【PCB信息網(wǎng)】你可能認為在過去這段時間已經(jīng)看到夠多的蘋果(Apple)最新款智能型手機iPhone X拆解文,但看來并非如此…與眾多聚焦邏輯IC的iPhone X拆解文有不同觀點,市場研究機構(gòu)Yole Developpement的逆向工程合作伙伴System Plus Consulting技術(shù)長Romain Fraux指出,Apple新產(chǎn)品真正具突破性的技術(shù),在于光學模塊、零組件、MEMS、封裝與PCB。
EE Times在不久前采訪了總部都在法國的Yole與System Plus Consulting分析師,在被問到Apple在iPhone X設(shè)計上最大的進步是什么時,Yole執(zhí)行長暨總裁Jean-Christophe Eloy認為是Apple為手持式裝置導入的光學系統(tǒng);他指出,Apple設(shè)立的一個重要里程碑,是讓3D感測──能比現(xiàn)有任何一款Android手機更精準辨識臉部的功能──準備普及到包括平板裝置、汽車與門鈴等等各種裝置。
以下EE Times記者請Eloy與Fraux分享從深度拆解中發(fā)現(xiàn)的亮點,也請他們指出鮮為人知的、贏得了iPhone X設(shè)計案的幾家廠商。
奧地利PCB制造商AT&S是大贏家之一
分析師們表示,有一家總部位于奧地利Leoben的PCB制造商AT&S,是讓iPhone X內(nèi)部設(shè)計達到高度整合的最大功臣。
而雖然如TechInsights、iFixit等拆解分析機構(gòu)的專家們,都對于iPhone X內(nèi)的“PCB三明治”驚嘆不已,F(xiàn)raux指出AT&S是到目前為止唯一有能力在PCB上提供這種前所未見高密度水平互連的廠商;藉由將兩片PCB堆棧在一起,他估計Apple能因此在iPhone X節(jié)省了15%的樓地板面積,并因此有空間能塞進更多的電池。
毫無疑問,經(jīng)過調(diào)整的半加成制程(semi-additive processes,mSAP)與先進制造技術(shù),在智能型手機內(nèi)實現(xiàn)了高密度互連,而且成本更低、量產(chǎn)速度也更快。Yole的Eloy并指出,AT&S的mSAP為這家公司最近業(yè)績帶來不少貢獻──其2017財務年度的前三季業(yè)績?yōu)?.659億歐元,與2016年同期間相較成長了24.5%。
Fraux解釋,mSAP是用以制造積層板(laminate)或是迭構(gòu)基板(build-up substrate),而且擁有預先制作的介電薄板(dielectric sheet)與薄銅層,用以做為在進一步圖形化或銅涂布之前的晶種層(seed layer);而mSAP的優(yōu)勢在于能提供更薄的銅層,涂布于光阻劑(resist)未覆蓋的積層板與板面區(qū)域。
mSAP能支持以光學微影技術(shù)來劃定布線圖形,并因此能讓走線更精確、最大化電路密度,并因此實現(xiàn)精確的阻抗控制與較低的訊號失真。
Apple決定為最新款Apple Watch添加LTE模塊,必須克服一個很大的挑戰(zhàn):該智慧手表的厚度;而Fraux指出,德國Bosch Sensortec跳出來為新一代Apple Watch客制化了慣性傳感器(IMU),將傳感器組件厚度從0.9mm降低到0.6mm:這是目前市場上最薄的六軸IMU。
而Bosch也因此取代InvenSense成為iPhone 8與iPhone X的傳感器供貨商,在Apple Watch Series 3則是取代STMicroelectronics;Fraux指出,上述三款產(chǎn)品設(shè)計案為Bosch帶來每年數(shù)億顆的出貨量,讓Bosch成為消費性應用MEMS IMU市場上無可爭議的領(lǐng)導廠商。
Fraux在一份System Plus Consulting最近發(fā)表的報告中分享他的觀察:"Bosch Sensortec做了顯著的改變,特別是在加速度計方面,拋棄了舊式的單體(single-mass)結(jié)構(gòu),改采能實現(xiàn)更佳感測性能的新結(jié)構(gòu);此外該公司多年未改變的微機械加工制程也有所革新,加速度計與陀螺儀都采用了全新制程。 他補充指出:新的ASIC裸晶設(shè)計是為了融合來自加速度計與陀螺儀的數(shù)據(jù),而且應該也能提供更低的電流耗損以及其他功能性。"
Broadcom為LTE打造的先進SiP解決方案
產(chǎn)業(yè)界一直關(guān)注英特爾(Intel)與高通(Qualcomm)之間爭奪Apple最新iPhone調(diào)制解調(diào)器芯片板位的戰(zhàn)爭,而大家應該也都知道這兩家公司后來是分別攻占在不同區(qū)域市場銷售的不同型號iPhone X;但比較少被討論到的一個議題,是該款手機的前端模塊RF系統(tǒng)級封裝(SiP)設(shè)計。 System Plus Consulting的Fraux指出,iPhone X的先進RF SiP是由博通(Broadcom,即Avago)所開發(fā),達到了前所未見的高整合度──在單封裝中整合了18片濾波器、近30顆裸晶;Broadcom設(shè)計此方案的目標是適應日本的中高頻(Band 42,3.6GHz)。
Broadcom這款模塊對于無SIM卡手機特別重要;Fraux指出,A1865與A1902型號的iPhone X,是由Broadcom與Skyworks供應前端模塊,A1901型號的iPhone X,前端模塊供貨商則是Broadcom、Skyworks與Epcos。
手機光學系統(tǒng)的技術(shù)突破
而Yole的Eloy總結(jié)認為iPhone X的光學系統(tǒng)是真正的進步,表示其TrueDepth攝影機由復雜的5個子模塊結(jié)合而成,嵌入于Apple的光學中樞;那些子模塊包括由ST提供的近紅外線攝影機、ToF測距傳感器以及IR泛光感應組件,還有AMS提供的RGB攝影機、點陣投影器(dot projector)和彩色/環(huán)境光傳感器。 Fraux觀察指出,該RGB攝影機傳感器是一款有著復雜供應鏈的產(chǎn)品:Sony提供CMOS影像傳感器(CIS),LG Innotek則應該是整個模塊的供貨商;而該系統(tǒng)的關(guān)鍵是其IR攝影機、RGB攝影機以及點陣投影器設(shè)計是一致的,而且能共同運作。
如Yole Developpement成像技術(shù)暨傳感器部門領(lǐng)導人Pierre Cambou先前向EE Times解釋的,iPhone X前面有一個3D攝影機能辨別使用者的臉部、為手機解鎖,是結(jié)合了ToF測距傳感器以及紅外線「結(jié)構(gòu)光」攝影機,因而能使用均勻的泛光(flood)或位圖案(dot-pattern)照明。
Cambou指出,3D感測相機系統(tǒng)的運作原理與拍攝照片的一般CMOS影像傳感器非常不同。首先,iPhone X結(jié)合了紅外線相機與泛光感應組件,從而在手機前方投射出均勻的紅外光。接著拍攝影像,并此觸發(fā)臉部辨識算法。
然而,這種臉部辨識功能并非持續(xù)運作。連接到ToF測距傳感器的紅外線相機發(fā)出訊號,指示相機在偵測到臉部時拍攝照片。iPhone X接著啟動其點陣式投射器拍攝影像。然后將一般影像和位圖案影像傳送至應用處理單元(APU),用于進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練,以辨識手機使用者以及解鎖手機。
Fraux指出,ST在近接傳感器與泛光照明模塊上,使用的是自家的垂直共振腔面發(fā)射雷射(vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)。他也表示,因為5個子模塊是排列在iPhone X的頂部,若Apple考慮縮小這款iPhone的尺寸,必須要思考該如何將這些子模塊的尺寸進一步迷你化或是整合。
麥克風為何少一顆?
Apple在iPhone 7與iPhone 8都配置了4顆麥克風,包括頂部一顆、底部兩顆的共3顆前向麥克風,還有在手機背面頂部的另一顆麥克風;對此Fraux解釋,前向頂部的麥克風是為了消除噪音,在背面的那一顆是為了錄音,而另兩顆在底部的麥克風是用以通話。
但System Plus Consulting發(fā)現(xiàn),iPhone X只配置了3顆麥克風,其中位于底部的只有一顆;至于原因為何,F(xiàn)raux表示他們也還未解開這個謎。iPhone X的3顆麥克風有雙供應來源,其一是中國業(yè)者歌爾(Goertek),另一家供貨商則是樓氏(Knowles)。
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原文標題:必看!iPhone X突破性技術(shù)供應商
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