애플은 페이스ID 기능을 탑재한 아이폰X를 2017년 9월 발표하면서 “미래와의 조우(Say hello to the future)”라는 표어를 내세웠다. 올해는 대화면을 강조하면서 아이폰Xs맥스와 아이폰Xs를 발표했다. 주요 프리미엄 단말기가 발표된 이듬해에 발표되는 제품은 혁신 기능이 적다. 언제인가부터 애플의 전통이 됐다.
테크인사이트는 256GB 용량의 아이폰Xs맥스 모델 A1921을 사들여 테어다운(Teardown·원가분석)을 시도했다. 박스를 개봉해서 확인된 단말기의 외형은 아래와 같았다. 아이폰Xs와 아이폰Xs맥스는 TSMC 7나노 핀펫 공정의 8코어 뉴럴엔진 애플 A12 바이오닉 칩, 애플 자체 설계된 2세대 그래픽처리장치(GPU), 인텔 CDMA 지원 베이스밴드 프로세서, 새로운 CMOS 이미지센서(CIS)와 페이스ID 부품을 포함하는 다양하고 흥미로운 부품을 이용했다.
아이폰Xs 내부의 모습.
아이폰X 내부의 모습.
각 부품을 나열한 아이폰Xs의 모습.
일반적으로 애플은 필요한 기능을 훌륭하게 지원한다면 다음 모델에도 비슷한 구성을 적용하는 경향이 있다. 아이폰X와 마찬가지로 아이폰Xs맥스도 2개의 기판(Substrate)을 사용한다. 아이폰Xs맥스의 경우 과거 파워앰프(power amplifier)가 위치한 자리에 제3의 인쇄회로기판(PCB)이 있다. 해당 PCB가 만약 모든 RF 프론트엔드 부품을 포함한 RF 모듈이라면 애플은 서로 다른 주파수 밴드를 이용하는 다양한 시장에 대응하기 위해 전체 메인보드를 재설계하는 방법을 피할 수 있을 것이다. 아이폰Xs맥스의 주요부위별 가격은 다음과 같다.
아이폰X 대비 아이폰Xs맥스의 가격 인상 요인은 베이스밴드, 커진 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이와 배터리, 늘어난 플래시 메모리와 비전자 부품이다. 아이폰Xs맥스는 아이폰X에 비교해 더 크고 무거운 케이스를 사용하며 내부 프레임은 점용접, 인서트 사출, 등과 같은 제조비용 상승요인을 확인할 수 있었다.
애플 A12 바이오닉 칩(APL1W81)을 처음 만나게 됐다. 마이크론 MT53D512M64D4SB-046 XT:E 4GB LPDDR4x SD램(A1921 모델 기준)과 함께 포장된 패키지 온 패키지(PoP) 칩이다. 북미모델인 A1921이 아닌 호주모델 A2097/A2101의 경우도 마이크론 SD램이 확인됐다.
애플 A12 바이오닉 칩.
아이폰X와 아이폰Xs의 부품원가 비교.
이후 추가로 입수한 아이폰Xs/Xs맥스에서는 A12 PoP에서 삼성전자 K3UH5H50MM-MGCL 4GB LPDDR4x SD램을 발견했다. A12 APL1W81 칩을 디캡(decap)한 결과 다이(die) 표시는 TMJA46를 확인할 수 있었다. 다이 크기는 9.89㎜×8.42㎜=83.27㎟이다. 따라서 A11 칩 대비 다이 크기는 약 11% 줄었다. 추가분석이 완료되면 고해상도 폴리 다이 사진과 기능 블록을 표기한 평면도(floorplan) 사진도 발표할 예정이다.
인텔 PMB9955로 확인된 부품은 인텔 XMM7560과 같은 칩이다. CDMA 지원이 가능한 5세대 롱텀에볼루션(LTE) 모뎀이다. 인텔 14나노 공정으로 제조된 부품이며 과거 스프레드트럼 SC9853I 모뎀도 같은 인텔 14나노 공정으로 제조됐다.
애플 바이오닉 A12 칩의 외형.
칩 내부의 모습. TSMC 7나노 공정으로 만들어졌다.
평면도를 살피면 애플이 자체 설계한 GPU 코어와 뉴럴 엔진의 모습이 보인다.
흥미로운 건 과거 인텔 베이스밴드 프로세서는 TSMC에서 제조했다. 예컨대 XMM7480 (PMB9948)은 TSMC 28나노 공정을 이용했다. 전원 관련 부품은 인텔 PMB6829, 애플338S00456, 338S00375, 텍사스인스트루먼트(TI) SN2600 배터리 충전 IC, ST마이크로일렉트로닉스 STB601A0 등이 확인됐다.
최근 아이폰은 다이얼로그(Dialog)의 전력관리칩(PMIC)을 사용했다. 아이폰Xs맥스의 메인 PMIC는 애플로고(APL1091)를 가진 칩이 쓰였다. 반면에 아이폰Xs(A1920)에서는 다이얼로그의 338S00383 칩이 장착됐다.
인텔 PMB9955 베이스밴드 프로세서.
인텔 PMB5762 RF 트랜시버.
ST마이크로일렉트로닉스 STB601A0 전원관리칩.
아이폰Xs맥스, 아이폰Xs 및 아이폰XR 모두 페이스ID를 사용한다. 따라서 올해 출시되는 모델은 모두 지문인식 기능이 빠졌다. 터치ID에서 페이스ID로의 전환은 다음 4개 업체에 가장 큰 영향이 있다. 아나로그디바이스(ADI), NXP가 과거 터치ID 시스템에 필요한 부품에 대한 기회를 잃었다. 반대로 피니사(Finisar)와 루멘텀(Lumentum)은 닷 프로젝터(dot projector)에 필요한 레이저(VCSEL) 솔루션에 대한 공급권을 확보하게 됐다.
이번에는 커지고 깊어진 픽셀을 적용한 센서로 홍보된 1200만화소 해상도의 광각 카메라에 집중했다. 아이폰Xs맥스 광각카메라는 소니 7.01㎜×5.79㎜(40.6㎟) 다이 크기를 가진 적층 CIS를 사용했다. 아이폰8/X의 광각카메라에 사용된 5.21㎜×6.29㎜(32.8㎟) CIS와 비교된다.
아이폰Xs맥스 광각카메라의 픽셀 간격은 1.4µm(아이폰8/X의 경우 1.22µm)이다. 특히 포커스 픽셀의 밀도가 늘어난 것을 확인할 수 있다. 포커스 픽셀이라는 용어는 애플이 듀얼픽셀 PDAF(Phase Detection Auto Focus) 구조에 별도로 붙인 이름이다. 자동초점 영역의 증가를 의미한다. 포커스 픽셀은 2014년 아이폰6에서 처음 소개됐다. 당시에는 좌우 페어드 마스크 포커스 픽셀(paired masked Focus Pixel)로 구성됐다. 2017년에는 셰어드 포커스 픽셀(shared Focus Pixel)로 전환했다. 애플은 광각 포커스 픽셀을 모두 초록색 채널에 적용했다.
페이스ID 기능을 탑재한 전면 카메라 모듈.
뒷면 카메라 모듈. 1200만화소 해상도를 지원한다.
아이폰6부터 지금까지의 광각카메라 CIS의 포커스 픽셀의 동향.
아이폰Xs맥스의 플래시 메모리는 샌디스크 SDMPEGF18 256GB로 확인됐다. 64단 3D 구조를 갖추고 있다. USI 339S00551 와이파이/블루투스(BT) 모듈은 브로드컴 시스템온칩(SoC)이 활용됐다. 이전까지는 없던 칩이다.
애플 338S00411 오디오 앰프와 애플 338S00248 오디오 코덱이 쓰였다. 패키지 표시가 100VB27로 표기된 NXP 칩은 근거리무선통신(NFC) 컨트롤러로 예상된다. NXP는 최근 수년간 애플의 NFC 컨트롤러 공급업체였다. 아이폰X/8/8플러스, 애플 워치 시리즈3에서는 PN80V NFC 컨트롤러(7PN552)가 확인됐다. 아이폰7/7플러스와 애플 워치 시리즈2에서는 PN67V(7PN549)를 확인했다. PN80V와 PN67V의 다이 평면도는 매우 비슷하다. 다이 크기(7.89㎟)도 같다.
패키지 표시가 100VB27로 표기된 NXP 칩은 근거리무선통신(NFC) 컨트롤러로 예상된다.
RF 프론트엔드를 이루고 있는 아바고 AFEM-8092 FEM, 스카이웍스 SKY13768 FEM, 스카이웍스 SKY85403 FEM.
아이폰Xs/Xs맥스와 애플 워치 시리즈4에서 확인된 NXP 100VB27의 톱 메탈 사진을 우선 관찰해보면 NXP의 새로운 NFC 컨트롤러 다이로 예상된다. 다이 크기는 10.26㎟이며 평면도는 이전 NFC 컨트롤러와는 상당히 다르다.
아바고 AFEM-8092 FEM, 스카이웍스 SKY13768 FEM, 스카이웍스 SKY85403 FEM과 추가로 몇 가지 스카이웍스 칩도 확인됐다. 한편 LG디스플레이가 드디어 애플에 OLED 패널을 공급한다는 정보를 접할 수 있었다. 그러나 작년에 발표된 모델에서는 찾을 수 없었다. 추가분석을 이번에는 성공했는지 확인할 예정이다.
