手機基帶芯片的亂戰(修訂版)
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大家知道，我現在不愛(ài)談半導體。作為一個(gè)極其龐大而且分工協(xié)作極其細分的產(chǎn)業(yè)鏈，又涉及到無(wú)比復雜的交叉科技和地緣政治，不可能簡(jiǎn)單用紅色藍色或者黑色白色就上個(gè)標簽。也許，大多數人并不想知道事實(shí)或真相，他們只想知道自己是對的。
哲庫(Zeku)的事倒是讓我觸動(dòng)挺大的，可能領(lǐng)導們沒(méi)看過(guò)這篇老文章吧。所以翻出來(lái)修訂再供大家批評。
華為的手機芯片在麒麟以前是用山峰來(lái)命名的，應用處理器(AP)是喀喇昆侖的K3，基帶(Baseband Processor或叫Modem)是不那么出名的巴龍雪山；更不為人知的是3G芯片梅里(雪山)，因為它失敗了。哲庫的芯片命名用馬里亞納海溝。我想大家的寓意都是一致的，用于描述這項探險的艱難，但理解上卻存在上天下海的偏差。
引子
16年前，喬幫主發(fā)布第一代iPhone的時(shí)候，其實(shí)心里還是不太有底氣的。在發(fā)布會(huì )前喬布斯整整排練了6天，但是問(wèn)題不斷：iPhone不是打不了電話(huà)就是上不了網(wǎng)。更糟糕的是，當時(shí)英飛凌提供的基帶芯片連3G都不支持，而諾基亞和摩托羅拉早4、5年就有了3G手機。
為了趕運營(yíng)商AT&T的暑期檔和敲定綁定合同，喬布斯不得不提前發(fā)布了iPhone一代：一個(gè)半成品，一個(gè)只能打電話(huà)的音樂(lè )播放器。因為它還沒(méi)有應用商店不能裝軟件、不能輸漢字、只有2G、沒(méi)有GPS、而其發(fā)售還要等半年后才開(kāi)始。
iPhone倉促的發(fā)布使得谷歌得到充足的時(shí)間來(lái)模仿和學(xué)習iPhone。第二年，第一代安卓機G1發(fā)布時(shí)就完全趕上iPhone的進(jìn)度，直接提供3G支持和應用商店，帶GPS能導航甚至能換電池，高通SoC的信號還特別穩定。此后，安卓的市占率一路飆升把iPhone甩在后面。
（2008年我在硅谷買(mǎi)的HTC Dream(G1)原本認為自己遙遙領(lǐng)先至少兩年的喬幫主震怒地說(shuō)到：“我要用盡蘋(píng)果400億美金的現金，發(fā)動(dòng)一場(chǎng)熱核戰爭，來(lái)摧毀安卓，because it's a stolen product(因為它是偷來(lái)的)?！?/span>回過(guò)頭來(lái)看，蘋(píng)果當初為什么選擇了當時(shí)并不算領(lǐng)先的英飛凌作為通信芯片提供商呢？新入行半導體圈的朋友，也許不知道2G-3G時(shí)代手機芯片競爭之慘烈，我們慢慢回顧一下。一、群雄爭霸在模擬手機(1G)時(shí)代，摩托羅拉是毫無(wú)疑問(wèn)的老大，占據超過(guò)7成的市場(chǎng)份額。而其半導體部(后來(lái)的Freescale)，當年也是非常強悍，比如給蘋(píng)果電腦的CPU性能還曾比英特爾強半代。歐洲國家為了干翻摩托羅拉，合伙搞了GSM標準，隨后相關(guān)手機也紛紛出爐，平均一個(gè)國家一個(gè)吧：芬蘭諾基亞，瑞典愛(ài)立信，德國西門(mén)子，荷蘭飛利浦，法國阿爾卡特等。這些廠(chǎng)商不僅做手機，也自己做基礎網(wǎng)絡(luò )設施(****等)和芯片，個(gè)個(gè)是全能。有意思的是，好像沒(méi)看見(jiàn)英國手機品牌。后來(lái)倒是一家曾叫橡果(Acorn)的英國公司倒是橫掃世界，這就是ARM。喬布斯大刀砍掉ARM為基礎的Newton平板后，慧眼識珠的是TI(德州儀器)。TI在諾基亞商務(wù)機6110開(kāi)始引入ARM7并獨家貢獻了7成收入給橡果，使得ARM又熬過(guò)10年大翻身。(中國同期也有一家流弊到爆的橡果公司，是今天直播帶貨的祖師爺，后來(lái)也栽在手機帶貨上。)
(我喜歡揪著(zhù)那個(gè)天線(xiàn)把手機從褲兜里拿出來(lái))美國的半導體廠(chǎng)商情況比較復雜，做手機主芯片的公司一堆，比如TI、Skyworks、ADI、Agere、Broadcom、Marvell、Qualcomm等。但是在美國的手機大廠(chǎng)基本就摩托羅拉一家，人家自家有芯片還很強。所以這些芯片巨頭紛紛跨海尋找客戶(hù)，引起一團又一團的亂戰，最后又紛紛栽倒。值得分析的是，這么多廠(chǎng)商蜂擁擠入GSM，一方面說(shuō)明了手機市場(chǎng)的爆發(fā)，另一方面說(shuō)明在2G時(shí)代做手機芯片技術(shù)門(mén)檻并不高。不過(guò)，不像今天手機芯片集成度很高，那時(shí)的各家設計真是百花齊放，今天一個(gè)芯片可以完成的工作，當年用MCU+DSP+AD/DA+ROM+RF等十幾個(gè)芯片和幾十個(gè)分離器件是很正常的，各家的套片和開(kāi)發(fā)工具都不一樣，調試更是非常麻煩。低集成度的芯片這給手機品牌廠(chǎng)帶來(lái)巨大的不便，因為這對技術(shù)能力的要求非常高。設計一款手機的板子和軟件非常耗時(shí)，因此后來(lái)各種方案公司(獨立Design House，IDH)紛紛出現，為原廠(chǎng)直接提供設計原型或模組。同一塊板子，原廠(chǎng)只要設計外觀(guān)和菜單就好了。而這些IDH，后來(lái)經(jīng)過(guò)大浪淘沙，留下來(lái)的是今天手機代工巨頭。三、歐洲手機芯片的歸宿1999年，西門(mén)子半導體部分拆獨立，這就是英飛凌(Infineon)。記得多年前在英飛凌上班的時(shí)候，西門(mén)子手機是標配。公司還有個(gè)奇怪的福利，就是手機如果丟了的話(huà)，還能再買(mǎi)一個(gè)免費報銷(xiāo)?，F在想想也許這不算福利，手機丟了讓你別猶豫趕緊買(mǎi)一個(gè)別耽誤工作:-)。西門(mén)子手機的質(zhì)量真是好，感覺(jué)拿它當榔頭敲釘子都不會(huì )壞。但是在那個(gè)手機沒(méi)啥功能的年代，外觀(guān)和鈴聲啥的比內涵更重要，西門(mén)子這種慢公司逐漸跟不上了。2005年，在試圖賣(mài)給摩托羅拉失敗后，財大氣粗的西門(mén)子居然倒貼3.5億歐元把手機部門(mén)送給臺灣明基(BENQ)。但之后一年，當時(shí)世界第一大手機代工廠(chǎng)明基的自有品牌夢(mèng)就破滅了，主要原因大概是德國人所謂的工匠精神太慢了。
可惜飛利浦手機只比西門(mén)子多堅持了一年，被賣(mài)給了中電(CEC)。飛利浦芯片平臺在CEC旗下公司又來(lái)回玩了幾年就癱瘓了，但超級省電的基帶設計也許后來(lái)被工程師帶去了華為。阿爾卡特手機品牌在2005年賣(mài)給了TCL。我們來(lái)看歐洲另兩家手機芯片豪門(mén)(NXP和STMicro)的結局:2002年，阿爾卡特手機芯片部門(mén)并入意法半導體(ST)2006年，飛利浦半導體獨立，即恩智浦(NXP)2008年，NXP無(wú)線(xiàn)部門(mén)分離和ST成立合資公司ST-NXP Wireless2009年， ST-NXP Wireless和愛(ài)立信手機研發(fā)合并，成立ST-Ericsson2013年， ST-Ericsson關(guān)閉(相當于倒閉)和其它歐洲手機大廠(chǎng)不同的是，諾基亞更擅長(cháng)設計外包。一開(kāi)始，諾基亞就選中了半導體業(yè)綜合實(shí)力最雄厚、產(chǎn)品線(xiàn)最齊全的德州儀器(TI)作為合作伙伴。TI高超的技術(shù)能力為諾基亞帶來(lái)了豐富的產(chǎn)品線(xiàn)和穩定的通訊信號質(zhì)量。很少有其它廠(chǎng)商在推出這么多型號后還沒(méi)幾個(gè)因品質(zhì)搞砸了的機型。不過(guò)，幾乎算是用TI做單一平臺的諾基亞在全球手機市場(chǎng)份額達到驚人的49%時(shí)，不再滿(mǎn)意自己對TI的議價(jià)能力。2007年，諾基亞開(kāi)始了新的多供應商戰略，STM和英飛凌為了打進(jìn)去都提供了利潤極低的報價(jià)。由此，TI開(kāi)始討厭基帶芯片的業(yè)務(wù)，一年一換代的更新也太快了，ROI比起TI的那些十多年生命期的工業(yè)類(lèi)芯片差太多。2008年，TI宣布逐步退出基帶業(yè)務(wù)，逼迫諾基亞2012年前完成全面換平臺。結果是加上蘋(píng)果和安卓的突襲，諾基亞也從2008年開(kāi)始了市場(chǎng)份額下降的漫漫長(cháng)路。諾基亞自己也有個(gè)小型的Modem部門(mén)，主要是基帶技術(shù)研發(fā)而不太做芯片，終端產(chǎn)品有那種電腦上網(wǎng)用的USB Dongle。這個(gè)東西比手機簡(jiǎn)單很多，因為不需要操作系統以及屏幕鍵盤(pán)等。中興和華為當年就是靠這個(gè)東西進(jìn)軍消費者業(yè)務(wù)，靠低價(jià)高質(zhì)席卷歐美，為后來(lái)的手機業(yè)務(wù)打下扎實(shí)的基礎。諾基亞的Modem部門(mén)在2010年被賣(mài)給日本的瑞薩。2011年開(kāi)始，諾基亞全面采用高通平臺用于Windows Phone系列Lumia，頭也不回地走向了懸崖。四、美國的芯片戰國1999年，科勝訊(Conexant)從工業(yè)自動(dòng)化公司Rockwell分離。那時(shí)的筆記本電腦配一顆科勝訊的有線(xiàn)電話(huà)撥號Modem是高端的標志。2002年，Skyworks從科勝訊分離，專(zhuān)注無(wú)線(xiàn)通訊，基帶Modem自然也是其主攻方向。新生的Skyworks很快成為德信無(wú)線(xiàn)的擅長(cháng)平臺并在中國不少中型廠(chǎng)商開(kāi)枝散葉。然而好景不長(cháng)，聯(lián)發(fā)科的Turn-key戰略從2004年開(kāi)始席卷中國兩年后，Skyworks宣布放棄基帶業(yè)務(wù)。其后，Skyworks專(zhuān)注于射頻前端，靠著(zhù)蘋(píng)果、三星和華為手機，和TriQuint與RF Micro合并來(lái)的Qorvo成為RF雙雄。亞德諾(ADI)是家很勤奮的公司，一直在中國默默耕耘，手機芯片曾在國內很多二線(xiàn)品牌出現，但只是勉強撐著(zhù)。聯(lián)發(fā)科在山寨功能機市場(chǎng)大獲成功后，急需TD技術(shù)進(jìn)入主流品牌3G市場(chǎng)并和展訊競爭，而ADI剛好有TD芯片。2007年ADI以3.5億美金把手機部門(mén)賣(mài)給聯(lián)發(fā)科，這筆交易算得上雙贏(yíng)。ADI算是個(gè)美商半導體的另類(lèi)，公司到今天也沒(méi)被大公司并購還活得很好。沒(méi)被吃掉的原因很簡(jiǎn)單，創(chuàng )始人Ray Stata一直掌舵，直到去年88歲才卸任董事長(cháng)但仍留在董事會(huì )。這符合本人另外一篇文章《BIOS和PC的故事》中的總結。博通(Broadcom)一直在Wifi藍牙GPS領(lǐng)域占據領(lǐng)先地位，但用其基帶廠(chǎng)商真不多見(jiàn)，它的基帶往往作為搭售，有點(diǎn)不同。但是作為公司名字帶com的通訊公司，砍掉基帶這個(gè)大市場(chǎng)真是下不去手，所以在3G時(shí)代一直強撐著(zhù)。2012年博通收購瑞薩的LTE平臺，試圖在4G領(lǐng)域進(jìn)行反攻。然而，后面的LTE芯片開(kāi)發(fā)實(shí)在是太費錢(qián)還不順利，進(jìn)度一拖再拖，到2014年終于宣布不玩了基帶了。Marvell是華裔公司的榮光，抓潮流的能力非常強，在存儲和Wifi的風(fēng)口都果斷抓住。2006年Marvell再次顯示了其遠見(jiàn)，收購了英特爾的ARM(XScale)手機平臺，等于囊入當時(shí)最火的Palm智能機。要知道這正巧發(fā)生在iPhone誕生前一年。還有一件事，TD-SCDMA被所有人不看好的時(shí)候，Marvell推出了支持TD的芯片，壓中了中移動(dòng)。Marvell 手機平臺的大客戶(hù)是黑莓，這個(gè)風(fēng)口抓得也很準。只可惜后來(lái)基帶市場(chǎng)拼得太慘烈，Marvell那些上一代智能手機客戶(hù)都奄奄一息，在2015年Marvell也裁撤了基帶團隊。Agere是原來(lái)朗訊的半導體，作為傳統語(yǔ)音通訊的玩家，確實(shí)能熬到新世紀已經(jīng)很不錯了。2006年，Agere被LSI收購，2007年LSI把Agere的手機基帶部分賣(mài)給了英飛凌。值得一提的是，高通曾為了抵抗反壟斷法把CDMA IP授權給LSI。LSI在2002把CDMA IP又賣(mài)給了威盛，即威睿電通(VIA Telecom)。后來(lái)這個(gè)IP值大錢(qián)了，威睿把它又授權給聯(lián)發(fā)科和英特爾，這下他們都能不給高通CDMA版稅做全網(wǎng)通了。今天大熱的NVidia，在基帶上也走了一段彎路。皮衣黃老板對前沿技術(shù)的感覺(jué)，在業(yè)界無(wú)人能敵。智能機大潮來(lái)臨時(shí)，NVidia自然不能放過(guò)，Tegra芯片在早期搶灘了不少生意。2011年Nvidia收購了Icera，試圖補足通信能力后開(kāi)始形成做全整合SoC的能力。然而，黃老板也低估了做基帶Modem的難度，到2015年不得不宣布放棄。這件事在當時(shí)對黃老板打擊應該是蠻大的，因為這意味著(zhù)最火最熱的手機市場(chǎng)和NVidia無(wú)關(guān)了。大概也是這個(gè)原因，過(guò)了幾年黃老板橫下心想收購ARM。但是塞翁失馬，躲開(kāi)了手機領(lǐng)域的亂戰，為NVidia在后面深度挖掘GPU的潛力(CUDA/HPC/Crypto/AI…)而一飛沖天也許不無(wú)關(guān)系。五、聯(lián)發(fā)科(MediaTek，俗稱(chēng)MTK)前面提到收購西門(mén)子手機市場(chǎng)失敗的明基，旗下有個(gè)芯片部門(mén)叫絡(luò )達，WLAN和射頻比較強。2006年，聯(lián)發(fā)科以高溢價(jià)收購了絡(luò )達，給自家基帶補足了短板并完成了3G的卡位。MTK和臺廠(chǎng)普遍有個(gè)獨有的能力，就是渠道管控非常高明，一方面通過(guò)代理培養了無(wú)數名字都沒(méi)聽(tīng)過(guò)的手機廠(chǎng)和design house，另外一方面通過(guò)走貨商(貿易商)調節市場(chǎng)需求和價(jià)格。加上大陸中小品牌對現貨的熱愛(ài)以及大手機廠(chǎng)對倒貨的誘惑，MTK的成就是歐美大廠(chǎng)很難復制的。現在一窩蜂搞各種芯片包括碳化硅，和當年一窩蜂搞design house和山寨機一樣一樣的：小打小鬧門(mén)檻很低，但做大做強也很不容易。老板們對賺快錢(qián)的渴望遠大于使命感。MTK在4G時(shí)代也不太順利，產(chǎn)品研發(fā)一直落后于高通。那時(shí)華米OV等大廠(chǎng)幾乎沒(méi)有用MTK的，由此也可見(jiàn)基帶之不好做，經(jīng)驗大廠(chǎng)也可能會(huì )栽跟頭。直到后來(lái)MTK破釜沉舟豪賭5G，以天璣系列芯片銷(xiāo)量逆轉高通。六、結局總之，手機基帶Modem的玩家歐洲木有了，大玩家里剩下韓國的三星、美國的高通、中國的聯(lián)發(fā)科、海思和展訊，也許還有中興。相信能堅持讀到現在的朋友，關(guān)于高通和華為應該不需要再多講。提及華為巴龍Modem的綜合素質(zhì)之優(yōu)秀，讓我們既自豪又惋惜。隨著(zhù)國際基帶平臺的各種大洗牌，國內曾風(fēng)光一時(shí)的Design House也死掉九成多，比如和飛利浦合作的中電賽龍，后來(lái)因飛利浦芯片問(wèn)題喪失競爭力而倒閉。和英飛凌合作過(guò)的嘉盛聯(lián)橋，后來(lái)成了著(zhù)名的跑路公司。提早轉到聯(lián)發(fā)科平臺(2013年MTK收購了MStar)和提早轉成手機ODM代工的Design House在熬過(guò)了2G-3G的亂戰后，后來(lái)脫穎而出：比如聞泰、龍旗和華勤等。當年戰國爭雄的時(shí)候，中國的TD-SCDMA制式還曾冒出過(guò)幾家芯片公司，比如飛利浦與摩托羅拉參與投資和提供技術(shù)的天碁，和諾基亞與TI參與投資的凱明，還有大唐聯(lián)芯等。天碁最后賣(mài)給ST-Ericsson，凱明花光了錢(qián)破產(chǎn)。TD的故事估計沒(méi)100頁(yè)講不完，反正是個(gè)燒上千億的故事，最后在基帶上結下的果實(shí)最后大概只有展訊吃到了。七、蘋(píng)果最后回來(lái)繼續說(shuō)蘋(píng)果和英飛凌。英飛凌在諾基亞三星LG等客戶(hù)處都只是個(gè)廉價(jià)備用的第二第三貨源。加上iPhone前三代的銷(xiāo)量并不高，因此英飛凌無(wú)線(xiàn)部門(mén)仍一直虧錢(qián)。到了劃時(shí)代的iPhone 4推出的時(shí)候，雖然英飛凌仍是WCDMA版主要供應商，但高通作為CDMA2000版基帶提供者也加入進(jìn)來(lái)了。兩者實(shí)力一比便比出了差距。高通在CDMA是壟斷態(tài)勢，蘋(píng)果也沒(méi)更好的選擇。最初喬幫主選英飛凌是看重它單芯片集成度高，塞到iPhone里板子不會(huì )太大。另外英飛凌因為客戶(hù)少對蘋(píng)果依賴(lài)度高，而蘋(píng)果做手機當時(shí)也很小，其它芯片大廠(chǎng)很多還看不上它，等于兩家抱團取暖。然而恐怕老喬這么有遠見(jiàn)的人也沒(méi)料到3G/4G會(huì )以這么快的速度和WiFi平起平坐，蘋(píng)果的研發(fā)重心都放在自研SoC處理器忽略了基帶。當年英飛凌3G平臺開(kāi)發(fā)進(jìn)度慢，因為方案是在2G芯片的基礎上增加3G，這個(gè)難度后來(lái)證明比推倒重來(lái)還大。跑英飛凌基帶的iPhone常存在信號弱的問(wèn)題，在iPhone 4時(shí)喬布斯把天線(xiàn)做成手機外面整整一圈不銹鋼來(lái)提高信號強度，結果出了“天線(xiàn)門(mén)”。雖然極其不喜歡高通的高昂版稅(手機售價(jià)的5%，而iPhone賣(mài)得貴啊)，喬布斯還是被迫從iPhone 4s起放棄英飛凌轉到高通平臺，因為高通技術(shù)確實(shí)強，在接下來(lái)的4G LTE平臺更是遙遙領(lǐng)先。2010年，英飛凌把無(wú)法盈利的無(wú)線(xiàn)部門(mén)以14億美金賣(mài)給英特爾，應該說(shuō)是個(gè)極佳的結局。因為對比Freescale、TI、Skyworks等公司Baseband部門(mén)，都是沒(méi)人買(mǎi)而自己關(guān)閉的。喬布斯評論英特爾收購英飛凌無(wú)線(xiàn)時(shí)說(shuō)，“我很高興?！?/span>當時(shí)沒(méi)有人知道他高興什么，因為英特爾收購了英飛凌無(wú)線(xiàn)后馬上就丟掉了蘋(píng)果這個(gè)最大客戶(hù)。還有些科技媒體評論到蘋(píng)果應該自己收購英飛凌，不過(guò)過(guò)了幾年我們開(kāi)始明白點(diǎn)了。最最關(guān)鍵的是沒(méi)有英特爾這種虧得起的老爹，英飛凌無(wú)線(xiàn)真真是熬不下去。英特爾收購后的這個(gè)部門(mén)一虧就是連續6、7年和燒掉上百億美金，即使這樣開(kāi)發(fā)進(jìn)度還一直落后。如果不是英特爾財大氣粗，早堅持不下去了。Tim Cook頂著(zhù)網(wǎng)友的怒罵和專(zhuān)家的批評，從iPhone 7開(kāi)始重新引入英特爾LTE基帶作為雙貨源之一，即使性能上比高通差不少。蘋(píng)果甚至把高通芯片進(jìn)行限速，來(lái)掩蓋英特爾芯片的不足。而到了iPhone Xs一代，英特爾基帶Modem XMM7560正式取代了高通，像是完成了老喬的心愿，不交高通稅省了一大筆錢(qián)。
但是，到了5G研發(fā)時(shí)英特爾仍然delay，原本應該搭載5G的iPhone 11沒(méi)趕上，連iPhone 12都眼看要跳票。2019年，蘋(píng)果只得收購了英特爾基帶團隊，宣布重新用回高通。然而過(guò)了四年，蘋(píng)果還是沒(méi)有能推出自研的基帶，完成Apple Silicon最后的一塊重要拼圖。以蘋(píng)果這么強悍的財力，問(wèn)題出在哪兒呢？因為開(kāi)發(fā)模擬或數?；旌闲酒⒉荒芟耖_(kāi)發(fā)數字芯片那樣直接買(mǎi)IP堆錢(qián)堆面積，需要長(cháng)期know-how的積累?；鶐Ш蜕漕l的配合，也是個(gè)經(jīng)驗磨出來(lái)的技術(shù)活，5G射頻功放(PA)也是著(zhù)名的難做。英飛凌(英特爾)平臺因為客戶(hù)少，試錯的機會(huì )也少。研發(fā)和測試投入太高而后期只有一個(gè)客戶(hù)的話(huà)，分攤也顯然非常不劃算。像目前最先進(jìn)的5G基帶還集成了射頻，速度可高達10Gpbs，不僅要支持2G-4G，還要支持各國不同的頻段包括毫米波甚至衛星通信，測試下來(lái)工程師要跑遍全球的各種****環(huán)境，這就是長(cháng)期積累的價(jià)值。這不像開(kāi)發(fā)軟件第一版一堆bug可以快速收斂，這種復雜芯片測試出來(lái)bug一多就完蛋了：上市時(shí)間窗口和高昂成本根本不允許反復流片和迭代，像純數字芯片那樣靠軟件處理bug也不大行得通。因此，從2G到5G二三十年的各種犄角旮旯的積累，全部是有價(jià)值的，這和工業(yè)軟件的路子倒是非常像的?？赡苓@也是目前幾乎沒(méi)有基帶新玩家的原因吧。* * *話(huà)說(shuō)回來(lái)，10多年前的那波基帶廠(chǎng)商群雄爭霸(芯片/設計公司(IDH)/ODM等)，為今天培養了大量關(guān)鍵人才和奠定了技術(shù)及市場(chǎng)基礎，也造就了中國很多杰出的手機企業(yè)。本文只是從一個(gè)狹窄的角度拋磚引玉，期待各位可以一起回顧那段瘋狂而燃燒的歲月。*博客內容為網(wǎng)友個(gè)人發(fā)布，僅代表博主個(gè)人觀(guān)點(diǎn)，如有侵權請聯(lián)系工作人員刪除。
