iPhone15系列深度拆解報告

感知芯視界 2023-09-27 17:47

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編輯：感知芯視界

來源：電子工程專輯

盡管最近華為Mate 60 Pro是很具熱度的一款智能手機，對整個高端智能手機競爭格局也產生了一定的影響，但iPhone 15系列無疑也具有很熱的話題性。本文編譯一篇來自美國著名的拆解網站iFixit的文章，全面、深度對iPhone 15系列作了相關的拆解，具體編譯內容如下：

iPhone 15 來了!它擁有新的充電端口、鈦金屬框架、潛望式鏡頭和新的專業維修設計。讓我們深入了解一下吧!我們將重點關注 15 Pro Max，以及其他手機型號的一些客串。

設計架構

多年來，智能手機要么從前面打開(使電池更換變得困難)，要么從背面打開(使屏幕更換變得困難)。蘋果終于在2022年的普通 iPhone 14 上解決了這個難題，使手機能夠從正面和背面打開。這一巨大的升級使我們將 iPhone 的可修復性得分比之前的型號提高了。

值得慶幸的是，iPhone 15 和 15 Plus 繼承了 iPhone 14這一進步設計。內部組件安裝在中間框架上。iPhone 15 Pro 和 Pro Max 現在也可以從兩個方向打開，但方式卻出人意料地相反：所有內部結構仍然隱藏在屏幕后面，而不是后玻璃后面，但后玻璃現在也是可拆卸的，就像iPhone 14 一樣。

這一全新的設計架構值得表揚一下。實際上，蘋果的主題演講首次討論了可修復性：

“還有一個新的內部架構，使 iPhone 更容易維修，這要歸功于新的結構框架，可以輕松更換后玻璃。”

圖源：iFixit

這種倒置的結構布置使得更換電池等關鍵維修的風險比iPhone 14 稍大一些。因為您要拆除的是昂貴且易碎的顯示屏，而不是玻璃后蓋。

為了看到電池和其他組件，您必須加熱并撬開屏幕，這種拆解危險有點高。如果您不小心撕破了電纜，最好撕破后蓋電纜，而不是損壞顯示屏。

iPhone14 的風險承受能力稍強一些，但它們都是很好的設計。為什么iPhone 15 Pro沒有采用iPhone 14的設計?我們不確定其中的原因。這可能與更大的相機陣列有關。畢竟攝像頭從鋁制中框的切口中突出，就已經說明內部沒有足夠的空間進行相反的布置。

iPhone 15 Pro Max 顯示屏正面和背面圖源：iFixit

目前，蘋果仍在致力于實現屏幕窄邊框。有人報告稱，顯示屏周邊的白色墊圈是新的，但事實并非如此——它只是從黑色變成了白色。該設計與以前的手機略有不同，有些人報告說它更難以拆卸。

圖源：iFixit

iPhone 15系列的很多組件采用了模塊化的設計，比如麥克風現在也是一個單獨的組件。

USB-C

一直以來，蘋果因素來自行規劃產品設計路線而被廣為詬病，但說服蘋果改變方向需要承受巨大的壓力，直到歐洲議會強制要求統一接口才得以實現。

毫無疑問，我們每一個人都可以受益!除了明顯的兼容性優勢之外，新的USB-C端口還可以為外部設備提供4.5瓦的功率。與之前只能輸出0.3瓦的Lightning手機接口相比，這是一個15倍的大升級。

此前，有兩個關于充電接口的謠言：一是該部件將被序列化，將其與主板配對并鎖定獨立維修。幸運的是，情況并非如此。交換兩個端口可以保持完整功能。

二是蘋果將出于某種原因限制 USB-C 端口的傳輸速率。事實證明，這個謠言是毫無根據的。A17 片上系統 (SoC) 添加了 USB 3 控制器，可實現 USB 3.2 Gen 2 10 Gbps的傳輸效率。由于非 iPhone 15 Pro型號繼承了較舊的 A16 Bionic，因此它們僅支持 USB 2，并且傳輸速度僅限于與以前采用 Lightning 的設備相同的傳輸速度。

手機電池

iPhone 15 Pro Max 的電池容量為 4422 mAh，比iPhone 14 Pro Max 的 4323 mAh 增加了 2.3%。同樣，iPhone 15 Pro 的 3274 mAh 與iPhone 14 Pro 的 3200 mAh 相比，增加了 2.3%(增加了 2.3%)。整體來看，電池容量增長乏力。這無疑不是一個好消息，因為 A17 Pro 非常耗電。此前有報告稱，手機會變熱并持續發熱，電池壽命也會相應縮短。

圖源：iFixit

鈦外殼

新款iPhone Pro Max重量為221克，比iPhone 14 Pro Max輕了19克。為了減輕 19 克的重量，您會花多少錢?對您來說，您的手機減輕這么多重量有什么價值?

左：iPhone 14 Pro Max：221 克。

右：iPhone 15 Pro Max 加四枚鎳幣：222 克。

圖源：iFixit

iPhone 中金屬用量最大的地方是外框，因此蘋果公司轉向先進的冶金技術以減輕重量并獲得一些營銷點。

關于減輕重量的一個有趣的理論是，通過減輕手機周邊的重量，人們會感覺更容易移動。其技術術語是慣性矩，或者使手機繞其軸旋轉所需的力。這方面的技術術語是慣性矩，即繞軸旋轉手機所需的力。隨著邊緣重量的減少，手機在您手中會感覺更靈活——就像在旋轉時把腿收起來一樣。與實際減重9%相比，iPhone 15 Pro系列將會帶來更大的變輕了的“感覺”。

“從不銹鋼到鈦的變化，減少了周邊的質量，無疑比均勻減少質量所減少的慣性矩更大。這將使 15 Pro 更易于操作，并且至少在一定程度上有助于營造輕盈的印象。”——Drang博士表示。

鈦是一種航天級材料，主要用于對超堅韌和輕質材料有很大需求的場景。眾所周知，美國超高速 SR-71 黑鳥偵察機就使用了鈦合金。早在 2001 年，蘋果就用鈦金屬制造了 PowerBook G4。我們特別喜歡這款主力產品，它將顯示屏包裹在涂漆鈦合金中。

但如果可能的話，制造商傾向于避免使用鈦，不僅因為它價格昂貴，而且因為它非常難以加工。

因此，雖然鈦金屬對于外殼來說很有意義，但對于中框來說卻沒有什么區別，中框是一個隱藏但機械復雜的鋁制部件，所有手機內部組件都安裝在其上。但是如何保留鋁制中框并使用鈦金屬作為周邊呢?

iPhone的鈦金屬帶采用行業首創的熱機械工藝，包裹著一個由100%回收鋁制成的新下部結構，通過固態擴散將這兩種金屬以驚人的強度結合在一起。鋁制框架有助于散熱，并使背面玻璃易于更換。

這種熱機械過程很可能是固態擴散鍵合，這是一種將兩種不同的金屬加熱到非常高的溫度，然后非常硬地壓在一起的過程。這并不是一個新想法——數千年來，鐵匠們一直在用加熱金屬并將其敲打在一起的方法。但現在，這種情況非常罕見。維基百科說：“由于其相對較高的成本，擴散焊最常用于難以或不可能通過其他方式焊接的工作。”

成本高?超硬金屬?工藝難?這聽起來確實是蘋果的拿手好戲。

這大概就是擴散鍵合機的樣子。它將金屬加熱至 1700 攝氏度，大約相當于鋼的熔點。然后它吸出所有氧氣，形成 10-6 托的高真空。然后用 100 噸的力將材料壓在一起。然后您把它留在那里一個小時。蘋果的制造方法不會完全符合這一點，但如果這讓您想起了鉆石的制造過程，那么您就離得不遠了。

一種用于燒結3D打印零件的真空熱室。可以將它和液壓機結合起來。圖源：Centrorr Vacuum Industries

這是一個極其復雜、昂貴的過程，通常僅限于小規模生產航空航天零件，而不是大規模生產智能手機外框。

這里有一個可持續性的影響。電子產品回收商習慣于處理鋼和鋁，但通常不處理鈦。如果鈦最終進入鋁粉碎機，它會損壞刀片或使其變鈍。另一方面，iPhone 具有很高的剩余價值，因此它們通常在這些設施中得到特殊待遇。

不過，雖然鈦本身非常堅硬，但鈦上的涂層很容易被劃傷。

電子零部件

我們沒有想到的是蘋果的基帶處理器。多年來，蘋果的 5G 調制解調器團隊一直在獨立地工作，沒有任何硬件進行展示。我們不知道該同情誰，是蒂姆·庫克的錢包，還是那些不得不向高通卑躬屈膝的可憐的蘋果律師。令人驚訝的是，為該項目工作的數百名工程師——先是英飛凌，然后是英特爾，現在是蘋果——尚未向客戶交付任何 5G 調制解調器。這無疑會讓人士氣低落。

通過拆解，我們就可以確認蘋果正在使用高通的高端Snapdragon X70調制解調器。據高通稱，它由人工智能提供支持，用于波束管理和天線調諧。

Apple A17 Pro 六核應用處理器帶有六核 GPU，可能位于 SK Hynix DDR5 內存之下。

圖源：iFixit

該部件采用臺積電最先進的 3nm 工藝制造，不太可能很快被其他任何技術擊敗，因為蘋果干脆買下了臺積電今年的全部產能。有傳言稱，這種新工藝的產量仍然相當低，這使得它成為一個特別昂貴的部件。

攝像頭

今年相機的重大升級是“四棱鏡”潛望式鏡頭，將 iPhone 的光學變焦從 2 倍提升到 5 倍。三星Galaxy S23 Ultra 在技術上以 10 倍變焦擊敗了這一點，但蘋果工程師實現這一目標的方式特別有趣。四棱鏡是四個鏡頭的一種奇特說法，是蘋果營銷團隊發明的一個詞。

圖源：iFixit

蘋果沒有選擇一系列由電磁體控制的鏡頭元件，而是設計了一個單元件“潛望鏡”，它可以多次反射光線以模擬 120 毫米焦距。

智能手機攝像頭設計師一直在努力應對的物理挑戰是手機鏡頭系統的厚度，而使用潛望鏡則可以使傳感器稍微偏離鏡頭，從而降低鏡頭模組的厚度。

圖源：蘋果

潛望鏡是一種通過障礙物觀察物體的裝置。而在手機的潛望式鏡頭模組當中，障礙物變成了相機本身，是通過反射鏡將光線反射到側面，使前透鏡和傳感器上的焦點之間的焦距變得更大。

除了新的潛望鏡鏡頭外，iPhone 15 Pro Max主攝像頭和寬攝像頭上的傳感器似乎與去年的14 Pro Max尺寸相同，這表明圖像質量的任何提高可能更多地與新的A17 Pro處理器有關，而不是與傳感器硬件本身。

圖源：iFixit

我們發現的一件令人驚訝的事情是固定相機的螺絲比過去大得多。為什么會出現這種情況? 我們不知道。但我們通過一臺新顯微鏡，展示了兩者之間的區別。

iPhone 15的攝像頭螺絲(上);iPhone 14的螺絲(下) 圖源：iFixit

以零件配對為基礎的設計

不幸的是，雖然iPhone 15系列延續了模塊化設計，但是在將iPhone 15 Pro Max單元中的兩個單元之間交換了前置攝像頭，導致攝像頭無法正常工作。去年，當我們第一次遇到這個問題時，該部件與其原始設備配對，我們認為這是一個可以很快修復的錯誤。顯然，我們的信任是錯誤的。

現在是時候就蘋果的可修復性方法進行緊急對話了!盡管我們對 iPhone 14 更易于拆卸的設計充滿熱情，但我們還是被迫將可維修性評分從有希望的 7 分調整為令人沮喪的 4 分，這凸顯了蘋果通過其限制性零件配對系統不斷限制維修自由度。為了有效地修復這些模型，您必須在 Apple 范圍內采購零件并驗證修復。如果沒有校準，這些部件要么根本無法工作，要么功能受損并不斷發出警告。

如果沒有軟件上的障礙，修復就已經夠困難的了。過去幾天，我們在iphone上花了1萬多美元，我們的技術人員一直在系統地測試零部件，以確定哪些是可以維修的，哪些是不可維修的。

我們有條不紊地更換手機中的每個組件的目的是確定維修是否不可能或只是令人煩惱。我們的測試在相同的全新設備之間交換部件，不涉及售后零件。我們發現，對于增強現實功能和為Vision Pro創建內容至關重要的后激光雷達組件完全鎖定在iPhone 15 Pro Max上。