管理员
|
阅读：2057回复：0
iPhone 5s完全拆解技术细节揭秘（组图）
楼主#
更多
发布于：2013-09-22 11:23
 | |  |  |
比起外观设计上的变化，这一代设备iphone 5s更加注重硬件上的革新。因此，在它发售之后我们就更有必要去了解它技术上的奥秘了。不久前我们已经看过了iFixit所放出的拆解视频，现在他们的“好朋友”ChipWorks 也来操刀，带来更多前者没有提及的细节：
第一眼看整体设计
除了A7处理器和两款当时未知的MEMS（微机电系统）之外，我们在主板上一眼便能够看到许多似曾相识的部件。另外我们还看到了由德商戴乐格半导体（Dialog Semiconductor）生产的全新电源管理电路，以及凌云逻辑（Cirrus Logic）供应的音频解码及丁类放大器。还有一部分部件目前暂时难以辨认。
M7协处理器
M7对于苹果来说是个新的方向，为了达到降低能耗的目的，它被用以收集并处理加速计、陀螺仪和电子罗盘的数据。尽管如此，这块芯片在主板上很难被找到，以至于有传言说 iPhone 5s 根本没有搭载 M7 协处理器。这或许是因为苹果在发布会中展示的芯片形象给人们带来了误导。
幸运的是，我们终于锁定了M7，它实质上是由恩智浦（NXP）半导体公司生产的LPC18A1芯片。恩智浦LPC1800系列性能很高，基于Cortex-M3微控制器。我们曾通过分析师和合作伙伴的渠道，认定M7将会由恩智浦来供应。现在事实的确如此，这对于他们来说是一次大胜。
M7负责处理并转换来自加速计、陀螺仪、电子罗盘这些独立传感器的输入信号，它们都被安装在主电路板上。根据我们对苹果传统的了解，陀螺仪和加速计应该出自意法半导体（STMicroelectronics），而罗盘则是 AKM 公司的产品。之后我们确认罗盘部件确实是AKM提供的AK8963。
M7之子——三轴加速计、三轴陀螺仪和电子罗盘
上文中我们提到过两个神秘的MEMS，芯片上分别标有B361LP和B329的字样，这让我们很感兴趣。经过确认，前者是由博世（Bosch） Sensortech生产的BMA220三轴加速计。在我们的记忆中，这是苹果第一次采用博世的MEMS，这与我们刚才的猜测不一样，因为这一款此前一直是由意法半导体所独占。
至于那块标注着 B329 的 MEMS，则确实是由意法半导体提供的三轴陀螺仪。
电子罗盘部分此前已经说过，是由AKM生产的AK8963。AK8963内置一个磁传感器，用以感知X轴、Y轴和Z轴，此外它还有一块传感器驱动电路、一块运算电路和一个信号放大链。
A7处理器
iPhone 5s采用的是苹果全新的A7处理器，一款64位ARM系统芯片。通过分析师我们早已得知这款芯片仍旧由三星提供，接下来的照片展示了它的外部工艺、封装、标识、顶部金属层等细节，最后一张图则是其多晶硅晶粒照片。
A7确实出自三星之手
光从外观来看，A7与上一款芯片几乎完全一样，但真相却是隐藏在内部的，因此我们只能够通过数据来说话。上图是一张苹果A6芯片（APL0598）横截面的电子显微镜图像，展示了一组晶体管，很明显是三星的32nm HKMG（金属栅极）工艺。为了方便起见我们测量了十个晶体管的总长度，得到1230nm这个数据，因此其栅极间距为123nm。
再来看看A7芯片（APL0698），使用相同的计算方法得到的结果是114nm，即便算上误差（+/-5nm）我们也能够保证栅极间距确实减小了。这也就是说，A7芯片与三星的Exynos 5410一样，采用的是 28nm HKMG 工艺。尽管4nm的差距听上去很小，但大家需要注意的是实质减少的是面积，而非单纯的直线长度。
因此，实际的差距是28×28/32×32=784/1024，相当于只用了77%的面积就实现了与之前相等的功能。为方便想象，让我们假设A7芯片的大小为102×102mm，而A6仅为97×97mm，这多出来的地方就能够实现更多职能。
摄像头
更高的像素与更灵敏的传感器，究竟哪个更好？我们当然希望两全其美，但在某些时候摄像头系统和芯片设计者必须在其中做出选择。在iPhone 5s 的iSight摄像头上，苹果倾向于坚守800万像素阵营，不过却把有源像素阵列的面积增大了15%。在f/2.2大光圈的帮助下，这套系统的感光性能够得到一个33%的提升。
iSight摄像头上标有“DNL”字样，说明镜头模组属于索尼IMX 145，与iPhone 4s和iPhone 5的一致。镜头模组的尺寸为8.6mmx7.8mmx5.6mm，其中包括一个经过定制的1.5 ?m索尼Exmor-RS堆栈式传感器。
从X光下观察iSight摄像头的侧视图，我们可以看到苹果的传统设计：一个陶瓷工艺的芯片座，背后安装了背照式 CMOS 图像传感器。凹凸结合的设计是为了让信号垫与芯片座相连接。
我们仅用显微镜扫了一眼就看到了Exmor-RS传感器存在的迹象，首先看到的是索尼的CMOS图像传感器芯片（采用直通硅晶穿孔技术）。这种芯片曾经被用在富士通平板电脑的800万像素ISX014传感器上，然后出现在三星 Galaxy S4 的1300万IMX135 中（安置在图像处理器里）。
Wi-Fi系统芯片
出现在这个模块中的是 BCM4334，我们在iPhone 5上已经见过它了。它包括IEEE 802.11 a/b/g/n single-stream MAC/baseband/radio、蓝牙4.0+HS，还有一个集成FM无线电接收器。它将与外置2.4gHz及5GHz前端模组搭配使用，后者包括功率放大器、T/R 转换器和可选择的低噪放大器。
高通提供的4G LTE调制解调器
接下来是高通MDM9615M 4G LTE调制解调器，它采用双芯片处理办法，以三星DRAM的形式储存特定的运营商信息及三星生产的 LTE 基带处理器。最近这种设计非常流行，今年我们已经在大批智能手机上看到相同的方案了。
| |  | |  |
|
