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大开眼界!苹果iPad芯片级拆解

2010-4-9 08:25| 发布者: ham | 查看: 669| 原文链接



第 1 页 iPad芯片级拆解


iPad登场了,这款被称为改变用户体验的产品登场之后就获得了无数的订单,首日30万台iPad被抢购一空,可以产品端已经达到了消费者的期待,同时也实现了苹果的目标。
几天前iPod刚刚上市的时候,国外的一些拆解网站就拿出了iPad的拆解,给我们揭示了iPad的内部元器件概况,不过由于只是通过简单的拆解以及照片拍摄很难反映出一些部件的真实情况,特别是充满了期待的苹果A4处理器的情况。
于是,我们这次要带来的则是更加强势的拆解,那就是由专业芯片反向工程公司--Chipworks来完成真正的芯片级拆解,让你看看iPad的心脏就劲是怎样的。
这里有必要先说一下,整个iPad中最让人关注的就是A4处理器了,这是一颗苹果自行设计,由于三星代工生产的Soc芯片,从苹果公布的信息来看,产品采用ARM架构,1GHz的处理器,但是虽然表面有清晰的编号,但是谁都不知道其内部究竟会如何,而我们首先就要搞明白这颗处理器究竟是怎样的。

第 2 页 芯片级拆解探秘



由于我们所看到的A4处理器已经完整封装好了,根本看不到其内部die的情况,只能通过一些资料来获得信息,A4处理器的die尺寸为7.3x7.3mm,面积尺寸为53mm
Chipworks将怎样搞定这颗芯片呢?我们就一起来看看吧,首先先得先得穿上防护服才能进入无尘室,虽然其同晶圆厂相比无尘比例还没那么夸张,但是比那些号称无尘的汽车发动机装配车间等都要干净得多。
首先就是需要把芯片从PCB上弄下来,不过这并不是件容易的事情,虽然通过加热融化焊点是一个办法,但是并不是所有都可以奏效,特别是PCB极小的情况下这比较困难,这时候就得用暴力了,以上的例子就是暴力拆解,通过切割机把主芯片边缘的PCB都切割下来。(这里看到的是iPhone的拆解,由于iPad芯片拆解出于种种原因还无法公布)
看到了吧,只留下主控芯片的暴力拆解
暴力拆解后的芯片需要切开拍摄界面照片,这时候就不能继续使用暴力法了,得通过磨床慢慢的精细研磨

第 3 页 芯片内部结构拍摄



这研磨绝对是一个技术活,并不是全自动的控制就是最好的,因此这时候就需要人工的研磨和注水
当研磨到一定程度之后,通过电子显微镜我们就可以拍摄相关的构成照片了,譬如说这里看到的iPhone处理器,中间的长方形部分为处理器的die,而上面两块长方形元器件则是整合的RAM部分。
当时的工作就是在这张工作台上完成的
看看,各种各样的设备可是摆满了桌面
要拍摄高分辨率的芯片构造需要多种设备,譬如说扫描式的电子显微镜、高分辨率的X机以及大型光学显微镜等等,投资不小,不是所有公司都可以承担的

第 4 页 chipwork工作情况介绍



Chipworks位于加拿大的渥太华,这地方可并不暖和,不过整个工厂全年恒温,因此在其间办公还是很舒适的
进行显微镜分析是很重要的一环,会使用光学和电子扫描显微镜,这可同你平时看到的普通显微镜有很大的差别。
由于是专业的芯片分析公司,因此其精准在业内共知,为多家公司进行服务
电子扫描显微镜的优势巨大,清晰度比光学更高
不过操作起来可不是那么简单的事情

第 5 页 A4处理器研磨



接下来还是来看看iPad中A4处理器的拆解吧,这里首先还是要磨平芯片
接下来就是得弄掉外面的封装了,这里就会使用到酸,由于酸性物质具有腐蚀性,因此必须放在陶瓷器皿中处理才会比较安全,不过去掉封装所使用的酸性物质的浓度很重要,这也是一件技术活。
很多时候,在芯片上一些厂家会加入自己独特的一些隐藏标记,但是iPad的A4处理器则没有,不过根据chipwork的介绍,很多芯片都会有这种标记,以上就是一颗Silicon IMAGe芯片中隐藏得图像。
当去掉封装之后,A4芯片就长成这个样子


而避免则是焊点,用来连接PCB时使用

第 6 页 芯片内部结构和电路



然后可以通过X光来检测A4处理器内部的布局,如果你仔细观察可以看到其中多条相互连接的电子信号线。

此外你还可以看到A4采用了三层结构设计,其中一层为处理器,另外两层为三星的K4X1G323PE的RAM芯片。

这种堆叠式封装使用起来比较灵活,是苹果喜欢使用的结构,不过如果放在真正的CPU中的话,这种封装就太落后了,因为太过占空间了。
从侧面通过X光射线可以看到A4芯片的一些情况,其中内部的黑点为连接Die的焊点,采用了标准的BGA封装。
A4的DRAM芯片由三星制造,但是苹果随时可能会更换其他家的内存芯片,因此这种堆叠式的封装业也提供了便利。
芯片照片

A4处理器采用了8层金属封装,从整个芯片来看我们看不到任何苹果的印记,甚至连三星的印记也没有。有消息说A4由于苹果收购的PA Semi公司设计,相信这也比较靠谱的事情。

第 7 页 A4处理器的其他情况



核心上看不到任何苹果的标志,也没有三星的标志
不过RAM芯片上还是可以看到三星的字样,这只能证明其RAM模块,整个处理器整合了两块128MB的这种模块,总容量为256MB,产品类型为DDR,但工作频率未知,这同iPhone 3GS完全一样,这似乎说明iPad就是大号iPod Touch不无道理。
不过,从目前一些消息来看,苹果的A4处理器还是应该基于ARM的Cortex-A8处理器,不过从目前的分析来看,A4处理器整合的图形核心无法看到,但是估计应该是同iPhone 3GS一样的PowerVR SGX 535。

第 8 页 其他芯片介绍



接下来我们还是来看看iPad的其他一些元器件的具体情况吧
这里我们看到的是Broadcom的BCM5974芯片,其负责触控部分操作
这是一颗同样由Broadcom提供的I/O控制芯片
实际编号为:Broadcom BCM5973KFBGH HS0951P11 952280 B1 APPLE 343S0446

第 9 页 信号放大器和无线芯片



德州仪器提供的触摸屏信号放大芯片
编号为CD3240A 01D5AKT G1
Broadcom的802.11a/b/g/n无线+蓝牙2.1+EDR和FM收音控制芯片
芯片编号:Broadcom BCM4329XKUBG CD1004 P21
Cirrus Logic的音频处理芯片

第 10 页 电源控制等部分



苹果Apple 338S0589 B0 YFSAB0PY1001芯片,作用未知
电源控制芯片


S6T2MLC N2266XQT U1003 A1



DisplayPort和PCI-E多路Mux/Demux控制器

第 11 页 其他芯片探秘



LG提供的SW627B显示控制芯片
苹果338S0805 A2 e1 10028HBB
其实这是一颗Dialog半导体生产的芯片
重力感应芯片由意法半导体提供的STM-LIS331DLH
Linear Technologies提供的3442 N7667 LT9L DC电压调节器
Intersil i976 45AIRZ F95OHX



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