iPhone15が分解テーブルにやってきました。新しいUSB-Cコネクタにチタンフレーム、ペリスコープ、そして修理が配慮された設計が詰め込まれています。早速、その内部を覗いてみましょう！その他のiPhoneモデルのゲスト出演もありますが、このブログでは15 Pro Maxに焦点を当てています。
デザインアーキテクチャ
長年、スマートフォンの修理は、前面から開いて行うバッテリーの交換が難しく、同時に背面から開くスクリーンの交換が難航する作業でした。そんな中、昨年発売されたiPhone 14では、デバイスの前面と背面両側から開くことが可能となり、Appleは長年悩まされてきたこの問題を解決してくれました。この飛躍的なアップグレードによって、私たちはiPhone14のリペアビリティスコアを引き上げました。(しかし、iPhone 14の部品のペアリングがもたらす修理の制限のために、スコアを減点修正しました。しかし、それは別の話です)
iPhone 15と15 Plusは、iPhone 14の進化を引き継いでいます。内部パーツが、中央のシャーシもしくはミッドフレームに取り付けられていて、15 ProとPro Maxも、前後両側から開くことができます。しかし予想に反して、逆の方法に変わりました。つまり、全ての内部パーツは背面ガラスの後ろではなく、スクリーンの後ろに隠れています。その背面ガラスも14のように、取り外しが可能になりました。
この注目すべき変更を、私たちは喜ぶことができます。なにしろ、Appleの新作発表会で、初めてリペアビリティについて語られたのです。
背面ガラスを簡単に交換できる新構造フレームのおかげで、iPhoneの修理がしやすくなります。
この反転シャーシの配置により、バッテリー交換のような重要な修理は、不活性ガラスシートの代わりに高価で壊れやすいディスプレイを取り外さなければなりません。14と比べて破損のリスクが若干、高くなります。
バッテリーやその他重要な部品にアクセスするには、スクリーンの接着剤を温めてこじ開けますが、若干破損のリスクが上がります。うっかりケーブルを切断しても、高価なディスプレイを破損するよりは、まだマシです。
破損のリスクが若干低いという点では14に軍配が上がりますが、14も15も良いデザインと言えます。なぜ15 Proは14の設計を採用しなかったのでしょうか？その答えは、分かりません。カメラアレイが大きくなったことが関係しているのかもしれません。カメラはアルミ製ミッドフレームの切り欠きから突き出ているため、14のような配置のスペースが十分になかった可能性もあります。
Appleは、ディスプレイのベゼルの厚みを少しずつ薄くし続けています。
ディスプレイ外周のガスケットが白くなったという報告もありますが、新しくなったのではなく、黒から白に変わっただけです。前モデルと比べて設計は少し異なり、取り外しが難しくなったという声も聞かれます。
iPhone15のベースモデルは、Appleのサービスセンターでマイクの修理が行われています。部品のモジュール化が進んだため、独立した部品になりました。
ついに、USB-C
独自の道を切り開くことで有名なAppleに方向転換を迫るには、相当な圧力が必要です。私たちが提唱する「修理する権利」が、Appleに圧力をかけ続けてきました。現在、Appleは交換用の部品を販売し、修理マニュアルを公開しています。しかし、私たちの力では、標準USB-Cコネクタへの変更を説得することはできませんでした。この大きなチェンジを成功させるには欧州議会の力が必要でした。
そして今、誰もがその恩恵を享受できるようになりました！互換性はもちろん、USB-Cコネクタは外部デバイスに4.5ワットの電力を供給できます。0.3ワットしか出力できない従来のLightningコネクタと比べて、15倍という大幅なアップグレードです。
今回の新モデル発表にあたり、充電ポートについて2つの噂が流れていました。そのうちの一つは、このパーツがシリアル化され、主基板とペアリングされ、独立した修理ができなくなるというものでした。ラッキーなことに、これは現実のものとはならず、オリジナルのポートを交換用ポートに置換しても完全機能を維持できます。ほっ！
2つ目の噂は、Appleが何らかの理由でUSB-Cコネクタのスループットを制限するというものでした。
A17 SoCチップはUSB 3コントローラーを追加し、USB 3.2 Gen 2 10Gbのスループットを可能にしました。iPhone 15の非Proモデルは、前機種と同じA16 Bionicを継承しているため、USB 2のみ対応、Lightningを搭載した従来のデバイスと同じ転送速度に制限されます。
15 Pro Maxのバッテリーは4422 mAhで、14 Pro Maxの4323 mAhと比べて2.3％増加しました。同様に、15 Proの3274 mAhも、14 Proの3200 mAhから比較すると2.3％増量しました。A17 Proは電力の消耗が激しいにもかかわらず、バッテリーの容量があまり増加していないので、望ましいとは言えません。iPhone15モデルでAAAのゲーム中、デバイス内の温度が48度程度まで上昇し、温度を保ったままだったという発売初期のレポートを見つけました。この状態では、バッテリーの寿命が低下するとの報告があります。
バッテリーの交換は、トレーニングを受けた修理テックのみが可能です。幸いなことに、あなたもトレーニングされた技術者になることができます！Appleのサービスマニュアル（近日公開されると期待しましょう）やiFixitの修理ガイド（現在作成中です！）を使って、自分でトレーニングするだけです。これまで私たちは、何百万もの人が自分で電子機器を修理するのを助けてきました。
チタニウムの筐体
新Pro Maxモデルの重量は221グラムで、14モデルのPro Maxと比べて19グラム軽くなりました。19グラム軽くするために、あなたならいくら使いますか？100円硬貨を4枚取り出してください。あなたの携帯電話をこの分だけ軽量化することに、どれだけの価値があるでしょうか？あなたがAppleなら、ここに大きな価値があるでしょう。
iPhoneで最も多く金属が使われているのは外側のフレームで、アップルはそこで高度な冶金技術を駆使して軽量化し、マーケティング上で”軽くなった”というポイントを稼いでいます。
軽量化にまつわる興味深い諸説の一つは、デバイス周辺を軽量化すると、手の平の上でこれを転がす時、よりスムースに感じられるというものです。これは専門用語で慣性モーメント、つまり軸周りにデバイスを回転させるのに必要な力の大きさを指します。モノの端(外側)の質量が除かれると、内向きの力が加わりながら回転し、手に持った時の軽快感が増し加わります。実際9％の軽量化よりも、デバイスのどこを軽量化するかによって、軽くなったという「感覚」を得ることができます。
”ステンレスからチタンへの変更によって、デバイス外側の質量を減らすことができます。つまり、デバイス全体の質量を均等に減らすよりも、慣性モーメントを減らすことができます。その結果、15 Proは手のひらの上で操作しやすくなり、少なくとも軽くなったという印象を与えます。“
Dr. Drang
チタンは航空宇宙産業の素材であり、特別に丈夫で軽量な素材に大金を払ってもよい状況で使用されます。超高速偵察機SR-71ブラックバードに使われたチタンは、こっそりと旧ソビエト連邦軍が使用していたことで有名です。2001年、AppleはPowerBook G4のチタンシリーズを製造しました。私のお気に入りは、塗装したチタンでディスプレイを包んだこの主力製品でした。
一方で製造メーカーはできる限り、チタン製を排除しようとします。チタンは高価だけでなく、加工が難しいからです。
つまり、外側にチタンを使うのは理に適っていますが、ミッドフレームに使用しても意味がありません。内側に隠れたミッドフレームは、高度で複雑なアルミニウム構造で、デバイス内部の全ての部品が取り付けられています。しかし、アルミのミッドフレームを維持したまま、ケース外周にチタンを使う場合、どう設計すればよいでしょうか？
業界初の熱加工プロセスにより、チタン製バンドが100％リサイクルのアルミで製造された下部構造を包み込み、 固相拡散接合によってこの2つの金属が驚異的な強度で接合します。アルミフレームは熱放散が有効になるだけでなく、背面ガラスの交換が容易になります。
その熱加工プロセスとは、おそらく固相拡散接合であり、2つの異なる金属を加熱、加圧をすることで接合する技術です。この金属を熱して叩き合わせることは、何千年もの間、鍛冶屋が行ってきた方法です。しかし、最近ではかなり珍しいやり方になりました。ウィキペディアによれば、「固相拡散接合は比較的コストが高いため、他の技術では不可能もしくは難易度が高い場合のみに、使われることが多い。」とあります。
コストが高い？超硬質メタル？難易度が高い？まさにそれは、Appleが得意とするものです。
下の画像は、固相拡散接合を担う機械です。金属を摂氏1700度、つまり鋼鉄の融点くらいまで加熱をした後、酸素を抽出し、10-6torrの高真空を作り出します。そして100トンの力で加圧し、1時間放置します。この方法とAppleしのレシピは完全に一致しないでしょうが、これを読んで、ダイヤモンドの製造工程を思い起こせたら、かなり近づいています。
これは非常に複雑で高価な処理方法で、通常はスマートフォンの大量生産ではなく、少量生産の航空宇宙産業用の部品に限定されます。Appleがどんな機械を使っているかにせよ、彼らは非常に多くの機械を持っています。
実は、ここにはサステイナビリティ(持続可能性)の意味合いが潜んでいます。電子機器リサイクル業者は、鉄やアルミニウムの取り扱いには慣れていますが、普段、チタンを扱うことはありません。もしチタンがアルミのシュレッダーに入ってしまったら、処理機械の刃を傷つけたり、裁断精度が鈍ってしまうことでしょう。一方で、iPhoneは市場価値の残存期間が非常に長いため、一般的にiPhoneはリサイクル施設で特別な扱いを受けています。
チタン自体は非常に硬いのですが、チタンのコーティング加工はダメージを受けやすい特徴があります。Evident Scientificからの画像協力に感謝します。
エレクトロニクス
我々が期待していなかった発見は、Appleのベースバンドプロセッサです。Appleの5Gモデムチームは、何年間にも渡って開発を続けていますが、未だにそのハードウェアは披露されていません。一体、誰に同情すればよいでしょうか？ティム クックCEOの財布か、もしくはBroadcomと再契約を交わすために頭を下げた、可哀想なAppleの弁護士でしょうか。最初はInfeneon、それからIntel、そして現在はAppleに転職した、このプロジェクトに関わる何百人というエンジニアたちが、長い間、5Gモデムの開発途中にいます。これは恥ずかしいことです。
予想通り、主基板を分解すると、BroadcomのハイエンドモデムSnapdragon X70を搭載していることが確認できました。Qualcommによると、AIを使ってビーム管理とアンテナチューニングが稼働しています。AIと5G？前にもどこかで聞いたことがあります！(Foxconn社によるウィスコンシン州で始まったAIと5G、8Kを組み合わせた新しいプロジェクトです) しかし、8Kはどこにも見当たりません。
Apple A17 Pro ヘキサコアアプリケーションチップと6コアGPUは、 SK Hynix DDR5メモリと思われる下に搭載されています。これらの詳細については、単独のチップIDページを作成しました。ぜひご覧ください。
この部品はTSMCの最先端3nmプロセスで製造されており、AppleがTSMCの今年の生産能力全てを買い占めたため、他のメーカーは近い将来、Appleを打ち負かすことはできないでしょう。噂によると、この量産の歩留まりはかなり低く、特に高額な部品ということです。
カメラ
今年のカメラの大きなアップグレードは「テトラプリズム」ペリスコープ(潜望鏡)レンズで、iPhoneの光学ズームは2倍から5倍に向上しました。技術的にはGalaxy S23 Ultraが10倍ズームに対応しているため、iPhoneを上回りますが、Appleのエンジニアが実現した方法は特に興味深いものです。
電磁石によって制御される複数のレンズエレメントを使う代わりに、Appleは120mmの焦点距離をシミュレートするため光を複数回にわたって反射するシングルエレメントの「ペリスコープ(潜望鏡)」を設計しました。
スマートフォンのカメラ設計者が常に挑んでいる物理的な課題と言えは、レンズ機構の厚さでしょう。ペリスコープを使用することで、レンズからセンサーをほんの僅かだけ離せばよいのです。
ペリスコープは、障害物を越えて物を映し出すための装置で、このiPhoneで言う障害物とはカメラそのものを意味します。ミラーが光を横にバウンスすることで、フロントレンズとセンサー上のピント位置間の焦点距離が長くなります。
新ペリスコープレンズを除けば、15 Pro Maxのメインカメラとワイドカメラのセンサーは、昨年の14 Pro Maxと同じサイズです。つまり画質の向上は、カメラのハードウェア自体にあるというより、新A17 SoCチップに関係していることが分かります。
一つのサプライズは、カメラを固定するネジが従来よりも大幅に大きくなったことです！なぜでしょうか？理由は分かりませんが、せっかく新しい顕微鏡を借りているので、このネジをお披露目する絶好の機会です！
パーツのペアリングによって台無しにされる優れた設計
残念ながら、15 Pro Maxモデル2台の間でフロントカメラを交換すると、完全に失敗します。カメラが動作しません。昨年、初めて14モデルでこの問題に遭遇したとき、私たちはすぐに修正されるバグだと思い込んでいました。しかし私たちの期待は明らかに見当違いでした。
Appleのリペアビリティ(修理しやすさ)に対するアプローチについて、緊急に話し合う時が来たようです。私たちは修理しやすいiPhone 14の設計に興奮しましたが、パーツのペアリングによって修理の自由が制限され続けていることが浮き彫りとなり、私たちはリペアビリティスコアを「推奨するデバイス」の7点から「推奨しないデバイス」の4点に下方修正せざるを得なくなりました。パーツペアリングの危機にさらされたモデルを修理する場合、Appleの提供範囲内で部品を調達し、ソフトウェアを使って修理を承認させる必要があります。Appleによる部品のキャリブレーション(調整)なしでは、部品は機能しないか、一部の機能が損なわれ、警告が絶え間なく表示されます。
修理は、ソフトウェアの障害を抜きにしても難しいものです。私たちはここ数日、iPhoneに1万ドル以上を費やし、エンジニアたちはどの部品が修理可能で、どの部品が修理不可能かを判断するために総合的なテストを行っています。
系統的にiPhone内の全ての部品の互換性を調査する目的は、修理が不可能か、それとも単に阻害されているかを明らかにするためです。この互換性テストは、同じ機種の新品デバイス間で実施され、アフターマーケットの部品は一切使用していません。拡張現実（AR）機能やVision Proのコンテンツ生成に不可欠なリアLiDARアセンブリは、iPhone 15 Pro Maxに完全にロックされていることがわかりました。
iPhone 15 Pro Maxを2台購入し、LiDARモジュールを入れ替えました。カメラアプリは始め起動しましたが、その後クラッシュしました。この動作が何度も繰り返されました。
同モデルにおけるパーツのペアリングは、単なる機械的な互換性だけでなく、Appleのシステム構成ツールによる認証とペアリングが必要となるため、正規と見なされる交換は、Appleに承認された業者による修理に限定されます。つまり独立系修理業者を締め出し、電子廃棄物(E-waste)という包括的な問題に大きな影響を与える結果に繋がります。
私たちの懸念はiPhoneに限りません。リペアビリティに対する締め付けが厳しくなっているのはMacBookやiPadでも同様です。修理がAppleに制限され、DIY修理を諦めなくてはならない状況を目の当たりにしています。ソフトウェアによる数々の障害は、デザインにおける機械的な進歩に対して、大きく影を落としています。
SF作家たちが警告したように、デジタル著作権管理(DRM)が私たちの生活のあらゆる部分に影響を及ぼすディストピア的な未来がやってくるかもしれません。今、私たちはそんな状況下で生きています。こうした広範囲にまたがる制限の結果、オーナーシップ(所有権)が大きく侵害され、電子廃棄物の危機が増幅しています。
リペアビリティ
iPhone 15 Pro Max, 15 Pro, 15 Plusと通常モデル15のリペアビリティスコアは4/10です。(10が最も修理しやすい指標)
このスコアは、修理マニュアル公開の可能性と修理部品の販売を見込んでいるため、暫定的なものです。近い将来、Appleはこの2つを公開すると見込んでいます。
残念なことに、特別に設計されたスマートフォンであってもソフトウエアによる障害は全てを台無しにします。部品の交換が不可能なら、リペアビリティは劇的に低下します。iFixitでは、リペアビリティスコア5以下の製品を社内用デバイスとして購入しません。つまり、社内フォンとしてiPhone 15を購入することはありません。.
分解のまとめ
iPhone 15はインクリメントなアップグレードです。革新的だった両側から開くiPhone 14のアーキテクチャが採用されていて支持します。カメラハードウェアの改良は、常に有意義であり、ペリスコープのテクノロジーはとりわけ最先端です。高価なチタンは、落下試験の耐久性が低く、リサイクルが難しく、仕上げ加工に傷が入りやすいことを考えると、長期的に使用されるスマートフォンの材料として最適とは言えません。しかしAppleがチタン製スマートフォンを設計したことは称賛の価値があります。材料工学の技術者たちに脱帽しますが、私たちの観点からはアルミニウムでも十分です。
明らかに、Appleがパーツのペアリングを放棄する時が来ました。一部パーツのキャリブレーションは、修理現場で工具を使って行う必要があるでしょう。しかし、あるパーツはキャリブレーションの必要がなくても機能させたり、工場出荷時のレベルと同じ精度でなくても、キャリブレーションなしで機能させることが必要です。DIY修理にとって、全く問題ありません。
デバイスに取り付けられた部品は、機能することが重要です。1800年代に発明された交換を目的とした部品は、デバイス間で交換ができました。パーツを採取したり、アフターマーケットのパーツを使用したりする上で、ソフトウェアが障害となるべきではありません。ここに地元の修理ショップから大規模な再生業者、リサイクル業者まで、循環型経済全体が相互運用に依存しています。
iPhoneはスマートフォン市場を牽引していますが、リペアビリティでは後手に回っています。この差は完全にAppleの身から出た錆であり、修理を配慮したハードウェア設計が、パーツのペアリングやクラウドのキャリブレーション処理など、とてつもなく複雑な企業体制の下で損なわれています。
Appleにとって、そろそろ発想転換する時期が来ています。
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