2027年的iPhone長啥樣？| 半導體行業觀察

來源：本文由半導體行業觀察翻譯自medium，謝謝。

「每隔一段時間，就會有一個革命性的產品出現，然後改變一切。」

——史蒂夫·喬布斯

史蒂夫·喬布斯於2007年1月9日在Macworld博覽會上向全世界展示了iPhone。它擁有3.5英寸屏幕和200萬像素的攝像頭。從此，蘋果已經成為世界上最有價值的公司，iPhone開啟了智能手機革命，改變了數十億人的生活。

本月早些時候，蒂姆?庫克站在新的史蒂夫?喬布斯劇院，推出了全新的iPhone X，這是自iPhone問世的10年來首次進行重大反思。之前的每一代iPhone，矩形屏幕下方都有Home鍵。 新的iPhone X取消了Home鍵，擁有圓角的OLED屏幕，為應用程序的運行提供了一種全新的導航方式。手機的頂部是先前iPhone未曾有過的新的感測器和組件，允許了更廣泛的交互，包括面部識別解鎖和面部表情識別。

10年後的2027年，蘋果公司高管將再次優雅地向粉絲展示新款iPhone。這款iPhone將成為20周年紀念款，包含了20年的改進、完善和技術成就。

在本文中，我將闡述我預言的這款iPhone XX的樣子，以及它將如何適應技術的加速發展。

首先，關於飛行汽車和全息顯示

這不是科幻小說。2007年和2017年的iPhone看起來很相似，所以讓我們談談一些瘋狂的關於未來iPhone的想法，以及為什麼我不相信我們會在2027年看到這些。

為什麼還是矩形而不是正方形、圓形？首先，書本不是正方形或圓形，而是矩形。人類以特定的方式在頁面上閱讀文字，我相信至少在接下來的10年里，肖像畫一樣的屏幕比例將會持續存在。

為什麼還會有iPhone？AR眼鏡、VR眼鏡和飛行汽車會如何？技術並沒有人們想像的那麼快。100年前，人們確信我們將生活在火星殖民地上，食物就像藥丸一樣。相反，我們在50年里沒有把一個人送上新的星球，Soylent不僅味道糟糕，而且會讓人生病。所以iPhone在2027年左右仍會存在，而且仍將類似於我們今天使用的智能手機。

這並代表VR眼鏡和AR眼鏡在未來10年不會存在，它們只是不會取代我們口袋裡的手機。

全息顯示和手勢交互會如何？2027年，我們仍將在辦公桌上使用帶顯示屏的計算機，我們手中握著電話。真正具有未來主義風格的可以在任意方向操控、並傳輸數據到其他設備的手勢交互10年後不會出現。

可摺疊、可滾動或完全靈活的顯示屏呢？我認為這是所有未來場景中最有可能的通配符。三星在近10年時間裡一直致力於柔性屏幕的研發，他們的移動產品負責人表示，帶有柔性屏幕的Galaxy X將在2018年推出。沒有人知道是整個手機全是柔性的（需要柔性的電池和內部組件），還是只是屏幕區域是柔性的（厚重的外殼裝載著堅硬的組件），但不管怎樣，如果三星引入了一個開創性的柔性智能手機，那麼便開啟了一場軍備競賽，推動蘋果走向這個方向。時間會告訴我們一切。

有了這些非同尋常的東西，讓我們來看看iPhone XX的樣子。

形狀和顯示

iPhone X顯然不是手持計算設備的理想狀態。屏幕頂端的大而突出的開槽被蘋果用作感測器和面部跟蹤技術的奇蹟，僅僅因為這是蘋果在2017年選擇做的事情。如果他們能以某種神奇的方式將所有的感測器和攝像頭都塞到屏幕下面，他們很可能會這樣做。這個開槽介於B計劃和E計劃之間。

2027年，我相信這個開槽將會完全消失，十餘個蘋果專利的實現將帶來未來技術，幾乎所有東西都放在屏幕後面。屏幕就是手機，軟體將接管整個使用電話的體驗。最終會像《西部世界》中的平板電腦，或《Her》中的手機，邊框將會消失，而設備只是一個明亮發光的矩形。

這顯然是我們手中的交互設備的理想狀態。

為了解釋我得出這個結論的原因，我們必須回顧蘋果的產品營銷經理Michael Uy在2004年6月提交的專利。

專利# 7535468描述了一種奇妙的技術，成千上萬個像素組成了顯示屏，有成千上萬的微型攝像頭可以拍照，並將結果整合在一起。以下是蘋果對該專利的簡要描述：

「這項發明涉及一種集成的感測顯示屏。集成感測顯示屏包括顯示元件和圖像感測元件。因此，集成感測裝置不僅能輸出圖像（例如：用作顯示屏），也能輸入圖像（例如：用作相機）。」

當時，唯一報道了該專利的蘋果新聞網站是AppleInsider，他們是這樣描述的：

「本發明背後的想法是在構成顯示屏的LCD單元之間嵌入成千上萬個微型圖像感測器。每個感測器將負責拍攝一張整體照片。這些碎片幾乎可以瞬間被軟體拼接起來形成完整的圖像。」

2004年，這項技術並不存在，這是蘋果的賭注。Michael Uy在蘋果公司的任期持續了4年，在這段時間裡，他是蘋果公司一系列視頻相關軟體產品的產品經理，包括iMovie，Aperture和Final Cut Express。他只是蘋果的第2任軟體產品經理，因此有嚴重的極客范。作為專利的唯一發明人，我只能想像他在洗澡的時候突然靈光一閃想到了這個主意。

從那時起，蘋果提交了許多關於複雜的顯示屏下方的攝像機和感測器的專利，這一切都基於那個最初的專利。

2007年，蘋果公司提交了一項專利，該專利擴大了顯示屏下方的攝像機系統的概念，並詳細介紹了它的工作原理，特別是在用於視頻會議的筆記本電腦顯示屏上：

「顯示元件被配置成活躍狀態（其中顯示元件被照亮，以便在屏幕上的顯示圖像）和不活躍狀態（顯示元件變暗，部分透明）之間的循環。當顯示元件處於非活躍狀態時，圖像拍攝機構被配置為通過顯示屏幕和顯示元件拍攝顯示屏前方物體的圖像。」

三年後的2011年10月，蘋果公司把所有「顯示屏下方」的技術都申請了專利，具體內容是，具體列出了各種組件（攝像機，感測器，揚聲器等）放置在顯示屏後面如何工作。

來自AppleInsider的專利報告：

美國專利商標局頒發的具有小孔顯示屏的電子設備的9,543,364號專利描述了一種方法，通過該方法可將各種部件安裝在設備屏幕中的小孔之後，其尺寸小到人眼無法察覺。這種安排將允許工程師設計具有真正的全面屏或「全臉」顯示屏的智能手機或平板電腦。

這一專利極大地擴展了Michael Uy的最初設想，即使在顯示像素保持活躍時，顯示屏像素之間的小孔也可以允許感測器數據流過屏幕。

下圖來自於專利，右圖所示（中心的圓圈），這些感測器在顯示屏內的微小像素之間工作。這個想法非常瘋狂。

直到2017年1月，蘋果才被授予專利，在獲得授權之後，專家們認為這項技術將會出現10周年的iPhone中。很顯然，這一技術並沒有出現。於是我們看到了一個開槽。

我確信這些技術目前正在Cupertino 的一個不起眼的實驗室里進行開發，他們可能已經研究了很多年了。2027年，距離Michael Uy提出這一技術最初設想已經過去了23年，距離蘋果公司提出如何將這些技術運用到實際應用的詳細後續檔案已經過去了16年。

對於蘋果真正想要打造的產品來說，開槽顯然只是權宜之計。現在，距離他們的願景實現只是時間問題而已。

既然我們已經討論過了開槽，那麼我們再來討論一下屏幕本身。

最近推出的iPhone X擁有令人難以置信的屏幕。即便假想的iPhone XX在2027年亮相，我也不認為蘋果需要在屏幕的逼真度上進一步創新。以下是iPhone X的屏幕規格：

5.8英寸OLED HDR超視網膜顯示屏

解析度2436*1125,像素密度458ppi

對比度1000000:1

P3全彩色廣色域顯示

最大亮度625cd/m2

OLED HDR屏幕（擁有純黑色和令人難以置信的鮮艷色彩）顯然是未來，所以除非在接下來的幾年裡出現了更好的屏幕技術，否則我認為這個假設很正常，即iPhone XX將擁有類似於蘋果剛剛發布的iPhone X的屏幕。

至於解析度，458ppi是蘋果公司在設備中使用的最高像素密度。雖然它低於三星S8的571ppi，但仍然遠遠超出了蘋果對「視網膜」的定義，這個像素在正常的觀看距離上是不可能分辨的。跳躍到更高解析度的屏幕（運行在4x或更高版本）即便在10年後也不是明智的決定，因為像素密度的增加無法被用戶察覺。

iPhone XX屏幕上最大的不同是Pro Motion。

iPhone X中的Super Retina HD顯示屏在各方面都令人難以置信，但它缺少蘋果推出的新型120Hz刷新技術Pro Motion。Pro Motion目前僅適用於新的iPad Pro，Pro Motion將顯示屏的刷新頻率從60Hz提高到120Hz，雖然很難用文字來描述（或用相機拍攝），但它真的是一種絕佳的使用方式。交互元件在滾動時粘在你的手指上，動畫變得流暢，幾乎感覺像是一個iPhone交互的CGI，而不是你正在進行交互的實時軟體。給人超凡脫俗的感覺。

我不知道Pro Motion何時會應用到iPhone中，但我懷疑它會在2027年之前到來，甚至可能在明年的iPhone X升級版中。

最後，iPhone X的亮度水平是625 cd / m2，這是iPhone顯示屏中最高的亮度值。這是令人難以置信的亮度，但顯示亮度肯定是可以而且應該在未來十年改善的領域，考慮到三星Galaxy Note8屏幕的亮度是其兩倍，峰值達到1200 nits。 我預計iPhone XX的屏幕會比iPhone 更加明亮，但由於蘋果始終意識到要節省電池的使用壽命，所以我並不期望iPhone XX的屏幕能夠如此明亮，以至於手機無法持續全天的正常使用。

iPhone XX屏幕預測

圓角無開槽5.5-6.5寸OLED HDR，3x 450-550ppi，Pro Motion，亮度800-1200 cd / m2

攝像機和感測器

2007年以來，智能手機相機主要用於拍照，然後與家人和朋友分享照片。然而，自從19世紀電影攝影發明以來，這就是照相機的用途。

只要看一下Flickr上的頂級攝像機，就可以看到每台相機拍攝的照片百分比。注意，我沒有說「智能手機攝像頭」，因為這個圖表顯示了所有類型的相機，而不僅僅是智能手機。

iPhone佔據了前五名。iPhone絕對是世界上最受歡迎的相機。

隨著iPhone X的推出和ARKit的到來，蘋果表示，「拍照」顯然只是我們所知道的相機的基本功能，也許是未來iPhone相機能夠實現的最無聊的事情。

如果我們回顧蘋果相機相關專利和公司的收購檔案，我們會發現一些有趣的想法，將它們放在一起分析時，可以清楚地看出iPhone攝像頭的發展方向。

我們還會發現為什麼2015年可能會被銘記，因為蘋果奠定了未來數十年中在增強現實和成像技術領域的領先地位。

首先，讓我們來看看蘋果公司在2015年春天收購了以色列相機模組公司LinX。

「以色列初創公司的硬體專門針對平板電腦和智能手機，它不僅支持低光圈的背景對焦，而且還能幫助你實現更好的低光效果，非常適用於在室內或夜晚不使用閃光燈拍照。該公司表示，LinX的重要硬體功能之一是在捕捉對象後實現選擇性對焦。」

LinX專門研究不同光圈和焦距的多鏡頭相機，以及將每個相機的數據組合成特殊的互動式照片所需的軟體，這些照片可以進行一些常規照片無法進行的操作，比如在拍攝完照片後動態改變景深。

其他一些初創公司也曾試圖通過多鏡頭相機實現無限深度的操作，其中最著名的是Lytro，它已經成為一個虛擬現實平台。最近試圖做到這一點相機公司是Light和他們非常獨特的L16相機。

L16相機有16個鏡頭：6個150mm f / 2.4長焦鏡頭，5個70mm f / 2中檔鏡頭和5個28mm f / 2廣角鏡頭。所有這些鏡頭水平摺疊，同時拍攝照片，然後組合起來創建一張幽靈般的50MP +圖像，讓用戶在拍攝後改變景深，這是以前從未做過的。

我們稍後會回到L16相機和摺疊鏡頭。

在蘋果收購LinX後不到一個月，就提交了一項令人難以置信的圖像感測器專利，名為「具有靈活掃描模式的飛行時間深度映射」，具體描述如下：

成像設備包括：獲取場景圖像的圖像感測器、包含光學發射機的掃描儀……定義非矩形區域用於容納被識別的物體，並處理光學接收器的輸出，從而提取出物體的三維視圖。

這清楚地描述了iPhone X的前沿技術。

相機和深度繪圖感測器可以結合起來在照片中創建一個物體的3D表現（例如你的臉），這可以在軟體中操作。在iOS 11中，它被用作一個玩具，用你的面部肌肉來操縱表情符號，但是從現在開始，這個技術將是iPhone未來的基礎。

LinX並不是蘋果公司收購的唯一一家複雜成像技術公司，事實上，它甚至不是蘋果在同一年中所完成的最令人難以置信的收購。

在提交了大規模圖像感測器專利後不到一周的時間，蘋果收購了Metaio，這是一家增強現實軟體公司，在過去的十多年裡一直在建造先進的AR系統，並擁有知名的客戶，比如法拉利，他委託Metaio為展廳製作虛擬的車載iPad應用程序。

回到2015年，增強現實不是蘋果公開關注的一件事。ARKit尚不存在，舞台上沒有AR演示，所以這是當時令人驚訝的收購。

直到那年秋天，蘋果被整個電影行業震驚的時候。

就在蘋果公司出人意料地收購Metaio的幾個月後，圍繞著動作捕捉和CGI社區的傳言四起，據傳，瑞士的實時運動捕捉和圖像處理軟體公司Faceshif會被蘋果收購。這在秋季以後得到證實，以下是TechCrunch對於這次收購的看法：

「它主要關注的是遊戲和電影等領域的視覺效果。在一個動畫技術成本高昂、耗時耗力的世界裡，這家創業公司的主要產品被認為可以改變遊戲規則：Faceshift工作室提供了面部動作捕捉軟體解決方案，徹底改變了面部動畫，使其成為可能。這項技術還出現在了《魔獸世界》中，並用於最新的《星球大戰》電影中，讓非人類角色的表情更像人類。」

為了實現精確的動作捕捉，Faceshift並未使用頭戴式裝置，而是開發了一種先進的無標記軟體技術，可以實時分析人臉，並驅動動畫人物來匹配你的面部表情。這是非常前沿的東西，在被收購的時候他們一直在和主要的電影公司合作。

下面一個視頻，展示了2015年他們在被蘋果公司收購之前的技術。

我之所以回顧蘋果的2015年收購案和成像專利，是因為我們剛剛開始看到他們在iPhone X、TrueDepth相機和ARKit上的成果。蘋果一直都在玩漫長的遊戲，而且他們的產品通常在專利申請多年之後才開始使用專利技術。

如果讓我們預測未來10年蘋果相機的變化，那麼我預測的iPhone XX上的成像硬體如下：

3+不同焦距的後置攝像頭

2+不同焦距的前置攝像頭，隱藏在顯示屏後面

在iPhone背面的3D物體感測器

在iPhone正面的3D物體感測器，隱藏在顯示屏後面

正反兩面都有不同焦距的多個鏡頭，這樣用戶就可以在拍照時操縱照片的景深效果，增加後置3D物體感測器，不管物體與設備的位置如何，iPhone的軟體都能捕捉到物體在三維空間中的位置。

還記得上面那個瘋狂的多鏡頭Light L16相機嗎？蘋果公司在2014年初提交了專利，描述了具有摺疊光學元件的水平定向的相機鏡頭，它可以動態移動以改變焦距，這表明蘋果在這一領域努力了很長一段時間。

隨著iPhone X和蘋果先進的新型TrueDepth攝像頭的推出，蘋果明確表示，iPhone的攝像頭將不再是用來拍攝照片的簡單圖像輸入設備。相反，我們正在沿著iPhone的路徑走下去，成為一個感測對象，感知手機前方和背後發生的一切。

現在，真正讓iPhone XX獨樹一幟的不僅僅是先進的新相機系統和3D感測器，而是充分利用這些感測器的數據的軟體。這是真正的魔法，將使2027年的iPhone具有未來感。

一些令人難以置信的軟體增強的例子可以在未來的幾年裡找到：

通過實時的攝像頭，讓iPhone能夠感知其周邊的環境，持續掃描、映射和跟蹤iPhone附近的三維空間中的物體。

眼球追蹤技術，可以根據用戶的目光來引導軟體的界面（蘋果公司在2017年早些時候收購了眼球追蹤技術的世界領先者SensoMotoric Instruments）。

通過攝像頭獲取的用戶面部數據來提取生理特徵和健康信息（脈搏等）。

高級圖像處理演算法可以確保FaceTime電話始終顯示您的眼睛在看著電話另一方

機器學習進步允許即時計算iPhone附近的物體（教室里有多少人，我和紅綠燈之間有多少輛車，桌子上有多少支鉛筆，我的衣櫃里有多少件襯衫等）。

對物體和空間尺寸的即時測量，無需花哨的AR標尺（這道牆有多長，開口有多寬，那盞燈有多高，等等）。

但我相信，最大的進步是，擁有一個真正的全面屏和各種3D感測器，iPhone就能成為世界中的一個鏡頭。軟體可以識別你的眼睛與屏幕的位置關係，iPhone與前方物體的位置關係，可以實時操作後置攝像頭的焦距，這樣把iPhone拿在你面前就會看起來電話彷彿是完全透明的，你在透過一塊玻璃看世界，隨著你移動手機，畫面也會不斷變化。。

這是增強現實的聖杯。

一旦實現這一目標，現實就可以真正地增強，信息覆蓋在屏幕上的物體之上，其精確度如此之高，彷彿它就出現在現實世界中。Magic Leap多年來一直致力於實現這一目標，但他們專註於將這項技術引入頭戴式設備。蘋果可以讓它出現在數億人使用的設備上。

iPhone XX相機和感測器預測

3 +不同焦距的後置攝像頭，2 +不同焦距的前置攝像頭（位於顯示屏後面），前後3D物體感測器，先進的眼球追蹤功能，未來主義軟體將攝像機和感測器的數據縫合成增強現實世界，將iPhone變成無縫數碼鏡頭。

電池和內部組件

從許多方面來看，猜測iPhone 2027年的內部元件比根據專利文件猜測軟體進步要容易得多。在本文中，唯一能夠確保正確的猜測是：處理能力將會大大提高，而且iPhone XX的電池容量將會更大。為什麼？因為這是技術進步的必然趨勢。

讓我們從電池開始講起，蘋果的目標一直是iPhone的全天候表現，他們假設你在一天中適當地使用它，在晚上充電。在iPhone的歷史上，我們沒有一次看到蘋果為了更大的電池而犧牲了纖薄，或者宣稱電池壽命超過了正常使用的1天。他們只是不認為電池壽命在iPhone中很重要，也不認為手機應該更厚以容納更大的電池。總的來說，儘管電池容量在過去10年里穩步上升，但在iOS系統中，設備變得更薄，電源管理功能也變得更好。屏幕的像素更高，亮度更亮，處理器的速度更快，但是蘋果總是設法將iPhone的電池壽命控制在1天左右。這是一個多變數方程，蘋果的手機大小總是維持在容納下支持1天使用的電池。

如果我們繪製出所有iPhone的電池容量，便會看到這一趨勢是向上的，但與Android的電池發展相比，它的斜率是溫和的。現在市面上有5000mAh電池的安卓手機，還有一些Android手機在電池壽命測試中擊敗了iPhone，所以您可以想像，相對於較小容量的iPhone，2027年的Android手機擁有更大容量的電池。

也許，蘋果實際上是在告訴用戶：「想要更長的電池壽命？你還是買個充電寶吧。」

這並不是說蘋果公司過去沒有在電池技術上進行創新：事實上，在2010年的時候，蘋果就提交了一項非矩形電池專利：

這種堆疊和梯田式的布局的電池進入了2015年首次亮相的剃鬚刀薄的MacBook。以下是Wired的看法：

典型的鋰離子電池「袋型電池」包括鋁或銅薄片層，可以吸收鋰離子的專門材料的塗層和塑料層。每一層都僅僅是微米級別的厚度。

蘋果已經發現如何將這些堆疊的電極片安裝到他們選擇的任意尺寸的電池中。這些不同大小的電池可以疊加在一起，讓他們的工程師可以在任意給定的空間里裝上儘可能多的電池。

如果沒有這項基礎專利的創新，MacBooks目前的系列根本無法實現，因此，蘋果早先發布了電池專利，並於幾年後在產品中使用該技術。

2013年，蘋果申請了另一個有趣的電池專利，新的層狀電池系統，它提供了更快的充電速度，提高了壽命，平均溫度更低。現在它本身並不是很性感，但很明顯，蘋果公司正試圖在其攜帶型設備中的每毫米內擠壓每一盎司的性能，這意味著在新配置中使用分層電池單元，並採用新技術，使電池更有效率。

就處理器而言，顯而易見的是，蘋果公司正在主導全球其他手機製造商，步伐並沒有放緩。

蘋果公司的一系列處理器正在穩步取得令人難以置信的進步，現在還包括蘋果設計的GPU。在接下來的10年里，我們可以預計這種趨勢將會持續下去，除非英特爾奇蹟般地化腐朽為神奇，否則蘋果似乎不會失去其領先地位。

將搭載A11 Bionic晶元的新iPhone 8與高端安卓旗艦手機進行比較就是一個笑話。甚至全新的13英寸MacBook Pro在測試中的速度都比不上它。

與最新iPhone中的A11 Bionic晶元相比，2027年的iPhone XX保證了處理能力的大幅提升。蘋果喜歡在主題演講中展示這張圖表，所以在2027年，你可以想像出這條曲線的陡峭程度。

電池和內部部件預測

具有非常緊湊和梯田布局的5,000-6,000 mAh層狀電池；具有8 - 10個混合性能核心的~ A20CPU；比原始iPhone強大800-1000倍的性能；一旦macOS可以在ARM上運行，同樣的晶元也可以在不同的mac設備上。

關於iPhone XX的最後想法

手持式移動計算設備的最純粹的狀態就是一個適合您的手的屏幕，您可以用拇指輕鬆地滑動。

隨著智能手機的上下邊框越來越小，很明顯，有一天，您的手中只會有屏幕，物理設備將會消失。您在這個發光的矩形上運行的軟體將是用戶體驗的全部。

今年2月，設計師Georgy Pashkov設計了「iPhone 8」的概念，我認為這幾乎完全是我們在2027年將從蘋果公司看到的東西。一個全屏幕的設備，先進的成像感測器可以理解和適應環境，使它真正感覺像一個在世界裡跟著你保持前進的鏡頭。

一旦iPhone只是一個帶有感測器和攝像頭的屏幕，那麼軟體設計師和開發人員就可以真正建立起完美的身臨其境的體驗。它就要來了，而且只需要幾年的時間。

原文鏈接：https://medium.com/@flyosity/iphone-xx-futurology-a44d06b3c8c4

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