trga. Pri procesorjih za pametne telefone je njihov delež še večji. Z izjemo Samsunga izdeluje čipe za skoraj vse pametne telefone srednjega in višjega razreda. TSMC, ki je lani pridelal več kot 10 milijard evrov dobička, je daleč najpomembnejše tajvansko podjetje, saj na njem temelji precejšen del tamkajšne visoke tehnologije. Vrednost podjetja na primer predstavlja petino vrednosti tajvanske borze.

TSMC je še en rezultat pojava pametnih telefonov. Z njihovim pojavom so namreč pogodbeni izdelovalci prvič dobili ekonomijo obsega, ki je potrebna, da prevzamejo vodilno vlogo v diktiranju tehnološkega razvoja na tem področju. Na drugi strani so tehnološke zahteve po vedno večjih vlaganjih pomenile, da se je industrija izjemno koncentrirala, tako da danes v tehnološki špici ostajajo samo še trije: poleg TSMC še Samsung in Intel, ki pa ne dela za zunanje naročnike. Rezultat je, da je pogodbeno izdelovanje čipov eno najbolj dobičkonosnih panog v dobavni verigi pametnih telefonov.

Naslednja tako dobičkonosna panoga v tej verigi je izdelava računalniškega spomina. Potrebna količina tega se je v zadnjih letih močno povečala zaradi vedno večje ločljivosti zaslonov in kamer ter splošno vedno bolj zmogljivih naprav. Na drugi strani je tehnologija proizvodnje podobna tisti, ki diktira proizvodnjo integriranih vezij. Napredek v produktivnosti zahteva vedno večja vlaganja, kar vodi v zmanjšanje števila igralcev na trgu, ti pa imajo vedno večjo moč oblikovanja cene. Industrija ima poleg tega še zgodovino kartelnega dogovarjanja.

Trenutno so na trgu računalniškega delovnega spomina, ki mu rečemo tudi DRAM, ostali trije dobavitelji. Največji je Samsung, ki si lasti približno 40 odstotkov trga. Sledita mu korejski SK Hynix in ameriški Micron, vsak z malo več kot 20 odstotki.  Skupaj obvladujejo več kot 90 odstotkov trga, ki sicer obsega spomin za vse vrste računalnikov, pametni telefoni pa predstavljajo kakšno tretjino tega trga. Marže so sicer uradno skrivnost, jasno pa je, da so izjemno visoke. Ocenjuje se, da je marža Microna 60, Samsunga in SK Hynixa pa 80 odstokov.

V primeru Samsunga je proizvodnja računalniškega spomina za uspeh podjetja bistveno bolj dobičkonosna kot proizvodnja pametnih telefonov kot takih. V ogromnem Samsungovem   konglomeratu je proizvodnja dveh vrst računalniškega spomina odgovorna kar za približno tri četrtine dobička. Ta je v lanskem letu znašal 40 milijard evrov, kar je enako štirim slovenskim proračunom. To vsoto je presegel zgolj Apple, ki je ustvaril okoli 60 milijard dobička.

Pregled dobavnih verig komponent pametnih telefonov zaključujemo z modemi. Gre za ključen element pametnega telefona, ki ga poveže s svetovnim spletom. Intelektualne pravice za te napravice v velikosti nohta so v središču trenutno zelo aktualne pravne vojne med dvema velikanoma telefonske industrije: Applom in Qualcommom.

Qualcomm, ki smo se mu posvetili že na začetku te oddaje, je notranje razdeljen na dva dela: tistega, ki snuje procesorje, in tistega, ki razvija patente za široko paleto tehnologij v pametnih telefonih. Snovanje procesorjev ustvari večino prihodka podjetja, a le manjši delež dobička. Večina dobička izhaja iz trženja licenc za uporabo več kot 130 tisoč patentov v Qualcommovem portfelju. Eden izmed prebojnih Qualcommovih patentov je tehnologija CDMA.

V GSM standardu mobilne komunikacije je omrežje določen frekvenčni pas razbilo na posamezna časovna okna in vsakemu mobilnemu telefonu dodelilo določeno število časovnih oken, v katerih je lahko pošiljal ali sprejemal signal. Na ta način je lahko na istem frekvenčnem pasu hkrati delovalo več mobilnih telefonov, ki so se v komunikaciji z oddajnikom izmenjevali. Qualcommov preboj je bil razvoj tehnologije CDMA, ki je omogočala simultano kontinuirano komunikacijo več naprav z oddajnikom na istem frekvenčnem pasu s pomočjo unikatne kode vsakega telefona. Patent je bil registriran leta 1993, leta 1999 pa inkorporiran v standard 3G mobilne komunikacije. Qualcomm je med vodilnimi tudi pri lastništvu patentov, vključenih v standarde omrežij četrte generacije. Tako mora vsak proizvajalec telefonov, ki delujejo na omrežjih tretje generacije, Qualcommu plačati rento za uporabo potrebnega patenta.

Lastništvo patentov, ki so potrebni za zadovoljevanje tehničnih standardov, prinaša nekatere omejitve. Lastnik patenta mora licenco ponuditi vsakemu zainteresiranemu podjetju, zanj pa lahko zaračuna tako imenovano pravično, razumno in nediskriminatorno ceno. Qualcomm je našel elegantno rešitev: vsakemu proizvajalcu, ki želi uporabljati Qualcommovo tehnologijo, zaračuna pet odstotkov prodajne vrednosti telefona. Večji proizvajalci, med njimi Apple, so si izpogajali nekoliko nižje odstotke.

Apple trdi, da je Qualcommov poslovni model zajedalski. Qualcomm namreč odškrne svoj delež cene telefona ne glede na končno ceno naprave. Tako na primer Qualcomm zasluži več pri prodaji telefona z večjim zaslonom ali večjim notranjim spominom, čeprav ta telefon uporablja identičen modem kot cenejši model.

Qualcomm po drugi strani trdi, da ravno njihov cenovni model omogoča konkurenco na trgu. Dostop do tehnologije je odprt za vsakogar, pri čemer proizvajalci dražjih telefonov efektivno subvencionirajo proizvajalce cenejših. Applu, ki trži telefone s prodajno vrednostjo tisoč evrov in več, seveda plačilo deleža te vrednosti ne diši. A po drugi strani proizvajalci cenejših naprav od Qualcomma dobijo najnovejšo tehnologijo za relativno nizko ceno.

Qualcommovemu rentništvu navkljub je torej Applovo bitko proti Qualcommu, v kateri se je Applu pridružil tudi tradicionalni tekmec Samsung, potrebno gledati v luči boja teh tradicionalnih oligopolistov trga pametnih telefonov nasproti novim in cenejšim konkurentom. Pojav relativno poceni pametnih telefonov in novih proizvajalcev je dodobra spremenil ta trg. Leta 2009 je pet največjih blagovnih znamk obvladovalo več kot 80 odstotkov trga. Do danes se je delež manjših proizvajalcev po številu prodanih naprav skoraj podvojil, in sicer na nekaj čez 30 odstotkov. Bolj donosen del trga je še vedno trdno v rokah peščice, v prvi vrsti Appla, katerega dobiček je štirikrat večji od dobička vseh ostalih proizvajalcev skupaj.

V zgodnjem obdobju pametnih telefonov je bitka za prevlado na operacijskem sistemu Android potekala med korejskim Samsungom in tajvanskim HTC-jem. Samsung je to bitko zmagal predvsem s superiornim marketingom. HTC je danes na globalnem trgu pametnih telefonov zanemarljiv igralec, leta 2017 pa je velik del divizije, ki je razvijala te naprave, prodal ameriškemu Googlu.

A Samsung se sooča z novo konkurenco, ki mu tržni delež odžira na drugem koncu cenovnega spektra. Visoki izdatki za marketing, ki obremenjujejo vzpostavljene blagovne znamke  so odprli možnost nizkocenovnim proizvajalcem, ki namesto z brandingom tekmujejo s ceno. Povprečna cena pametnih telefonov je tako med letoma 2012 in 2015 padla za petino, od takrat pa zopet raste, predvsem zaradi vse dražjih naprav na višjem delu cenovnega spektra.

Primer vzpona nizkocenovnega proizvajalca je kitajski Xiaomi. Podjetje, ustanovljeno leta 2010, danes obvladuje skoraj 10 odstotkov svetovnega trga. Uspeh gre deloma pripisati inovativnemu poslovnemu modelu. Xiaomi je začel kot podjetje za razvoj programske opreme, ki je zasnovalo uporabniški vmesnik za operacijski sistem Android, znan kot MIUI. Uspeh tega vmesnika, katerega kvaliteta je bila dobro upravljanje z baterijo in posledično daljšanje časa med polnjenji telefona, je olajšal vstop na trg strojne opreme.

Pri proizvodnji pametnih telefonov je Xiaomi zbijal stroške na različnih področjih. Tako na primer ni imel fizičnih trgovin, ki bi predstavljale dodaten strošek, temveč je prodaja potekala izključno preko spleta. V klasični marketing praktično ni vlagal, temveč se je zanašal na bolj ali manj spontano širjenje prepoznavnosti po socialnih omrežjih, k čemer so močno pripomogle nizke cene njihovih izdelkov. Dodaten hype je ustvarjal s tako imenovanimi hitrimi prodajami - v angleščini flash sales. Na trg je plasiral omejeno količino posameznega modela telefona, ki so ga kupci hitro pokupili, kar je na socialnih omrežjih potenciralo navdušenje nad vsakim novim modelom. Poleg tega so hitre prodaje poskrbele, da Xiaomi ni imel zalog, ki bi predstavljale mrtev kapital in s tem strošek.

Danes se Xiaomi pomika proti višjemu cenovnemu rangu, njegovim stopinjam pa sledijo drugi nizkocenovni proizvajalci: Oppo, Vivo, OnePlus. Poleg inovativnih poslovnih modelov pa je vzpon nizkocenovnih pametnih telefonov omogočil še en ključen element. Za to je poskrbel tajvanski proizvajalec procesorjev MediaTek, ki smo ga že omenili na začetku in ki konkurira Qualcommu, čeprav po tehnološkem razvoju za njim zaostaja.

Leta 2011 je MediaTek na trg plasiral tako imenovane turn-key procesorje. Z nakupom takega produkta proizvajalec v paketu dobi integrirano vezje s procesorjem, prednaloženim operacijskim sistemom in večjim delom perifernih naprav, kot so bluetooth oddajnik, GPS sprejemnik, kamera in podobno. Prav tako MediaTek testira komponente drugih podjetij in ponuja že izdelane predloge, kako jih priključiti na njihov sistem. Tako proizvajalec pametnega telefona dobi zasnovo celotne naprave, ki jo mora le še sestaviti in zapakirati. Ni pa nobene potrebe po izdelavi prototipov, testiranju in razvoju. Celotna MediaTekova rešitev je leta 2013 stala med pet in deset dolarjev, odvisno od komponent. S tem je močno olajšala vstop na trg novim, nizkocenovnim, a kljub temu z vidika zmogljivosti sprejemljivim telefonom. Telefon je bilo mogoče izdelati za približno štirideset dolarjev.

Za primerjavo, proizvodna cena applovega iPhona XS Max, ki se pri nas prodaja za 1330 evrov, je 340 evrov. Podobno je pri Samsungu, kjer je proizvodna cena 940 evrov vrednega Galaxy S9+ okoli 330 evrov. Razlika se skriva v licenčninah za več sto tisoč patentov, ki jih industrija uporablja in predstavlajo okoli 30 odstotkov cene, v stroških logistike, marketinga in drugih režijskih stroških, stroških razvoja ter seveda dobičku. Kljub na površini visoko konkurenčnemu trgu pametnih telefonov je iz povedanega jasno, da si velik del pogače odrežejo v najboljšem primeru oligopolitična, v slabšem pa monopolistična podjetja in rentniki, ki dobavljajo, razvijajo in patentirajo drobovje teh naprav.