今年2月12日,三星在美國式發布了新一代旗艦手機Galaxy S20系列,其中最高配的則是S20 Ultra,其不但擁有一個支持9合1像素合成技術的1.08億像素鏡頭傳感器,還有4800萬的潛望式光學鏡頭,依靠這兩個鏡頭的組合,S20 Ultra最大可以拍攝100倍的變焦照片,並且支持8K 30fps的動態視頻攝錄功能。
近日,國外專業拆解網站TechInsights和iFixit都對S20 Ultra進行了拆解,其內部做工精良,特別是1億像素攝像頭及潛望式鏡頭模組確實令人印象深刻。下面我們一起來看:
首先,我們先來回顧下S20 Ultra的配置:6.9英寸的AMOLED Infinity-O顯示屏,解析度為3200x1440像素,511ppi,最高120 Hz的刷新率,搭載高通驍龍865處理器,支持5G雙模,配備12GB/16GB LPDDR5內存,並且可通過MicroSD進行擴展。
拍照方面,擁有後置四攝:主鏡頭1.08億像素,f/1.8,支持OIS光學防抖;長焦鏡頭4800萬像素,10X潛望式光學鏡頭,f/3.5,支持OIS光學防抖;超廣角鏡頭1200萬像素,f/2.2,120度;DepthVision景深鏡頭。前置鏡頭為4000萬像素,f/2.2,支持自動對焦。
△三星Note10+ 5G(上)、蘋果iPhone 11 Pro Max(下)和三星S20 Ultra(右)的後置攝像頭對比
△蘋果iPhone 11 Pro Max(左)、三星S20 Ultra(中)、三星Note10+ 5G(右)厚度對比
從上圖我們可以看到,三星S20 Ultra的機身厚度與蘋果iPhone 11 Pro Max和三星Note10+ 5G相近,但是由於1億像素攝像頭的加入,使得其背面的整個攝像頭模組相比iPhone 11 Pro Max的後置攝像頭模組更加的凸起。
△通過熱風槍對機身背面進行加熱之後,用劃片去掉密封的膠水,再用吸盤即可輕鬆打開機身後蓋。
打開後蓋之後,我們再來對於內部進行拆解。由於此次,S20 Ultra內部統一使用相同規格的Phillips螺釘,需要一把螺絲刀就可以完成全部的螺絲拆卸,並且也不用擔心拆下來的螺絲會混淆。
△iFixit先將天線、揚聲器和無線充電線圈取了下來,我們可以清楚地看到內部結構。
1億像素百倍變焦是如何實現的?
△然後,在斷開主板與電池和顯示屏的柔性連接線之後,主板及攝像頭模組即可被輕鬆取出。
△後置四攝當中的1億像素鏡頭和潛望式鏡頭模組塊頭很大
△進一步對於這個1.08億像素鏡頭模組進行拆解,我們可以看到其不僅擁有大尺寸且厚度較大的鏡片之外,還擁有超大尺寸的圖像傳感器,具體尺寸為9.5毫米×7.3毫米,iFixit稱其尺寸相比iPhone 11 Pro的1200像素主傳感器面積大了一倍。
iFixit表示,更大的傳感器和更多的像素並不總是意味著更好的圖像,將1.08 億像素塞滿9.5毫米 x 7.3毫米的傳感器之後,會形成一些非常小的像素,並且在弱光條件下往往會產生噪點圖像。
不過,三星聲稱,這種新的傳感器能夠拍出清晰的照片,即使在低光照條件下,這主要是因為其在每個像素周圍建立了屏障,再加上一個3x3像素混合方法,他們稱之為9合1像素合成技術(Nonacell),雖然單位像素尺寸仍舊是0.8μm,但合成像素從1.6μm升級為2.4μm,即等效1200萬像素,提高暗光拍攝能力。
接下來是拆解4800萬像素的潛望式鏡頭模組。
在以前,由於手機機身厚度及內部空間的限制,無法持續做大長焦攝像頭焦距,提高光學變焦倍率,因而手機所配備的長焦鏡頭一般只能實現2-3倍光學變焦,而潛望式結構的出現,使得5倍乃至10倍光學變焦成為可能。
潛望式攝像頭模組,是將一組鏡片平行放置在手機上,然後在鏡頭末端增加一個45°的稜鏡改變光路,模組橫置之後,實際焦距可以大幅增加,同時不影響整個模組高度。
在手機廠商當中,OPPO最早發布了基於潛望式結構的5倍、10倍光學變焦技術。不過,OPPO潛望式光學變焦技術是與以色列多鏡頭製造商Corephotonics合作實現的,Corephotonics號稱是「完美的移動相機體驗、多光圈成像技術先行者」,具有多年研發變焦技術的經驗,在這一領域擁有約150項專利。
而在2019年1月,三星斥資1.55億美元收購了Corephotonics,這也使得三星獲得了完整的潛望式光學變焦技術。
可以看到,這個潛望式光學變焦攝像頭模塊占用了很大的橫向空間。一組變焦鏡片被安裝在了這個厚度為8.8毫米的模組當中。
據iFixit稱,這個潛望式光學變焦鏡頭本身具有4倍光學變焦,其餘部分則是結合了傳感器裁剪和合併(將4800萬像素縮減為1200萬像素),以及與標準的數碼變焦進行組合,從而實現了100倍的變焦能力。
拿起內部的稜鏡後,我們可以看到他圍繞的銅線圈和磁鐵,以及支撐架上的微小白色軸承,稜鏡靠著該支架前後移動,以補償手的抖動。
接下來,我們來看iFixit拆解的S20 Ultra的主板:
△打開屏蔽罩,我們可以看到主板上的晶片:
紅色:三星K3LK4K40BM-BGCN 12GB LPDDR5 RAM,堆疊在其下方是高通865處理器
橙色:三星KLUDG4UHDB-B2D1 128 GB UFS 3.0快閃記憶體
黃色:高通SDX55M第二代5G數據機
綠色:Skyworks SKY58210-11射頻前端模塊
天藍色:Qorvo QM78092前端模塊
深藍色:美信MAX77705C電源管理IC
紫色:高通QPM5677和QPM6585 5G功率放大模塊
△主板的背面:
紅色:高通SDR865射頻收發器
橙色:村田KM9D19075 Wi-Fi和藍牙模塊
黃色:高通PM8250電源管理IC
綠色:高通PMX55電源管理IC
天藍色:高通PM8150C電源管理IC
深藍色:高通QDM4870前端模塊
我們再來看TechInsights拆解的S20 Ultra的主板:
由於iFixit和TechInsights拆解的S20 Ultra的版本不同(iFixit是128GB存儲版,TechInsights是256GB版,都是美版),因此在部分晶片的具體型號上略有差異。不過TechInsights對於主板上的晶片標註更為詳細一些。
△主板正面的晶片如上圖,包括:
三星K3LK4K40BM-BGCN 12 GB LPDDR5)和在其下方的驍龍865處理器
高通驍龍X55 5G數據機(SDX55)
三星KLUEG8UHDB-C2D1 256 GB UFS 3.0存儲
美信MAX77705 PMIC
NXP PCA9468電池充電IC
意法半導體STM32G0786 MCU
高通PM3003 PMIC
Cirrus Logic CS35L40音頻放大器
高通QPM5677 PAM(頻段N77 / 78)
高通QDM5873 FEM
三星S2MPB02相機電源管理IC
ON Semi NCP59744穩壓器
Maxim MAX77816降壓-升壓型穩壓器
高通QDM4820 FEM
△同樣,TechInsights對於主板背面的晶片標記也更為詳細,包括:
高通QDM4870 FEM
三星機電Wi-Fi / BT模塊
高通PM8150C PMIC
高通PMX55 PMIC
高通PM8250 PMIC
高通QET6100信封跟蹤IC
ON Semi NCP59744穩壓器
三星S2MPB03相機電源管理IC
△子板上的晶片:
意法半導體LSM6DSO MEMS加速度計和陀螺儀
意法半導體LPS22HH MEMS壓力傳感器
△子板的背面晶片:TechInsights認為可能是三星SM3080 PMIC
△另一塊子板的正面:
Qorvo QM78092有限元
Skyworks SKY58210-11有限元
高通QET5100信封跟蹤IC
Skyworks SKY77365-11 PAM
三星S2M1W04無線充電接收器IC
△另一塊子板的背面:
高通SDR865射頻收發器
Cirrus Logic CS35L40音頻放大器
Cirrus Logic CS40L25音頻放大器觸覺
恩智浦SN110安全NFC模塊
三星S2MIS0A MST驅動程序
△在拆解電池的時候,iFixit遇到了一些阻力,三星用了大量的膠水來固定電池。
△三星S20 Ultra內部的這塊超大容量電池是由天津三星視界製造,在3.86V電壓下擁有5000 mAh的電量,總功率為19.30 Wh。相比iPhone 11 Pro Max(15.04 Wh)和Galaxy Note 10+ 5G(16.56 Wh)都要高出不少。
△取出主板和電池之後,我們可以看到主板下方有著大面積的銅製散熱片,而在手機內存的邊緣,iFixit還發現了毫米波天線。
△同樣用打開後蓋的方法,iFixit將螢幕也拆卸了下來。
△在螢幕背面的下方,我們可以看到兩顆晶片,一顆是高通QBT2000 3D超聲波傳感器控制器,而通過FPC軟板與其相連接的並被固定在中部的則是高通的超聲波指望識別傳感器。另一顆晶片則是三星S6SY79AX 6877DW3。
△最後來張全家福
總的來說,三星S20 Ultra在內部做工上還是非常出色的,畢竟是一線大廠。內部的1.08億像素鏡頭以及4800萬像素潛望式光學鏡頭的令人印象深刻。用料方面,美版的S20 Ultra除了螢幕、內存晶片、主攝像頭模組、快閃記憶體晶片和電池等大的組件用的是三星自家的之外,只有少數小晶片用的是自己的,其他也都是美日歐一線大廠的元器件。
那麼,美版三星S20 Ultra 256GB版硬體成本是多少呢?
根據TechInsights對於Galaxy S20 Ultra(256GB版)的成本分析,TechInsights認為S20 Ultra的總物料成本為528.5美元(約3669元人民幣)。相對於其1399美元的起售價來說,並不算高。
從其成本構成來看,在S20 Ultra的物料成本當中,占比最高的正是其攝像頭模組成本,達到了107.5美元(約746元人民幣);其次則是其搭載的驍龍865應用處理器和驍龍X55 5G基帶,達到了81美元;顯示屏和觸摸屏,成本為67美元;內存晶片成本為44美元;射頻器件成本為33美元。
不過,需要指出的是,韓版及部分歐版的三星的S20 Ultra則可能大量採用了自家的晶片,包括Exynos 990處理器、Exynos 5123基帶、射頻IC、包絡跟蹤和電源管理IC等。
韓版三星S20 Ultra用了大量自研晶片
此外,TechInsights還拆解了一款韓版的128GB版三星S20 Ultra,其採用了大量的三星自研晶片。
這款韓版的S20 Ultra採用了三星自研的Exynos 990應用處理器,以及外掛的5G數據機Exynos 5123(三星Exynos 980才是5G SoC)。
△主板正面:
三星Exynos 990和堆疊在其上面的三星K3LK4K40BM-BGCN 12GB LPDDR5內存
三星Shannon 5123 5G數據機
三星KLUDG4UHDB-B2D1 128 GB UFS 3.0
美信MAX77705 PMIC
恩智浦PCA9468電池充電器IC
三星S2BB246 DC / DC轉換器
三星Exynos SM 5800電源調製器
Cirrus Logic CS35L40音頻放大器
ON Semi NCP59744穩壓器
不知名的型號為451的晶片
△三星Exynos990基於三星7nm EUV工藝,採用8核CPU設計,搭配自研的雙核M5核心+雙核Cortex-76核心與四核Cortex-A55核心, GPU為Mali-G77 MP11。Exynos990的封裝尺寸為10.74 mm x 8.55 mm = 91.83 mm 2。由於它是沒有數據機的純應用處理器,因此其裸片尺寸無法直接與之前的Exynos 980進行比較。
△三星Exynos990裸片內部結構圖
△主板背面:
Qorvo QM78078
未知品牌的452 PAM
三星機電Wi-Fi / BT模塊
三星Shannon 5203 PMIC
三星Shannon 5311 PMIC
Broadcom BCM47755 GNSS定位中心
三星Shannon 5200A PMIC
三星S2MPB02相機電源管理IC
三星S2MPB03相機電源管理IC
ON Semi NCP59744穩壓器
△子板正面
意法半導體LSM6DSO MEMS加速度計和陀螺儀
意法半導體LPS22HH MEMS壓力傳感器
△子板背面:三星SM3080 PMIC
△另一塊子板正面:
安華高AFEM-9130 FEM
村田501 FEM
三星Exynos RF 5510(S5M5510)RF收發器
三星Exynos SM 5800電源調製器
Skyworks SKY77365-11 PAM
三星S2M1W04無線充電接收器IC
△另一塊子板背面:
三星SEN4XS2安全NFC模塊
Cirrus Logic CS35L40音頻放大器
Cirrus Logic CS40L25音頻放大器觸覺
三星S2MIS0A MST驅動程序
可以看到,在韓版S20 Ultra的內部主板上被標註出的34顆晶片當中,有18顆晶片是三星自己的,占比約53%。相比之下,在美版的S20 Ultra內部主板上被標註出的35顆晶片當中,只有8顆是三星自家的,占比僅約22.9%。
雖然TechInsights並未給出韓版S20 Ultra的硬體成本分析,不過由於其內部大量採用了三星自研的晶片,預計成本將會比美版更低。
編輯:芯智訊-浪客劍