苹果IPhone 13 Pro手机内部设计分析

我们今天讨论的手机型号是苹果iPhone13Pro，型号A2636，256GB和苹果iPhone13，型号A2631，256GB。

我们已经完成了QTT成本分析，并估计sub-6GHziPhone13ProA2636的构建成本高于去年的iPhone12ProA2341mmWave（毫米）型号。总成本增加的原因是A15处理器、NAND存储器、显示子系统的成本较高，以及主外壳成本增加，从而影响了非电子成本总额。我们还比较了新的iPhone13Pro手机与竞争的sub-6GHz三星GalaxyS21+5G手机（为了对比，其NAND大小也为256GB）。

图1、各种手机型号的成本估计

我们已经确定了iPhone13Pro内部的几个不同组件。苹果继续使用自己的芯片，包括A15、音频编解码器和音频放大器。高通公司领导着射频设计的赢家，我们也看到了许多设计的赢家来自于通常的业界top供应商：KIOXIA、NXP、意法半导体、USI、Qorvo和Broadcom。

图2、苹果iphonepro手机单板设计

图3、苹果iphonePro手机的单板设计

iPhone13Pro和iPhone13手机具有相同的来自苹果内部设计的A15仿生处理器，组件号APL1W07。在我们已经拆除的iPhone13ProA2636机型中，它是一款采用A15应用程序处理器和SKHynixLPDDR4XSDRAM（H9HKNNNEDMMVHR-NEH）的包对包（PoP）设计。这6GBLPDDR4XSDRAM由四块SKHynix的12GB1ynm芯片组成。

尽管苹果表示GPU内核不同，但iPhone13Pro和iPhone13的两款A15仿生APL1W07具有相同的芯片die标记TMMU71和相同的芯片die尺寸（die密封边缘）：8.58=107.68mm2，与之前的A14相比，die的尺寸增加了22.82%。当我们有进一步的实验结果时，我们将证实我们的怀疑，即苹果今年采用的GPU内核的接触方式与去年在A12Z和A12X中的设计相同。

图4、苹果A15仿生应用处理器

尽管其他领先的智能手机制造商在前后摄像头上都采用了更大的分辨率，但苹果在所有图像传感器上都保持了12MP的分辨率，这一策略在iPhone13系列手机中仍在继续。

图5：A15仿生应用处理器的封装照片

正如9月14日苹果活动期间所报道的那样，与iPhone12机型相比，苹果在iPhone13系列上实施的主要升级是在宽后摄像头上使用更大的像素间距，以提高低感光度。

图6：A15上的die标记是TMMU71

对于iPhone13后部宽摄像头，像素间距已确认为1.7µm，而iPhone12的像素间距为1.4µm。这意味着与iPhone12相比，像素面积和活动阵列大小增加了47%。这就是说，苹果去年确实在iPhone12ProMax后置宽摄像头中使用了1.7µm像素间距图像传感器，而且很可能在iPhone13后置宽摄像头中使用了相同的CIS芯片die。

对于iPhone13Pro手机，后置宽摄像头采用了新的CIS芯片，像素间距为1.9µm，高于iPhone12Pro中的1.4µm像素。这意味着像素间距和有源阵列面积增加了84%，是iPhone13系列手机低感光度的最大预期增强。这款新型宽凸轮芯片（可能也在iPhone13ProMax中使用）是iPhone13系列手机中最大的图像传感器，芯片的面积略低于62mm^2。它还结合了早期图像传感器中使用的相同遮罩PDAF方法，在图像阵列的垂直轴和水平轴上具有等距、左右交替的遮罩PDAF像素，以便于在X和Y方向上进行自动聚焦。

图7：苹果iPhone13Pro版的后置摄像头

iPhone13和13Pro上的超宽后置摄像头，以及iPhone13Pro上的长焦摄像头，似乎使用了相同的芯片，一种全新设计的图像传感器，具有1.0µm像素间距，估计芯片面积为26mm^2。这比iphone12机型的前代产品稍小，iphone12机型估计芯片面积为32mm^2。

图8：苹果iPhone13Pro版的后置摄像头的X射线照片

iPhone13Pro（和13ProMax）上的激光雷达摄像头采用了去年推出的相同SPAD阵列，先是iPadPro，然后是iPhone12Pro和iPhone12ProMax型号。这在某种程度上是意料之中的，因为3D后置摄像头市场仍在发展中，没有主导的用例来推动设计修订。

图9、苹果iphone13专业版后置摄像头die照片

对于iPhone13和iPhone13Pro中的TrueDepth前置摄像头，它使用了与之前在iPhone12机型中使用的相同的CIS管芯，即12µm像素间距图像传感器。

iPhone13系列手机中的前置摄像头模块包经过了重新设计，因此红外摄像头被移动到凹口的右侧，与红外投影仪位于同一位置并集成在一个封装中。TrueDepthCI已移动到槽口的左侧，如下图所示，显示了iPhone12和iPhone13前部cam模块之间的比较。

图10：苹果iPhone12和13手机的前置摄像头视图

最后，虽然之前在使用中观察到iPhone13中的前向红外接近，但iPhone13系列中的环境光传感器已被确定为意法半导体的一个新组件。

图11：ST微电子环境光传感器

图12：ST微电子环境光传感器上的丝印

我们发现了两个QorvoQM81030包络电源跟踪器，它们与我们在去年的iPhone12手机中识别的零件型号相同。然而，对于iPhone13Pro上的QM81030，X射线显示的组件设计似乎与苹果iPhone12手机上使用的QM81030不同。此外，今年iPhone13中发现的芯片具有不同的封装和芯片die标记，不同的die标记表示芯片是不同的零件号，或者至少是芯片设计的不同版本。

图13、QorvoQM81030之间的差异