iPhone 14详细拆解，苹果没有告诉你的秘密

2022-09-20 12:31:20

本文来自格隆汇专栏：半导体行业观察作者： ifixit

根据苹果的介绍，iPhone 14 的最佳功能是更强的处理器，卫星SOS 和更大的摄像头。但其实经过拆解我们发现，Apple 已经完全重新设计了 iPhone 14 的内部结构，使其更易于维修。从外面根本看不到它，但这很重要，因为这是很长一段时间以来 iPhone 最重大的设计变化。不过，iPhone 14 Pro 和 Pro Max 机型仍然采用旧架构。

如果这让您感到惊讶，那么您并不孤单。让我们大吃一惊！iPhone 14 的新功能和外部变化非常轻微，以至于 The Verge 建议它应该被称为 iPhone 13S，他们表示，一年前推出的 iPhone 13 仍然在销售，且与 iPhone 14 几乎相同。

但这实际上不是事实的全部。因为苹果在他们的主题演讲中并没有提到秘密的重新设计。如果评测者拆开手机，他们会发现：iPhone 14 可从正面和背面打开。

这是重生为美丽蝴蝶的 iPhone 14——中间的中框、左侧的可访问屏幕和右侧的可拆卸后玻璃。

这可不是一件小事。支持该结构的新金属中框需要重新设计整个内部，以及重新考虑射频并将其防护周界有效加倍。换句话说，苹果已经回到了绘图板上，重新设计了 iPhone 的内部结构，使维修更容易。这是一次如此无缝的升级，以至于世界上最好的技术评论家都没有注意到。

我们已经编写了数以千计的智能手机维修指南，所以在深入了解 14 的细节之前，让我们先来鸟瞰智能手机的进化。多年来，iPhone 经历了几次重大的架构转变。

原来的手机先打开屏幕，这就是iPhone 3G换屏变得轻而易举。但是在其他部分，比如充电端口和电池，要困难得多。

为了解决这个问题，Apple 在 iPhone 4 上让手机先打开。这允许各种很酷的售后市场选项，比如我们的透明后面板（我仍然认为这很糟糕），但不幸的是让屏幕更换变得非常痛苦。Apple 在iPhone 5 重新回到（更流线型的）前端入口，并一直坚持下去。首先打开手机屏幕使屏幕维修变得更加容易，并且通常效果很好，除了一个主要缺点 - 我们将在一分钟内解决。

这种设计与手机行业的其他产品形成鲜明对比。每部 Android 手机都是从背面打开的。自从 Galaxy S6 以来，iPhone 的竞争对手就一直粘在后面板上。任何维修技术都会告诉您，Galaxy 上的屏幕更换比 iPhone 上的屏幕更换困难得多。您必须解开后面板，然后系统地完成手机移除组件的整个过程。一旦整个东西基本上被取消制造，你就剩下屏幕组件了。然后你必须把你的整个手机放在一起！考虑到屏幕是最常见的维修组件，这是一个相当大的工程。

从我们的角度来看，iPhone 的设计优化了两个关键组件的快速 Apple Store 服务：屏幕和电池。当然，这种前置优化设计的缺点是很难更换后面板。这在 iPhone 8 之前并不是真正的问题，当时他们改用无线电透明玻璃来支持无线充电和 NFC 支付。然后，到了iPhone X，他们在玻璃上焊接了一个笨重的相机镜头盖。

如果更换 Galaxy 手机的屏幕很难，那么更换 iPhone X（或 11、12 或 13）的背面玻璃就是雪上加霜。最简单的部分是从手机中移除每个组件。说真的，你不想在里面留下任何零件，因为这个过程在硬件上非常粗糙。将后玻璃固定下来的粘合剂非常强大，以至于我们常用的撬动、加热或化学方法都无法将其移开。维修店采用各种激进的破碎和刮擦技术来移除玻璃，同时小心地在焊接的相机边框周围工作。“最简单”的方法是使用激光系统地光栅蒸发粘合剂，然后用剃须刀片和切割工具粉碎和刮掉玻璃碎片。至少，如果您不想切开双手，则需要配备重型手套。结果，这对于 DIY 者来说并不是一个真正可行的过程。

回到 iPhone 14。背面玻璃简单地用两个螺丝和一个连接器固定。苹果似乎使用了一种稍微不那么激进的粘合剂，这使得它比以前的屏幕更容易打开。作为奖励，卸下与后玻璃完全相同的螺丝可以让您接触到屏幕。只需两个螺丝，屏幕和后玻璃都可以立即使用，这非常好。

这是对手机的一次戏剧性的重新思考，新方法影响了设计的大部分方面。添加一个全新的开口表面会带来一系列工程挑战。有两倍的周长来密封防水，许多射频“并发症”，以及所有零件的变化。

每当您将某些东西粘合或焊接在一起时，就更容易实现薄度和耐用性目标。我们早就说过，如果设计师多花点力气避免胶水，他们就可以获得他们正在寻找的所有设计特性和功能，以及可修复性。这一次，苹果付出了努力。

屏幕后面有一个新的中框，所有内部组件都安装在上面。使现代 5G + GPS + Wifi + 蓝牙 + 卫星信号在一个设备中工作的大量天线需要大量接地。十个新的electromagnetic interference fingers连接到隔开后面板的接触点，以保持以前通过焊接实现的接地。

实现我们都期望的高水平耐用性是一项令人难以置信的工程挑战。当您跌落 iPhone 13 时，它的金属框架会吸收震动，将力传递并分散到胶合电池和牢固粘合的后玻璃上。iPhone 14 遇到了同样的挑战，但以完全不同的方式实现了所需的抗扭刚度。一个新的中框位于显示屏和手机内部之间。

另一个设计挑战是集成到显示组件中的组件数量。从历史上看，当中包括面容 ID 传感器、扬声器和环境光传感器。我们在 13 Pro 中注意到，Apple 已将听筒和前置摄像头从显示屏移至主机。当时，我们赞赏这一举措逐渐增加了模块化，但我们并不完全理解其中的原理。现在看来，它为大幅改进的设计奠定了基础。

iPhone 14 宣传的旗舰功能包括卫星供电的 SOS、升级的摄像头和缺失的 SIM 卡插槽。如下图所示，我们看到主板中的一些芯片。

苹果对密度的追求是无与伦比的。iPhone 14 Pro Max 逻辑板采用 A16 处理器，比 14 的 A15 性能提升了 10-15%。

美国版本的Pro Max 逻辑板的内部具有通信芯片和较大的 SIM 读卡器间隙。

我们可以确认，苹果新手机的卫星连接由新的 Qualcomm X65 调制解调器提供支持，该调制解调器增加了新的 2.4 GHz n53 频段功能以支持 Globalstar。Globalstar 的执行主席 ICJay Monroe 在今年早些时候的新闻稿中吹嘘了这一点：“自公司成立以来，我们一直很欣赏与 Qualcomm 的密切关系，并感谢那里的团队为帮助我们实现 Band 53承诺所做的辛勤工作。”

以下为主板不同层上的芯片识别：

Top-most layer

不同颜色对应的芯片如下所示：

上图红色为WiFi/Bluetooth Module

Underside of the top-most layer

不同颜色对应的芯片如下所示：

Sandwich layer

不同颜色对应的芯片如下所示：

上图红色为Bosch Sensortec 6-axis accelerometer/gyroscope

Bottom layer

其中：

红色为Satellite antenna

橙色为Patch antenna

最后，我们听到有报道称，Apple 正在继续他们将部件与手机配对的路径，在新手机上，我们需要在安装后激活后玻璃。

使用软件来防止使用售后零件受到了我们的强烈反对。这些“枷锁”令人沮丧，最终是徒劳的——无论他们多么努力，Apple 都无法控制其产品发生的所有维修。完成实验室测试后，我们将更多地报告零件兼容性，除非 Apple 奇迹般地发布了他们的服务手册。

这是自iPhone X 以来最重大的 iPhone 重新设计。很难低估这是一个多么大的变化。作为参考，三星自 2015 年以来就没有改变他们的手机架构。

因此，随着多年来最大的更新，我们将 iPhone 14 的可修复性评分提升至 7 分（满分 10 分）。这是自 iPhone 7 以来我们给 iPhone 打的最高分。这是多年来可修复性最高的 iPhone。

附：苹果iPhone 14的摄像头拆解

苹果在基准型号 iPhone 14 上推出了升级的主后置摄像头，在 iPhone 14 Pro/Max 上推出了改进的前置摄像头模块，当然还有期待已久的后置摄像头分辨率升级，最终出现在 iPhone 14 Pro/Max 上。

从下图拆解可以看到，苹果 iPhone 14 和 14 Plus 的前置摄像头模块似乎与 iPhone 13 相同，至少从凹槽布局来看，凹槽的位置和形状基本相同。因此，可以推测新 iPhone 14/Plus 中的原深感摄像头和 Face ID IR 摄像头/发射器可能与 iPhone 13 系列中使用的传感器相同（图 1）。

图 1. Apple iPhone 13、iPhone 14 前置摄像头。

与基准型号相比，苹果对高端 iPhone 14 Pro/Max 的前置摄像头模块进行了重新设计，据苹果公司称，该凹槽现在被称为“动态岛”。隐藏前置原深感和红外摄像头的“药丸状”区域的不透明区域不再只是一个缺口，而是似乎“扩大”了，给人一种它是显示器一部分的错觉，这是一个很好的功能，可以减轻外观前置摄像头模块。

查看来自 Apple iPhone 14 Pro/Max 的高对比度图像，前置摄像头模块有两个区域，一个用于 TrueDepth，另一个用于 IR 摄像头/发射器组件，如图 2 所示。iPhone14 Pro/Max 模块经过重新设计，变得更加紧凑。IR Cam 的外壳部分似乎与 iPhone 13 Pro/Max 中的相同，但 TrueDepth 的外壳看起来有些不同（图 2）。

iPhone 14/Plus 主后置摄像头已升级为传感器，其像素间距为 1.9 µm，与其前身 iPhone 13 基本型号后置摄像头的像素尺寸为 1.7 µm 相比。今年 iPhone 14/Plus 更大的 1.9 µm 像素传感器似乎是去年 iPhone 13 Pro/Max 后置摄像头的重复使用。图 3 比较了这两个传感器，它们都是 12MP 带遮罩的 PDAF 自动对焦。

图 3. Apple iPhone 13、iPhone 14 主后置摄像头。

苹果今年推出的最引人注目的新功能之一是 iPhone 14 Pro/Max 中的新主后置摄像头传感器，分辨率升级为 48MP。对于四像素，报告的像素间距为 2.44 µm。换言之，该传感器的绝对像素间距在 48MP 分辨率下为 1.22 µm，在 12MP 分辨率下为 2.44 µm。有趣的是，四像素恢复到苹果传统的 12MP 分辨率。Quad 像素提供全阵列自动对焦，这也是 Apple 推出的一项新功能。

与传统的部分（蒙面）PDAF 方法相比，全阵列自动对焦提高了图像质量，因为提供 PDAF 信号的像素要多得多，尤其是在低照度下。据推测，主后凸轮 48MP 传感器的 2×2 微透镜间距为 2.44 µm（下图 4）。

图 4. Apple iPhone 13 Pro/Max、Apple iPhone 14 Pro/Max 主后置摄像头。

事实上，我们最近对 iPhone 14 Pro/Max 的分析表明，这款新的 48 MP 传感器与其前身相似，因为它也使用了 Masked PDAF。与往常一样，Apple 只采用增量增强功能，而且 Masked PDAF 似乎是他们的首选方法，除了这里，专用自动对焦像素现在按 2×2 排列，如图 5 的图像所示。

图 5. Apple iPhone 14 Pro/Max 主后置摄像头的新 48MP 传感器。

除了新的后置摄像头外，据报道 iPhone 14 Pro/Max 超宽摄像头具有全阵列自动对焦像素，但像素阵列的初步图像证实并非如此。iPhone 14 Pro/Max Ultrawide cam 图像传感器似乎与 iPhone 12 Pro 主后置摄像头相同（并且可能重复使用），这是一个 1.4 µm 像素间距、12 MP 分辨率的索尼传感器。图 6 显示了两个相机的并排光学照片，证实了新型 Ultrawide 相机使用 Masked PDAF。