2020年10月，蘋(píng)果兩款新的手機(jī)—iPhone 12 Pro和 iPhone 12正式出售。在11月，大屏幕的 iPhone 12 Pro Max和小型化的 iPhone 12 mini將出售，這就是蘋(píng)果在智能手機(jī)領(lǐng)域的所謂的高中低端布局，但但和其他廠商給你不一樣，蘋(píng)果的這些手機(jī)都采用了最先進(jìn)的“ A14 Bionic”處理器。
眾所周知，許多專業(yè)的半導(dǎo)體制造商都根據(jù)手機(jī)市場(chǎng)定位開(kāi)發(fā)和銷售兩種或三種類型的芯片/例如，高通公司的“ Snapdragon”具有8系列、7系列、6系列、4系列和2系列，聯(lián)發(fā)科的“ DIMENSITY”也具有1000系列、800系列和700系列等等。同樣，在Intel的“ Core”系列中，也有i3，i5，i7，i9等由單獨(dú)的硅制成的芯片。
但是，在蘋(píng)果方面，公司的差異化手機(jī)布局基本使用的都是同一款芯片，其差異化主要是通過(guò)其他功能方面體現(xiàn)。
據(jù)我們了解，蘋(píng)果正在將處理器的硅類型最小化。過(guò)去用于頂級(jí)型號(hào)的處理器會(huì)在下一代頂級(jí)型號(hào)誕生時(shí)進(jìn)入中端和入門(mén)級(jí)，新的頂級(jí)型號(hào)將使用相同的處理器，高端和中端范圍會(huì)根據(jù)相機(jī)的數(shù)量等而有所不同。
蘋(píng)果公司通過(guò)最大限度地減少昂貴的硅種類來(lái)不斷創(chuàng)建新的差異化布局的策略非常有效。增加硅類型的數(shù)量不僅會(huì)增加設(shè)計(jì)，而且會(huì)成比例地增加制造成本和測(cè)試。此外，存在問(wèn)題時(shí)的校正工作也很大。
圖1顯示了拆下包裝盒，外部和顯示屏的iPhone 12 Pro。以前附帶的電源適配器和耳機(jī)已被取消，包裝盒也越來(lái)越薄。外觀也讓人聯(lián)想到“ iPhone 4”。卸下顯示屏?xí)r，您可以看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖2顯示了拆卸iPhone 12 Pro的過(guò)程。按左上角的箭頭順序拆卸。內(nèi)部使用了兩種螺釘和雙面膠帶，因此不能強(qiáng)行打開(kāi)，而是在觀察的同時(shí)準(zhǔn)備好工具，并在拍照時(shí)進(jìn)行拆卸，因此實(shí)際上需要一個(gè)多小時(shí)?；藭r(shí)間。只需幾分鐘即可完成簡(jiǎn)單的拆卸（第二款iPhone需要6分鐘才能卸下面板）。
將按順序描述圖2。（1）拆下左側(cè)中央的板子（2）拆下右上方的三目鏡相機(jī)，（3）拆下右側(cè)中央的電池，（4）拆下左下方的SIM卡插槽，（5）拆下右下方的揚(yáng)聲器單元，（ 6）去除左下的TAPTIC（振動(dòng)），（7）去除中心的非接觸充電線圈，（8）去除左上方的UWB通信天線，（9）去除Lightning端子和麥克風(fēng)的底部。
盡管在圖2中被省略，但是操作按鈕（音量等）和天線單元被嵌入在框架的側(cè)面。
拆下的物品無(wú)需螺絲或雙面膠帶即可重新排列并存放，以便無(wú)需工具即可用指尖將其拆開(kāi)。我們計(jì)劃將其用于研討會(huì)和講座（用于2分鐘的拆卸展示等）。
具有替換結(jié)構(gòu)的“ iPhone 12”
圖3并排顯示了從2017年iPhone X到2020年iPhone 12 Pro的所有最近四年拆除的攝像頭和主板。iPhone X已經(jīng)成為一個(gè)巨大的轉(zhuǎn)折點(diǎn)！除了通過(guò)以L形排列組合兩個(gè)電池來(lái)確保電池容量外，還通過(guò)采用兩層板結(jié)構(gòu)使板小型化，在該結(jié)構(gòu)中，兩塊板通過(guò)墊片堆疊在一起。
這完全破壞了常規(guī)單層基板和電池的形狀。2018年發(fā)布的iPhone XS使用變形電池，該電池將兩個(gè)電池合并為L(zhǎng)形。采用變形的電池是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。在2019年，iPhone 11 Pro的主計(jì)算機(jī)板更小，因?yàn)橄鄼C(jī)有三個(gè)攝像頭。
從iPhone X到iPhone 11，基本內(nèi)部布局相同。中心的左側(cè)是電池，中心的右側(cè)是計(jì)算機(jī)板。
在最新的iPhone 12 Pro中，基本布局已被替換。乍看右側(cè)的電池和左側(cè)的板，看起來(lái)像是一個(gè)替代品，但實(shí)際上是一個(gè)很大的改變，因?yàn)椴季€路徑和信號(hào)方向也會(huì)改變。通過(guò)將產(chǎn)生大量熱量（=增加內(nèi)部距離）的相機(jī)和處理器分開(kāi)來(lái)進(jìn)行散熱的對(duì)策可能是更換的背景。將來(lái)，Tecanarier計(jì)劃拆除iPhone 11和iPhone 12的顯示屏，并實(shí)際操作它們以用溫度計(jì)澄清溫差。
iPhone 12 Pro具有更多的ToF傳感器（Apple稱其為“ LiDAR”），并且相機(jī)區(qū)域約占總數(shù)的20％。
主要芯片的過(guò)渡，可以一眼看出半導(dǎo)體制造商的合并和廢除
表1總結(jié)了從iPhone X到iPhone 12 Pro的主要芯片的一些變化。從這張表中，我們可以看到由于半導(dǎo)體制造商的合并/并購(gòu)而發(fā)生的變化（我們還總結(jié)了自2007年以來(lái)iPhone中出現(xiàn)的半導(dǎo)體歷史）。
對(duì)于2018年的iPhone XS Max，蘋(píng)果采用了內(nèi)部開(kāi)發(fā)的用于優(yōu)化電源的PMIC（電源管理IC）芯片，而不是一直使用的Dialog Semiconductor（以下稱為Dialog）制造的芯片。從那時(shí)起，蘋(píng)果就使用了自己的PMIC。
在2018年和2019年，蘋(píng)果使用了Intel的LTE調(diào)制解調(diào)器，但為了實(shí)現(xiàn)5G（第五代移動(dòng)通信）通信，蘋(píng)果把高通基帶用于iPhone 12 。英特爾的調(diào)制解調(diào)器業(yè)務(wù)最初是從德國(guó)的英飛凌科技（Infineon Technologies）手中收購(gòu)的，蘋(píng)果在2019年收購(gòu)了英特爾的調(diào)制解調(diào)器業(yè)務(wù)。也許2021或2022年的iPhone將使用Apple的5G調(diào)制解調(diào)器。
處理器集成密度
圖4顯示了處理器從iPhone X到iPhone 12 Pro的過(guò)渡。近年來(lái)，蘋(píng)果公司宣布了A系列晶體管的數(shù)量。根據(jù)晶體管的數(shù)量和實(shí)際取出的硅片以及測(cè)量的面積，計(jì)算出每單位面積的集成密度，并在每一代之間進(jìn)行比較。順便說(shuō)一句，蘋(píng)果還宣布了基本的內(nèi)部配置，它告訴我們處理器如何成為差異化和優(yōu)勢(shì)的源頭。
從使用10nm工藝的“ A11”到使用7nm的“ A12”，集成密度提高了約1.9倍。從A12（7nm）到A13（7nm +），改進(jìn)了4％（實(shí)際上，通過(guò)擴(kuò)大芯片面積可以改善功能）。而在A14中，通過(guò)從7nm +轉(zhuǎn)移到5nm，集成密度又顯著提高到1.6倍。這樣，小型化的結(jié)果非常清晰。我們擁有每一代芯片的清晰照片（我們擁有幾乎所有制造商的所有處理器照片，而不僅僅是Apple），并且將來(lái)我們將在各個(gè)地方（包括該系列）報(bào)告A14的分析結(jié)果。
通過(guò)iPhone可以看到半導(dǎo)體的發(fā)展嗎？
2020年是日本“ 5G的元年”。隨著3月份開(kāi)始提供5G服務(wù)，許多5G智能手機(jī)已經(jīng)發(fā)布。廉價(jià)機(jī)型和旗艦機(jī)型等型號(hào)已投放市場(chǎng)，而5G通信被視為下一次增長(zhǎng)的關(guān)鍵。
我們已經(jīng)拆解并觀察了數(shù)十種5G智能手機(jī)，表2列出了其中的六種代表性型號(hào)。兩者都支持低于6GHz的頻段（表2中只有一種型號(hào)支持毫米波），并且相機(jī)是差異化的來(lái)源。
“ Google Pixel 5”（發(fā)布于2020年10月15日）和iPhone 12（發(fā)布于10月23日）是雙攝像頭，其他四個(gè)型號(hào)均配備了可以測(cè)量距離的ToF傳感器。對(duì)5G的支持并不是高端/旗艦產(chǎn)品定位的要素，但是通過(guò)結(jié)合攝像頭和ToF傳感器等新技術(shù)，它已成為高端/旗艦產(chǎn)品。
圖5顯示了2007年發(fā)布的首款iPhone 2G和最新的iPhone 12 Pro的外觀和內(nèi)部板，以及iPhone中使用的處理器芯片。在此期間，Apple幾乎每年都在不斷發(fā)展處理器，通信和傳感器。他們是從“ A4”開(kāi)始推動(dòng)內(nèi)部處理器制造的。iPhone 12中使用的A14是蘋(píng)果處理器的第十個(gè)芯片。它已經(jīng)持續(xù)發(fā)展到可以完全適應(yīng)其他領(lǐng)域（自動(dòng)駕駛和機(jī)器人技術(shù)）的程度，例如增強(qiáng)AI（人工智能）功能和GPU功能以及相機(jī)處理。
對(duì)我而言，蘋(píng)果是我分析上一個(gè)半導(dǎo)體制造商時(shí)代以及當(dāng)前評(píng)估和分析許多系統(tǒng)和芯片（另一個(gè)偉大的制造商）時(shí)代最激動(dòng)人心的半導(dǎo)體發(fā)展之一。