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iPhone X首拆:难以想象的复杂

半导体行业观察 ·2017-11-03 20:28·半导体行业观察
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今天苹果发布了最新版的iPhone X,国外拆解网站iFixit第一时间就将其拆解了。半导体行业观察在这里将其翻译,以飨读者:



我们在拆解之前,先看一下他的配置:


Step1:配置

A11 bionic芯片;

5.8寸的OLED全面屏,分辨率是2436 × 1125,458ppi;

双1200万像素的后置摄像头;

700万像素的TrueDepth摄像头,支持1080P高清录影和Face ID;

支持Qi 快充;

支持802.11a/b/g/n/ac Wi‑Fi w/MIMO + Bluetooth 5.0 + NFC;

Step 2:过去十年的变化

对比一下第一代iPhone和iPhone X的对比




Step 3:X光透射图

在正式拆解之前,我们看一下X光透视图,我们可以发现以下真相:

首次出现在iPhone 的两个电池包;

逻辑板非常小,看起来有两个叠层;

为了给FACE ID的传感器挪位置,听筒扬声器下移了一点;

在Taptic Engine 和底部扬声器之间有一颗神秘的芯片,很好奇;


Step 4:开拆

从屏幕的拆解上看,在这里的装配,没有什么变化。




Step 5:一窥内部阵容

这样看来,从侧面打开iPhone X,只能打开到这个角度;

独立的支架cover每个逻辑板连接器,在之前我们没有见过这样的构造;


Step 6:看看屏幕背后

我们可以更好地看到屏幕背后的硬件构造,在这里我们可以确认,那个神秘的芯片是在屏幕上的。

因为前脸的大改变,前置摄像头的设定也有了一定程度的改变;

可以看到,电池和X光显示一样,占领了手机的大部分空间;


Step 7:开始拆零件

后置摄像头的支架很结实,拆起来有点费劲。这就像气囊一样保护产品

苹果还通过添加泡沫等方式去保护这个双摄像头,

在摄像头位置周围有覆盖玻璃,你也可以看到很小的点焊,将摄像头固定


Step 8:拆掉主板

终于拆掉那个紧固的逻辑板

这个逻辑板的尺寸和元器件的放置简直是艺术。连接器和元器件的紧密程度是空前的。这甚至比Apple Watch还紧凑。

这个紧凑的iPhone X板子想封装更多的技术,这就让iPhone 8相形见绌。

对比两个板子,iPhone X的主板尺寸只有iPhone 8+的70%,这样就为电池留下更多的空间。


Step 9

苹果是如何将iphone x的主板缩减到iphone 8的70%的呢?又在其中投入了哪些技术?

通过拆解焊接在一起的两部分,我们发现苹果采用类似于木板拼接的方式将两部分整合在一起。

通过这种方式,将主板的面积缩小到iphone 8的70%。

iphone x的主板是第一个采用双层堆叠技术设计的主板,如上图所示。

但是这种设计虽然巧妙,却增加了主板修复的难度。

Step 10

以上,是主板的详细芯片图


红色:Apple APL1W72 A11 Bionic SoC layered over SK Hynix H9HKNNNDBMAUUR 3 GB LPDDR4x RAM

橙色:Apple 338S00341-B1

黄色:TI 78AVZ81

青色:NXP 1612A1—Likely an iteration of the 1610 tristar IC

蓝色:Apple 338S00248 audio codec

深蓝色:STB600B0

紫色:Apple 338S00306 power management IC

Step 11

红色:Apple USI 170821 339S00397 WiFi / Bluetooth module

橙色:Qualcomm WTR5975 gigabit LTE transceiver

黄色:Qualcomm MDM9655 Snapdragon X16 LTE modem and PMD9655 PMIC

青色:Skyworks 78140-22 power amplifier, SKY77366-17 power amplifier, S770 6662, 3760 5418 1736

蓝色:Broadcom BCM15951 touch controller

深蓝色:NXP 80V18 PN80V NFC controller module

紫色:Broadcom AFEM-8072, MMMB power amplifier module


Step 12

在主板的另一侧

红色:Toshiba TSB3234X68354TWNA1 64 GB flash memory

橙色:Apple/Cirrus Logic 338S00296 audio amplifier@

Step 13

那么苹果设计的堆叠结构的类似于三明治一样的PCB板又是如何工作的呢?

通过拆解我们发现,苹果通过在PCB板的周围建立连接线路的方式,规避了传统的繁琐的电缆连接方式,使得数据能够数十个通道进行传输。

在主板上,A11芯片在主板的中心,我们可以从X光照片看到整个电路板的3D结构。边缘的圆孔就是连接两个PCB板的焊料填充的圆孔。



Step 14

接下来看到的是iphone x的电池,与之前的方式不同,这次的电池采用了类似于8中的更加短小的电池。

此次电池的拉片贴设置在电池的侧面,而不是上部,使得整个拆解过程更加复杂。

从数据上来看,电池为10.35Wh,(2716mAh,3.81V),比iphone 8的10.28Wh略高,但是与三星的12.71Wh相比差距还是很大。

双电池的设计使得苹果能够更加有效的利用手机内部的空间,从而有效的利用缩小PCB之后剩余的空间。



Step 15

记得酷炫碉堡的Face ID功能吧?在拆解之前,我们当然首先测试了这一黑科技。事实证明,iPhone X的红外摄像机的点阵读取速度还不够快,但是泛光照明灯还不赖!

历史回顾:当年,微软推出一款牛掰的体感游戏Kinect,而其中的核心红外点阵技术来自以色列公司PrimeSense。

2013年,Apple以3.60亿美元的价格收购了PrimeSense,并投入数亿美元研发费用。

与此同时,被Apple釜底抽薪的微软,不得不为Kinect 2开发一个新的传感系统。现在既然iPhone用上了深度传感器,人们没准很快就会把它应用到无人机上!




Step 16

我们将注意力转移到手机的顶部,找到备受期待的TrueDepth相机系统! 这个系统集合了一组用于人脸识别的传感器阵列。

● 首先:内嵌在显示器中的泛光照明灯用红外(IR)光照射人脸。

● 接着,用图片中红框标记的前置摄像头确认人脸的存在。

● 然后,最右边的红外点阵投射器在脸上投射红外网格来创建一个三维模型。

● 最后,左边的红外摄像机读取该模型,并将数据发送到手机。

● iPhone X使用了一些非常快的软件算法,把所有这些碎片结合在一起,弄清楚到底是不是你。



Step 17

差不多啦,让我们看看后壳里的其余组件吧。

● 首先是覆盖在弹簧连接器和EMI接地棒上的小支架,后面粘有一条电缆。

● 接下来是低音功放,在端口周围都是粘性防水胶。

● 最后拆下来的是Taptic Engine和传说中的气压通风口。这一代Taptic Engine仍然是一个线性震动马达。

Step 18

● 遵循往年的优秀传统,我们的拆解工程师展示了双镊绝技,来移除Lightning连接器(IP5数据接口)。

● 对于无线充电爱好者来说,这是一个好消息:数据接口看起来更加强化了,并且有一个更宽的支架,可以将它固定在框架的侧壁上。

● 此外,如我们之前看到的那样,它的特点是通过孔外的五孔螺杆来穿过。


Step 19

● 在主要部件拆除后,我们将注意力回到显示器上。首先跃入眼帘的是耳机扬声器,最近新设计了一个很酷的风管,以便将声音从显示屏中引出。

● 小心地解开显示组件上部,我们能够看到,最复杂的显示组件集合。 它包括扬声器,麦克风,环境光传感器,泛光照明器和感应接近传感器。

● 去除所有的模块后,只剩下一个裸露的显示屏啦。


Step 20

在金属器件的底层,我们看到了另外一个异常熟悉电路元件:无线充电线圈。

此外,还有音量按键,铃声/静音开关,已经一个目前尚无法确定功能的传感器支架。

我们还从手机的顶部剥离了一个多功能电缆,与此前的组件类似,该线缆用以连接顶部的闪光灯和电源按钮。



Step21

暴力回合:

当我们打破了iphone x的后盖玻璃之后会发生什么呢?

经过加热,我们像拆解iphone 8一样拆解下了iphone x后面的面板。

在我们小心的撬开后盖面板之后,我们发现:iphone x的后盖面板与8的单层面板有着很大的区别,在摄像头突出的后盖玻璃上,是小心的与金属边框与金属板粘合的玻璃后盖。

不难发现,除了更换真快面板之外,并没有更好的选择。



step22

希望各位喜欢以上的拆解!


总结

显示面板和电池维修依然是iphone设计中最优先维修的选项。

在不去除Face ID识别芯片的前提下,可以更换前面的显示面板。

除了标注的工具之外,要拆解iphone x还需要苹果专用的螺丝刀。

iphone x增加的防水功能使得整个修理过程变得更加复杂,也降低了整机的可修理性。

主板上的电缆设计更换起来异常麻烦并且费用昂贵。

正面和背面玻璃面板在跌落的时候都有可能顺坏,而后盖玻璃的更换则需要拆卸所有的零部件。



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