「iPhone15シリーズの内部構造：iPhone14からiPhone15への進化」についてご紹介
ご訪問ありがとうございます。
今回は、iPhone14からiPhone15への進化、そしてiPhone15シリーズ（無印/Pro/Pro Max）の内部構造の特徴についてご紹介します。
iPhone14/14プラスから画面/背面ガラスが取り外せる設計に
2022年にリリースされたiPhone14/14プラスでは、歴代のiPhoneではじめて画面ガラスおよび背面ガラスの両方を取り外せる設計になった。iPhone13シリーズ以前は、背面ガラスと金属製(アルミまたはステンレス)のサイドフレームは強力な接着剤で一体化されており、そこにロジックボードやバッテリ、カメラ類など、すべての部品が取り付けられていました。
以前（iPhone8以降）のモデルはガラス部品交換が困難な仕様
このため、背面がアルミからガラスに変わったiPhoneXおよびiPhone8以降のモデルでは、落下や衝撃などで背面ガラスが割れてしまっても、ガラス部品だけを交換することは不可能でした。
メンテナンスと資源のリサイクルを考慮した「iPhone14」
そこで、iPhone14はその構造設計を見直すことで、画面ガラスおよび背面ガラスのいずれも独立して交換できるようにしています。この取り組みはiPhoneのメンテナンス性を向上させるだけでなく、資源のリサイクル面も考慮した設計に変更されています。
iPhone14の内部構造
2022年に登場したiPhone14は、はじめて画面ガラスと背面ガラスの両方を開くことができる構造を採用。これによって両面を覆うガラスのいずれが損傷しても交換が可能になり、リサイクルの際の材料分別も容易に。
iPhone14シリーズで交換できるのはiPhone14/14プラスのみ
iPhone14シリーズで背面ガラスを取り外せる設計になったのはiPhone14/14プラスのみで、iPhone14プロ/14プロマックスは背面ガラスを外せる設計にはなっていません。
iPhone15 Pro/15プロ・マックスから設計変更
しかし、iPhone15 Pro/15プロ・マックスでは、ついに背面ガラスを取り外せる構造に変更されます。
iPhone15の内部構造：「USB-C」「大型メインカメラ48M」の採用
iPhone15は、iPhone14と同様に、背面ガラス側を外すことでバッテリーなどにアクセスできます。両者の部品レイアウトはそっくりで、LightningからUSB-Cへのポート変更と48Mセンサ採用によるメインカメラの大型化が特徴です。
iPhone15と15プロの内部構造の違い：ミドルフレーム
iPhone15と15プロの内部構造は同じではない。最大の違いはミドルフレームの取り付け位置です。iPhone15はiPhone14と同様、ディスプレイ側にミドルフレームが配置されており、バッテリーやロジックボードをはじめとする主要な部品はそこに取り付けられています。
そのため、iPhone15のバッテリ交換はミドルフレームのない背面ガラス側を取り外しての作業になります。
背面ガラス上にあるのはマグセーフ(MagSafe)の受電コイルとマイクやストロボLEDなどのみのため、高価かつ繊細な部品を備えるディスプレイ側を外すより分解時のダメージリスクが小さい。
バッテリ交換時に画面ガラスを取り外しが必要な「iPhone15 Pro」
一方で、iPhone15 Proは背面ガラス側にミドルフレームがあり、主要部品はそこに取り付けられています。このため、バッテリ交換は従来と同じく画面ガラスを取り外しての作業になります。
iPhone15 ProはiPhone15と異なる構造
iPhone15 ProはiPhone15とは異なり、画面ガラス側を外して内部にアクセスする。このため内部部品のレイアウトはiPhone14 Proと変わらず、バッテリ交換は画面ガラス側からしか行えません。
iPhone15 Proから背面ガラスを外せる構造に
iPhone15 Proも、背面ガラスを外せる構造に変更されています。
バッテリ交換には画面ガラスを外す必要があり
一方でミドルフレームが背面ガラス側にあるため、バッテリ交換の場合はディスプレイとタッチパネルを備えた画面ガラス側を外す必要があります。
iPhone15/ Proのメインカメラ
画像左がiPhone15 Pro、右がiPhone15のメインカメラユニット。イメージセンサのサイズがProと無印では、異なることがわかります。センサーの四隅にあるオレンジ色の部品は、センサシフトメカニズムの駆動用ボイスコイル。
iPhone15 Proシリーズ外装の特徴：チタニウム合金素材のサイドフレーム
外装面ではiPhone15 Proシリーズに新たに採用されたチタニウム合金素材のサイドフレームが大きな特徴です。チタニウム製サイドフレームは、アルミニウム製ミドルフレームと業界初の熱加工プロセスによる固体拡散によって強度に結合されています。
傷つきやすい性質を持つ「チタニウム素材」
さらに耐指紋性撥油コーティングが施されており、指紋が付きにくいメリットがあります。しかし、このコーティング加工はダメージを受けやすいというデメリットもあります。それはチタニウムは非常に軽量で丈夫な金属ではあるのですが表面硬度はそれほど高くなく、ステンレスと比べると傷つきやすい性質を持つためです。
iPhone15 Proのチタン製サイドフレーム
iPhone15 Proに採用されたチタン製サイドフレームは、製品の軽量化とディスプレイの狭額縁化に貢献しています。
その一方でチタン製サイドフレームと耐指紋性撥油コーティングはステンレス製サイドフレームに比べて傷が付きやすいというデメリットも。
iPhone15 Proのメイン基板
iPhone15 Proに搭載されたA17Proは190億個ものトランジスタを集積し、M1の160億個を超えてM2の200億個に迫る精密度。しかも、最新のTSMCの3nmプロセスの採用により、従来と変わらないサイズを実現しています。
iPhone15 Proの無線基板
iPhone15に搭載された第5世代5Gモデム「SnapdragonX70」チップセット。【1】が中核となる「SDX70Mモデム」、【2】が「RFトランシーバ」、【3】が「Wi-Fi/Bluetooth」モジュール。
iPhone15 Proマックスのロジックボード
iPhone15 Proマックスの構造はiPhoneXではじめて採用された二層スタック構造になっており、メイン基板の裏面(外部からは見えない面)にA17プロチップが搭載されています。
190億個のトランジスタを集積した「A17プロ」
A17プロは190億個という、M1チップを上回る規模のトランジスタを集積しSoC(System on a Chip)ですが、TSMC(台湾積体電路製造)の3nmプロセス採用により、従来のiPhone向けアップルシリコンと変わらないサイズを実現しています。
SoCに電源を供給するPMIC(電力管理IC)
また、周辺にはSoCに電源を供給するためのPMIC(電力管理IC)が複数搭載されている。
iPhone15 Proマックスの無線デバイス「X70」
iPhone15 Proマックスの無線基板には、クアルコム社(Qualcomm)の「スナップドラゴン(Snapdragon)X70」チップセットが搭載されています。
次世代iPhoneの無線基板は「X75」
クアルコムは2023年2月に次世代移動通信「5G-アドバンスト(Advanced)」に対応する「スナップドラゴンX75」を発表しており、2024年に登場するiPhoneにはこのX75が搭載されると考えられます。
自社開発の5Gモデムは搭載されず
アップルは2019年にインテル(Intel)のスマートフォン向けモデム事業を買収しており、いずれかのタイミングで自社開発の5GモデムをiPhoneに搭載すると考えられていました。 しかし、2023年9月にクアルコムから「アップルとモデムチップセットの供給に関する契約を2026年まで延長した」と発表があったことから、5Gモデムチップの内製化とiPhoneへの搭載にはまだしばらく時間がかかりそうです。
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