通过iPhone可以看到半导体的发展?

2020年10月，苹果两款新的手机—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将出售，这就是苹果在智能手机领域的所谓的高中低端布局，但但和其他厂商给你不一样，苹果的这些手机都采用了最先进的“ A14 Bionic”处理器。

众所周知，许多专业的半导体制造商都根据手机市场定位开发和销售两种或三种类型的芯片/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，联发科的“ DIMENSITY”也具有1000系列、800系列和700系列等等。同样，在Intel的“ Core”系列中，也有i3，i5，i7，i9等由单独的硅制成的芯片。

但是，在苹果方面，公司的差异化手机布局基本使用的都是同一款芯片，其差异化主要是通过其他功能方面体现。

据我们了解，苹果正在将处理器的硅类型最小化。过去用于顶级型号的处理器会在下一代顶级型号诞生时进入中端和入门级，新的顶级型号将使用相同的处理器，高端和中端范围会根据相机的数量等而有所不同。

苹果公司通过最大限度地减少昂贵的硅种类来不断创建新的差异化布局的策略非常有效。增加硅类型的数量不仅会增加设计，而且会成比例地增加制造成本和测试。此外，存在问题时的校正工作也很大。

图1 显示了拆下包装盒，外部和显示屏的iPhone 12 Pro。以前附带的电源适配器和耳机已被取消，包装盒也越来越薄。外观也让人联想到“ iPhone 4”。卸下显示屏时，您可以看到内部结构。

图2 显示了拆卸iPhone 12 Pro的过程。 按左上角的箭头顺序拆卸。 内部使用了两种螺钉和双面胶带，因此不能强行打开，而是在观察的同时准备好工具，并在拍照时进行拆卸，因此实际上需要一个多小时。 花了时间。 只需几分钟即可完成简单的拆卸（第二款iPhone需要6分钟才能卸下面板）。

将按顺序描述图2。（1）拆下左侧中央的板子（2）拆下右上方的三目镜相机，（3）拆下右侧中央的电池，（4）拆下左下方的SIM卡插槽，（5）拆下右下方的扬声器单元，（ 6）去除左下的TAPTIC（振动），（7）去除中心的非接触充电线圈，（8）去除左上方的UWB通信天线，（9）去除Lightning端子和麦克风的底部。

尽管在图2中被省略，但是操作按钮（音量等）和天线单元被嵌入在框架的侧面。

拆下的物品无需螺丝或双面胶带即可重新排列并存放，以便无需工具即可用指尖将其拆开。我们计划将其用于研讨会和讲座（用于2分钟的拆卸展示等）。

具有替换结构的“ iPhone 12”

图3 并排显示了从2017年iPhone X到2020年iPhone 12 Pro的所有最近四年拆除的摄像头和主板。iPhone X已经成为一个巨大的转折点！除了通过以L形排列组合两个电池来确保电池容量外，还通过采用两层板结构使板小型化，在该结构中，两块板通过垫片堆叠在一起。

这完全破坏了常规单层基板和电池的形状。2018年发布的iPhone XS使用变形电池，该电池将两个电池合并为L形。采用变形的电池是一个巨大的挑战。在2019年，iPhone 11 Pro的主计算机板更小，因为相机有三个摄像头。

从iPhone X到iPhone 11，基本内部布局相同。中心的左侧是电池，中心的右侧是计算机板。

在最新的iPhone 12 Pro中，基本布局已被替换。乍看右侧的电池和左侧的板，看起来像是一个替代品，但实际上是一个很大的改变，因为布线路径和信号方向也会改变。通过将产生大量热量（=增加内部距离）的相机和处理器分开来进行散热的对策可能是更换的背景。将来，Tecanarier计划拆除iPhone 11和iPhone 12的显示屏，并实际操作它们以用温度计澄清温差。

iPhone 12 Pro具有更多的ToF传感器（Apple称其为“ LiDAR”），并且相机区域约占总数的20％。

主要芯片的过渡，可以一眼看出半导体制造商的合并和废除

表1 总结了从iPhone X到iPhone 12 Pro的主要芯片的一些变化。从这张表中，我们可以看到由于半导体制造商的合并/并购而发生的变化（我们还总结了自2007年以来iPhone中出现的半导体历史）。

对于2018年的iPhone XS Max，苹果采用了内部开发的用于优化电源的PMIC（电源管理IC）芯片，而不是一直使用的Dialog Semiconductor（以下称为Dialog）制造的芯片。从那时起，苹果就使用了自己的PMIC。

在2018年和2019年，苹果使用了Intel的LTE调制解调器，但为了实现5G（第五代移动通信）通信，苹果把高通基带用于iPhone 12 。英特尔的调制解调器业务最初是从德国的英飞凌科技（Infineon Technologies）手中收购的，苹果在2019年收购了英特尔的调制解调器业务。也许2021或2022年的iPhone将使用Apple的5G调制解调器。

处理器集成密度

图4 显示了处理器从iPhone X到iPhone 12 Pro的过渡。近年来，苹果公司宣布了A系列晶体管的数量。根据晶体管的数量和实际取出的硅片以及测量的面积，计算出每单位面积的集成密度，并在每一代之间进行比较。顺便说一句，苹果还宣布了基本的内部配置，它告诉我们处理器如何成为差异化和优势的源头。

从使用10nm工艺的“ A11”到使用7nm的“ A12”，集成密度提高了约1.9倍。从A12（7nm）到A13（7nm +），改进了4％（实际上，通过扩大芯片面积可以改善功能）。而在A14中，通过从7nm +转移到5nm，集成密度又显着提高到1.6倍。这样，小型化的结果非常清晰。我们拥有每一代芯片的清晰照片（我们拥有几乎所有制造商的所有处理器照片，而不仅仅是Apple），并且将来我们将在各个地方（包括该系列）报告A14的分析结果。

通过iPhone可以看到半导体的发展吗？

2020年是日本“ 5G的元年”。随着3月份开始提供5G服务，许多5G智能手机已经发布。廉价机型和旗舰机型等型号已投放市场，而5G通信被视为下一次增长的关键。

我们已经拆解并观察了数十种5G智能手机， 表2列出了其中的 六种代表性型号。两者都支持低于6GHz的频段（表2中只有一种型号支持毫米波），并且相机是差异化的来源。

“ Google Pixel 5”（发布于2020年10月15日）和iPhone 12（发布于10月23日）是双摄像头，其他四个型号均配备了可以测量距离的ToF传感器。对5G的支持并不是高端/旗舰产品定位的要素，但是通过结合摄像头和ToF传感器等新技术，它已成为高端/旗舰产品。

图5 显示了2007年发布的首款iPhone 2G和最新的iPhone 12 Pro的外观和内部板，以及iPhone中使用的处理器芯片。在此期间，Apple几乎每年都在不断发展处理器，通信和传感器。他们是从“ A4”开始推动内部处理器制造的。iPhone 12中使用的A14是苹果处理器的第十个芯片。它已经持续发展到可以完全适应其他领域（自动驾驶和机器人技术）的程度，例如增强AI（人工智能）功能和GPU功能以及相机处理。

对我而言，苹果是我分析上一个半导体制造商时代以及当前评估和分析许多系统和芯片（另一个伟大的制造商）时代最激动人心的半导体发展之一。
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