根据UBM TechInsights的报告,截至2010年年底,苹果公司已销售超过150万台iPad。尽管面临摩托罗拉和三星的猛烈竞争,苹果公司依然守住75%的平板市场份额。
UBM TechInsights拿到iPad以后就尽快将它带到办公室进行拆解分析,来看看新iPad(或者说iPad 3)究竟和前任有哪些不同。有些半导体厂商成功地在一款预计会销售数千万台的设备上取得主要design win,这显然会有助于它们的业务。
UBM TechInsights的iPad拆解分析和iFixit此前进行的独立分析显示苹果公司长期合作伙伴博通再次取得多项design win(参阅电子工程专辑报道:新iPad抢鲜拆解:苹果设计艺术赏析)。高通、Cirrus Logic公司、Skyworks Solutions公司以及Triquint半导体公司也各自取得关键性design win。 同时最受关注的经过改良的苹果A5处理器A5X,由于新增四核图形处理器,A5X面积比以往更大。
A5X近照
A5X尺寸约为163mm2,大于标准A5的120mm2。两款芯片都采用相同的ARM处理器内核,但A5X新增了四个PowerVR SGX542MP4图形内核,两两对称排列。
A5X像标准的A5处理器一样采用两个应用处理器内核,工作频率1GHz。但UBM TechInsights分析师表示A5X集成更多DDR接口并为控制四核GPU增加了更多电路。同时UBM TechInsights发现PowerVR SGX543MP4 GPU采用与索尼Playstation Vita相同的图形处理器内核。
扩散影像展示新苹果A5X处理器的平面图
扩散影像展示苹果A5处理器的平面图
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通信模块
通信模块背面元器件
通信模块正面元器件
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主板上的元器件
主要元器件清单
Broadcom BCM4330 – 蓝牙4.0, 双波段WLAN, 调频收发器
Broadcom BCM5973 - 触摸屏控制器
Texas Instruments CD3240B0 - 触摸屏线性驱动器
Broadcom BCM5974 – 电容式触摸屏控制器
Qualcomm PM8028 – 电源管理IC
Qualcomm RTR8600 – GSM / CDMA / W-CDMA / LTE Transceiver + GPS chipset
Triquint TQM7M5013 – Gobi单模调制解调器
Qualcom PM8028 – 双波段GSM/GPRS/EDGE线性功率放大器模块
Qualcomm MDM9600 - LTE调制解调器芯片组
Apple 338S0987 - Cirrus Logic CLI1560B0–音频编解码器
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博通的design win
新iPad第一个主要design win赢家是苹果公司的长期合作伙伴博通。博通取得三个主要设计胜利,两个是触屏控制器(BCM5974,曾出现在iPad 2里;BCM5973,曾出现在iPad 2以及初代iPhone里)。另一个主要design win则是博通的四合一无线芯片BCM4330,曾出现于iPhone 4S。以下是我们去封装后拍到的一些博通芯片照片。
BCM4330裸片照片
博通BCM4330裸片标记1
博通BCM5974
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高通的design win
高通是另一家主要设计胜利赢家。高通从苹果公司向CDMA市场进军的策略里获益良多(比如Verizon iPhone 4的发布)。苹果公司提供CDMA版本产品的决定为高通取代英飞凌成为基带/无限收发器提供商带来机遇。自CDMA版iPhone 4以后,高通继续赢得iPad 2和所有版本iPhone 4S的design win。新iPad采用了高通的LTE芯片MDM9600,此外高通还为新iPad提供了RTR8600收发芯片组和PM8028电源管理芯片。PM8028之前已经在iPhone 4S中出现,但RTR8600是高通的又一次胜利,成功取代原先由英飞凌/英特尔占据的位置。算上RTR8600,高通已经正式取代原先由英飞凌/英特尔占据的所有接口。
高通MDM9600裸片照片
高通MDM9600裸片标记1
高通MDM9600裸片尺寸为89.92mm^2。该LTE芯片组来自高通的Gobi嵌入式连接平台家族,兼容CDMA、HSPA+和LTE波段并且满足苹果公司平滑切换3G、4G的需求。
高通PM8028
高通PM8028裸片照片
高通PM8028裸片标记1
高通RTR8600
高通RTR8600裸片照片
高通RTR8600裸片标记1
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音频解码器
苹果公司向来喜欢给芯片打上自己辨识的商标。不是为了防止竞争对手研究自己的设计选择就是与厂商有合作。其它厂商不容易判断苹果公司的有些元件选择。不过通过我们的去封装技术,就能找出这些芯片内部的秘密。
苹果338S0987 - Cirrus Logic CLI1560B0音频解码器
Cirrus Logic音频解码器裸片照片
Cirrus Logic音频解码器裸片标记1
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图像传感器
这是令人吃惊的发现。新iPad采用的两个图像传感器都由Omnivision生产。
Omnivision提供了OV297AA 30万像素相机模块和OV290B 500万像素背照式相机模块。
Omnivision OV297AA裸片标记1
Omnivision OV290B裸片标记1
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Dialog电源管理IC
最终通过新iPad确认Dialog又取得了一次design win。D1974电源管理单元是Dialog第三次出现在iPad家族里。
Dialog D1974裸片标记1
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存储以及三代iPad BOM对比
海力士H2DTDG8UD1MYR - 16GB NAND闪存封装
苹果公司向来喜欢在产品中采用多个来源的闪存。很可能一台iPad用东芝、另一台用三星。在我们买到的iPad用了和之前拆解的16GB版iPad 2相同的海力士闪存。该闪存封装采用两块64Gbit裸片构成16GBytes存储器。
其它系统存储器也一样。有些拆解发现新iPad采用了东芝的存储封装。我们在拆解中找到的是一块美光多芯片存储封装。DDR2 SDRAM内存的情况也一样,有些iPad采用Elpida芯片构成1GB低功耗DDR2。我们的iPad则采用三星内存。考虑到三星和苹果公司之间的不合,两家产品层面激烈竞争的对手能在半导体层面有如此深入地合作着实令人吃惊。所有这些表面苹果倾向于采用不同地区不同供应商的策略以避免供应链危机。在担任CEO之前,Tim Cook在苹果公司雇员里就以主动干预供应链而著称。我们在新iPad中也看到了这一影响的延续。
其它
其它主要design win赢家还包括凭借FEM拿下两个主要接口的Skyorks、提供功放模块的Triquint半导体以及提供两种芯片辅助触屏的德州仪器。有个令人吃惊的赢家是飞兆半导体,他们的两个MOSFET元件被选入新iPad。
三代iPad BOM对比
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iSuppli估计BOM成本364.35美元
配备32GB NAND闪存和4G LTE无线功能的的新款iPad的材料成本(BOM)为364.35美元。如果加上10.75美元的制造费用,新款iPad的生产成本为375.10美元。16GB 4G LTE版新款iPad的材料成本为347.55美元,64GB版估计为397.95美元。
32GB LTE版新款iPad的材料成本为364.35美元,占其729.00美元零售价格的50%。
不带LTE的16GB版最低端版本,材料成本与制造费用合计为316美元。具有64GB内存和集成LTE的最高版本,材料成本与制造费用合计为408.70美元。
请注意,这些拆解评估数据是初步数据,只考虑了硬件与制造成本,不包括软件、授权、专利费等其它费用。
在产品刚上市的时候,新款iPad的生产成本要高于iPad 2,尽管零售价格相同。32GB LTE版本的材料成本几乎比32GB 3G iPad 2高出9%,后者在刚上市的时候成本约为335美元。导致新款iPad材料成本升高的主要因素包括采用了高分辨率视网膜显示屏、LTE无线功能和容量较大的电池。
下表列出了新款iPad中的主要部件。
新款iPad的BOM成本
在IHS iSuppli公司拆解分析的这部iPad中,三星电子仍然是所有器件供应商中的大赢家。三星提供显示屏和应用处理器。新款iPad的视网膜显示屏是其成本最高的单一部件,成本为87美元,而应用处理器的成本估计为23美元。这两个部件使得三星在32GB LTE版新款iPad的材料成本中占到30.2%的份额,是份额最大的供应商。
在拆解分析的这台新款iPad中,NAND闪存由东芝提供。但是,三星也是新款iPad的NAND一个供应商。在32GB LTE版iPad中,如果三星也提供NAND,则其材料成本增加33.60美元至143.60,其占总体材料成本的份额升至39.4%。但是,东芝、海力士半导体和其它厂商也是苹果的NAND供应商,因此都将在那些营业收入中分得一杯羹。
尽管不能确定,但IHS公司相信电池是由三星提供的。如果实际情况真是这样,三星在新iPad材料成本中所占比例将接近50%。
“视网膜显示屏是新款iPad的核心部件,与上一代产品相比,这是最明显的改进,”IHS公司拆解服务部门的资深首席分析师Andrew Rassweiler表示,“前两代iPad都使用同样的显示屏,分辨率为1024x768像素。对于新款第三代iPad,苹果的显示屏性能与成本明显提高,分辨率是原来的四倍,成本增加了53%。”
新款iPad视网膜显示屏的分辨率为2048x1536像素,它的成本是87美元,而iPad显示屏的成本是57美元。87美元在32GB NAND LTE版新款iPad的材料成本中占24%,使得视网膜显示屏成为其中最昂贵的单一部件。
正如IHS公司以前所言,它相信苹果可能为新款iPad的显示屏选定了三家供应商:三星,LG显示器和夏普。但是,批量出货的新款iPad显示屏目前可能全部来自三星。IHS公司拆解的新款iPad含有来自三星的视网膜显示屏,与上述看法一致。
新款iPad的触控屏成本估计为40美元,占总体材料成本的10.9%。与iPad一样,新款iPad触控屏的主要供应商仍为TPK、Wintek和奇美。
无线部分的成本为41.50美元,在材料成本中占11.4%。由于该部分支持新款iPad中的LTE功能,所以其成本明显高于iPad 2中支持3G标准的无线部分,后者的成本为25.60美元。高通是这方面的大赢家,它的MDM9600基带处理器提供核心的LTE功能。IHS公司认为,对于AT&T与Verizon版新款iPad来说,无线部分是相同的,但这点尚未得到证实。
iPad 2与新款iPad BOM成本对比
A5X应用处理器成本为23美元,在总体材料成本中占到6.3%。三星为苹果生产这款A5X。但是,对于这款器件来说,三星是苹果的代工厂商,不是独立的半导体供应商。苹果是A5X的设计者,拥有其知识产权,而三星为苹果代工生产这款处理器。这意味着三星在该器件上面的利润率可能较低。
“对于苹果来说,新款iPad中的NAND闪存是创造利润的主要器件之一,以前的iPad与iPhone产品就是这样,”Rassweiler指出,“苹果向销售者出售NAND闪存所赚取的利润,比NAND闪存生产商通过向苹果出售NAND所获得的利润高得多。而且iPad中的闪存越多,苹果的利润率越高。”
例如,32GB LTE新款iPad的零售价格比16GB版本高出100美元。但是,32GB版本苹果iPad的材料成本只比16GB版本高16.80美元。
新款iPad摄像头的设计与成本与iPhone 4一样。两个摄像头的合计成本为12.35美元,在材料成本中占3.4%。
电池比上一代产品有大幅升级。新款iPad中的锂电池为42.5瓦小时,比iPad 2的25瓦小时提高了大约75%。但是,由于过去一年价格下降,新电池的成本只比老电池高40%,为32.00美元,iPad 2电池的成本为22.75美元。
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