Chaque fois qu'Apple Inc. sort un nouvel iPhone, des analyses après démontage de sociétés comme IHS Inc., UBM et iFixit dissèquent rapidement celui-ci et mettent en avant les composants onéreux qui s'y trouvent comme l'écran, le processeur, la batterie et les puces mémoire. Cependant, comme tous les produits électroniques, l'iPhone contient de plus petits dispositifs qui sont des éléments essentiels de la conception, notamment les condensateurs.
Le démontage par IHS de l'iPhone 6 montre le rôle critique joué par les condensateurs dans de tels produits électroniques de renom, avec un nombre estimé de 730 de ces composants passifs trouvés dans le smartphone. Des condensateurs sont présents dans chaque sous-système majeur de l'iPhone 6, ce qui montre combien ces dispositifs sont omniprésents.
Envol des coûts de nomenclature
Dans une analyse après démontage préliminaire menée en septembre 2014, IHS a estimé le total des coûts de nomenclature de l'iPhone 6 équipé d'une mémoire flash NAND de 16 gigaoctets (GByte) à 196,10 $.
Bien sûr, les éléments onéreux dotés d'une technologie de pointe sont responsables de la plus grosse partie du coût.
Par exemple, le sous-système de l'écran de l'iPhone 6 utilise la technologie Retina haute définition de l'Apple et des LCD de commutation en contact, en plan avancés. Le processeur d'applications est l'A8 d'Apple, ce qui était une technologie de pointe à l'époque, fabriqué à l'aide d'une technologie de fabrication de semi-conducteur de 20 nanomètres d'avant-garde et comportant deux fois plus de transistors que l'A7 de la génération précédente.
IHS n'a pas révélé les coûts par pièces de ces composants majeurs, mais l'écran est les sous-systèmes du processeur d'applications de l'iPhone 6 coûtent respectivement 45,00 $ et 20,0 $.
L'heure de gloire des condensateurs
Par contre, à une exception près, le coût de tous les condensateurs de l'iPhone 6 ne s'élève même pas à 1 % par appareil. Additionnés, les 730 condensateurs du smartphone ne coûtent que 2,13 $, ce qui ne représente que 1 % des coûts totaux de nomenclature.
Cependant, on retrouve des condensateurs dans chaque portion de la conception, depuis la carte à circuits électroniques imprimés (PCB) principale, aux cartes à circuits électroniques imprimés d'entrée/sortie et d'interface, du bouton d'accueil, du microphone avant, du module d'affichage et du bouton de flash/veille/réveil de l'appareil photo.
Tous les condensateurs sauf un dans ce produit sont des dispositifs multicouche en céramique (MLCC). Ceci illustre bien le fait que le MLCC est le condensateur le plus souvent trouvé dans les appareils électroniques, avec un nombre estimé de 1 billion de ces dispositifs utilisés chaque année. IHS a identifié les MLCC comme étant des condensateurs X5R/X7R, des dispositifs C0G/NP0 ou des pièces de traversée. Les condensateurs NPO, X5R et X7R définissent la plage diélectrique et de températures, ainsi que la charge de capacitance autorisée.
Les condensateurs de traversée en céramique ont des fonctions de dérivation. Ils sont en forme de tube, avec une couche de métallisation interne mise en contact avec une couche de plomb et de métallisation externe pour le soudage. La seule pièce sortant du lot était un dispositif encapsulé au tantale de Rohm Co. Ltd. Ce dispositif, le condensateur le plus cher de l'iPhone 6, coûtait environ 0,02 $. Les condensateurs au tantale sont utilisés dans des circuits d'échantillonnage et de maintien, et pour le filtrage de l'alimentation sur les cartes-mères d'ordinateur et les téléphones portables. Le condensateur au tantale Rohm est utilisé sur la carte à circuits électroniques imprimés principale de l'iPhone 6.
Des condensateurs à tous les niveaux
Les condensateurs de l'iPhone 6 sont situés dans les différents sous-systèmes du smartphone.
La carte à circuits électroniques imprimés principale du téléphone contient les fonctionnalités centrale de l'iPhone 6, notamment le processeur A8, la DRAM, le modem sans fil, le gyroscope et les capteurs d'accéléromètre. Comme elle incorpore toutes les fonctions système clés, la carte à circuits électroniques imprimés principale contient de loin le plus grand nombre de condensateurs (682) parmi tous les sous-systèmes.
Le nombre le plus important suivant de condensateurs se trouve dans la carte à circuits électroniques imprimés d'entrée/sortie et d'interface, avec 17 dispositifs. Le module d'affichage/d'écran tactile vient ensuite avec 11 condensateurs. Viennent ensuite le bouton d'accueil avec 9 condensateurs, la carte à circuits électroniques imprimés du microphone avant avec 7 et celle du bouton de flash/veille/réveil de l'appareil photo avec 4.
Efficacité Apple
Le nombre important de condensateurs de l'iPhone 6 est d'autant plus remarquable lorsque l'on prend en compte l'approche hautement intégrée et efficace d'Apple pour la conception d'appareils électroniques mobiles. Les produits mobiles d'Apple sont renommés en raison de la concentration de leurs fonctionnalités dans de grands circuits intégrés, ce qui minimise l'utilisation de plus petits composants, comme les éléments discrets et passifs.
Le secret du design élégant d'Apple réside dans son contrôle strict sur la sélection de la conception, des logiciels et des composants pour ses produits. Alors qu'Apple produit son propre système d’exploitation, d'autres fabricants d'appareils mobiles utilisent des systèmes d’exploitation de sociétés tierces. Apple développe également ses propres plans, alors que les autres entreprises utilisent des conceptions de référence tierces de sous-traitants et de fournisseurs de semi conducteurs. La société développe également sa propre conception pour ses circuits intégrés de traitement clés.
Cette approche permet à Apple de garantir une efficacité de conception sur les appareils mobiles que les autres fabricants de tablettes ne peuvent pas atteindre. Cette efficacité se retrouve dans des domaines comme la densité de mémoire, l'utilisation de la batterie, les coûts, la miniaturisation, les performances et le nombre de composants, selon IHS.
L'approche moins intégrée adoptée par d'autres fabricants signifie que leurs smartphones contiennent encore plus de condensateurs que les produits Apple.
Perspectives pour les condensateurs
Si Apple est un acteur majeur sur le marché des smartphones, les produits basés sur les systèmes d'exploitation iOS de l'entreprise devraient compter pour moins de 17 % des livraisons d'unités à travers le monde en 2015, selon la société de recherche sur les marchés IDC. La vaste majorité des livraisons restantes concerneront l'Android. Cela signifie qu'un nombre considérable de smartphones livrés chaque année utilisent des conceptions avec plus de composants discrets et passifs que dans la gamme iPhone.
Le marché des smartphones continue de se développer alors que ces dispositifs grignotent les parts de marché des autres types de téléphones portables. Les livraisons de smartphone dans le monde devraient s'élever 1,5 milliards d'unités en 2019, contre moins de 1,2 milliards en 2015 selon IDC. Tout cela signifie que les opportunités liées aux condensateurs dans les smartphones vont continuer de se développer au cours des prochaines années, ce qui se traduira par une augmentation des ventes pour les fournisseurs de composants passifs.