便携设备
iPhone15 一经推出就受到了广大网友的关注,虽然没有了肾4 的威力,但是其“遥遥领先”的销量依然显示着智能手机领域的霸主之位。 不过,看看价格,再摸摸瘪瘪的口袋,我觉得我的老手机还可以再战斗两年。 iPhone 15 Pro Max 作为苹果今年的旗舰机,其各种设计和配置也是旗舰级别的,比如发布会上的第一颗3nm芯片 A17 Pro 就用在了这款手机中。我们看看里面有哪些牛x的射频芯片呢? 最近 ifixit 网站放出了最新苹果手机——iPhone15 Pro Max的拆解,如下图所示。
我们一起来看一下这款旗舰机中那些牛X哄哄的设计吧。 PCB 预览 PCB板主要有两块构成,一块是Main PCB,iPhone15 Max Pro中最牛逼的A17 Pro 就在这块主板上,还有存储器芯片以及各种电源管理芯片等都在这块PCB上。 Main PCB 分为上下两层,如下图所示:
Main PCB Top Layer
Main PCB Bottom Layer 这齐齐整整的电阻电容电感的排布是不是很养眼?不得不佩服,苹果公司的Layout 设计还是相当牛X的。 另一块是RF PCB,这块板上放置很多射频芯片,相信很多同学都迫不及待地看它的真面目了吧。看下图,这块RF PCB 设计也相当精美。外面一圈的屏蔽孔把整个射频电路保护了起来。如果仔细观察的话,一些重要的RFIC周围也有一圈的屏蔽地。这些屏蔽设计足以保证各个RFIC在如此嘈杂的电磁环境中能够完好的工作。
RF PCB 射频板的底层没有显示出来,根据上面主板底层板的插针位置,RF PCB 的底层应该也主要用于和主板通信的连接器等器件吧。
芯片分布
不得不感叹集成电路技术的飞速发展,小木匠最早用的诺基亚手机上的PCB还主要是各个模拟电路搭建而成,现在堪称一台电脑的手机,竟然只有小小的三面PCB就能搞定。 我们根据IFIXIT网站上公布的信息,主要的芯片整理如下。 ①在主板的顶层,除了这颗3nm A17Pro 之外,还有各种电源管理芯片以及控制芯片,芯片信息如下图所示
主板正面芯片分布 ②在主板的底层,有一颗站面积比较大的闪存芯片K5A4RB6302CA12304 256 GB NAND和各种控制器芯片之外还有一些高速接口,这些高速接口完成主板和射频板的通信连接。 芯片信息如下图所示
主板背面面芯片分布 ③射频板芯片主要分布在顶层,底层主要是和主板的通信高速连接器的接口。芯片信息如下图所示。苹果手机的射频芯片依然被高通,博通,Qorvo 以及Skyworks 等射频大厂霸占。
RF PCB 芯片分布(ifixit) 主要芯片介绍 A17 Pro 相信很多同学第一眼就看到了 Main PCB 上面的那颗巨大的A17 Pro 芯片,这颗3nm芯片作为iPhone15 Pro Max 的心脏,也是这款手机里面最贵的一颗芯片了。
图片来自苹果官网 这颗芯片上面集成了19亿颗晶体管,据苹果公司的介绍,这些晶体管最小的尺寸只有几个硅原子宽,可以说真正的做到了极致。 这颗堪称 Pro 的芯片中集成了6个core,2个高性能core 和四个高效率core, 运行速度比上一代提升了10%。 有一个16 核的神经引擎,比A16 Bionic 的运行速度提升了两倍,达到每秒钟35万亿次。 还有一个Pro 级别的GPU,集成了6个core, 速度比上一代A16 提升了20%。 除此之外还有支持USB3.0 的控制器以及ProRes 编解码器。 这颗牛气冲天的3nm芯片由 台积电 TMSC 代工生产,据说为了这颗最先进工艺的芯片生产,苹果公司提前预定了 台积电一年的产能。 Qualcomm SDX70M Snapdragon X70 modem 接下来不得不介绍一下高通的这颗最新的5G基带芯片——骁龙X70。基带芯片可以说是苹果公司心中最大的痛,也是最软的软肋,在2019年的时候,苹果公司曾表示一台苹果手机中包括高达7.5美金的高通税,为此苹果也聚集了大批的研发去攻克基带芯片这道坎,但是我们看到在最新的iPhone15 Pro Max中,用的依然是高通基带。也就意味着这个高通税,苹果公司依然要按时缴纳。 在高通官网上,这颗 X70被成为世界级最好的处理器,支持从600MHz 到 41GHz中所有的5G频段,支持高达10Gbps的下载速率和3.5Gbps的上行速率。
图片来自高通官网 详细介绍: https://www.qualcomm.com/content/dam/qcomm-martech/dm-assets/documents/snapdragon-x70-modem-rf-system-product-brief.pdf 除了iPhone15上用的这颗X70,高通还推出了支持5G Advanced 的X75,看介绍是更牛x的。
图片来自高通官网 Qualcomm SDR735 RF transceiver 高通的这款射频收发芯片SDR735自从2021年发布以来,在很多的手机上都有应用,比如小米的12 以及13, 华为 Mate 50.
图片来自ifixit 在之前发布的iPhone12 上应用的是高通 SDR865, iPhone13上应用的是SDR868。很难说到底SDR735 好还是SDR865优秀,但是SDR735支持两块配置,这样更为灵活,性能也更为强大。好多国产手机的拆解报告里面只有一块SDR735,被网友诟病挺多。 苹果在用料上还算厚道,从iPhone14开始,苹果开始使用两块SDR735来完成复杂的射频收发功能,支持GSM到5G NR Sub-6 中的几乎所有通信频段。iPhone15 沿用了14 的设计,依然是两块SDR735.
图片来自苹果官网 下图是iPhone14的 RF PCB 图,应用的而是高通SDX65 基带配两块SDR735 射频收发芯片。
图片来自网络 高通毫米波收发芯片SMR546,这个在iPhone15 和iPhone14上都有应用。国内的版本不支持毫米波通信,不清楚这颗SMR546就给阉割掉了,网上还没有看到国行iphone15的拆解报告。 关于这两块射频收发器的材料,还没有收集到。网上资料比较少。 Broadcom AFEM-8234 & AFEM-8245 front-end module 从拆解报告中可以看到两颗博通的射频前端芯片,分别是AFEM8234 和AFEM8245。这两块射频前端芯片的数据比较少,应该时博通专门为苹果定制的射频前端芯片。 在博通官网的介绍中,博通为移动无线应用提供定制的射频前端模块(FEM)设备。这些器件集成了多频段功率放大器 (PA)、FBAR 双工器和多路复用器、SOI 多模 LNA 和天线开关、耦合器和 MIPI 控制器,旨在支持 FDD 和 TDD 频段的各种载波聚合 (CA)。
在上图iPhone14 的拆解报告中,我们找到了博通的前身 Avaogo 的两款AFEM芯片,分别是AFEM8231和AFEM8240,在iPhone15中升级为了AFEM8234 和AFEM8245。 Skyworks SKY58440 FEM& SKY50313 FEM 在iPhone15 中,我们还发现两颗 Skyworks 的FEM芯片,分别是KY58440 FEM 和 SKY50313 FEM,在iPhone14中,用了三颗 Skyworks 的FEM 芯片,分别是 SKY58290,SKY85317 和SKY52327. 这三兄弟的一个被Qorvo的FEM 芯片QM76305 替代了。 这些定制的芯片资料好难查,不过从Skyworks 公开的资料中,我们可以略窥一二。 下图是SKY58281的芯片框图。在这个FEM芯片中集成了 PA 组成 模块,输入和输出匹配,MIPI标准数字控制 块、单端滤波器、天线和频段选择开关以及 低噪声放大器 (LNA)。SKY58281-11 涵盖多个 波段,满足 CP-OFDM 和 DFTS-OFDM 和高达 256 QAM调制。
图片来自Sky官网 从这些集成的FEM芯片,信号就可以直接到达天线发射了。 从整个iPhone15的拆解来看,目前手机的芯片集成度还是相当高的,除了外部的一些电容电感,几乎看不到什么功能电路。比早期的手机确实进步了很多,下图是早期诺基亚3210的电路板,上了只有几颗芯片,好多功能电路还是搭出来的。
来自ifixit网站 比较遗憾的是,虽然Made In China 还是苹果手机上很难撕掉的标签,但是从整个架构和芯片选择上来说,还看不到中国厂商的影子。目前也只能像富士康中国或者立讯等ODM厂商挣一点加工生产的血汗钱。
审核编辑:黄飞
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