今年iPhone 17系列和iPhone Air新品，是近些年升级点最多的iPhone产品。无论从性能、影像，还是到外观、屏幕、材质、散热等方面都有不小的升级。同时全新超薄的iPhone Air，被苹果称之为迄今最坚固耐用的iPhone，那这是为什么呢？带着此类的疑问，我来到了苹果位于上海的Apple应用研究实验室，来看看iPhone背后研发的哪些鲜为人知的哪些事。

上海应用研究实验室设有失效分析实验室、可靠性实验室、产品安全实验室、产品设计实验室和环境科学实验室等，支持所有产品线的可靠性、失效分析、质量和材料分析。实验室不仅开发新的方法，来支持材料、工艺、模组，直到产品量产全开发流程的测试，还对测试过程中发现的问题进行分析，与全球的工程及设计团队合作探索解决方案。

在上海实验室，我也采访到了刚上任不久的Apple首席运营官（COO）Sabih Khan，这也是他首次在中国接受采访。对于这位新上任的COO，很多人此前可能了解的并不多。Sabih Khan：1995年加入苹果公司，在长达30年的职业生涯中，他在打造苹果全球供应链方面发挥了关键作用。CEO蒂姆·库克曾评价Khan是“出色的战略家，也是苹果供应链的核心设计者之一”。

Apple 首席运营官 Sabih Khan

当问及上海Apple应用研究实验室的核心价值方面，Khan表示：应用研究实验室的主要职能就是在于其贯穿产品“开发-制造-优化”全链条的支撑能力。对苹果全球的工程师和设计团队而言，实验室是确保产品达到性能、质量与可靠性高标准的“把关人”——每一款iPhone、每一项新材料技术的落地，都需经过这里的层层测试与验证；对本地供应商来说，实验室更是解决生产难题、提升效率的“合作伙伴”，通过技术支持帮助供应链环节突破瓶颈，实现与苹果生产标准的精准对接。

过去五年，苹果也在上海和深圳的应用研究实验室累计投入逾十亿人民币，且仍在持续扩建。扩建应用研究实验室，主要原因之一在于其能提升研发速度。这里拥有众多毕业于世界顶尖大学的高学历人才，配备先进的设备，这使我们能节省开发阶段的宝贵时间。许多在本地制造工厂生产的原型机也会送至应用研究实验室采集关键数据，这有助于提升产品质量并缩短生产周期。今年iPhone新品中，就有超瓷晶面板2、VC均热板技术的核心研发和测试出自这里。

硬核实验，拉满iPhone的极限

图中：Apple 首席运营官 Sabih Khan 与，图左：Apple 副总裁兼大中华区董事总经理 葛越 在 Apple上海应用研究实验室

在iPhone的产品研发及测试中，Khan表示：苹果的目标是确保我们的产品经久耐用。对产品耐用性的追求，并非停留在理论层面，而是通过一套严密、严苛且贴近用户真实生活的可靠性测试体系落地。

在日常生活中，手机被握在手中、意外坐在身下等场景，都会让设备承受弯曲应力。为模拟这类情况，弯曲实验是在实验室采用专业压缩试验机对iPhone Air进行测试：将压力加至60千克力（成年人的力峰值大概20公斤），实验结束后，iPhone Air完好无损。这一测试标准，确保了即便在超出日常使用强度的外力作用下，手机结构仍能保持稳定。

同时，新iPhone的屏幕都配备了第2代超瓷晶面板，抗刮擦性相比于上一代能提升了3倍。在耐划痕实验中，摩擦头在往复运动，在玻璃表面上存留了摩擦头的残留物。使用无尘布擦除这些碎屑，再进行外观检查，确保手机表面的划痕符合我们的标准。这是多种耐划痕和刮擦实验中的一种，进行一系列的刮擦实验比如钥匙磨损实验来确保产品玻璃表面具有一流的外观耐久性。

另外，手机跌落是平时最多出现的场景，实验室通过“控制跌落”和“随机跌落”两种测试来模拟不同的跌落场景。控制跌落实验会通过准确的控制高度，速度，和角度，来对比产品设计与材料的改善效果。在一米高的花岗岩板跌落中，测试的iPhone 17 Pro完好无损。而随机跌落实验，来模拟现实场景，可重复模拟任意角度、运动过程的跌落，同时搭配花岗岩板、沥青板、木质地板等不同材质的场景，来确保手机在跌落场景下都具备足够的耐摔强度。

最后，手机的防水性也是很多人最为关心的，防水实验可以覆盖IPX的各种相应场景，在IPX1和2测试模拟雨淋场景；在IPX3测试中，喷头在近180度范围内向样品喷水10分钟，模拟水龙头或淋浴。在IPX4测试，则是通过喷头旋转至最大角度，实现近乎360度的喷溅测试，也是持续10分钟；而最为可可的IPX8测试，则是通过加压水箱，分别模拟2米、4米、6米水深环境，每种环境下浸泡30分钟，现场演示的6米水深测试后，手机无进水情况。这些之外，还进行了超越标准的泼液实验与浸泡实验，利用可乐、咖啡、洗洁精、饮料等泼溅产品来测试密封性。同时，还将产品浸泡在水槽、游泳池、海水、浴缸等具有一定腐蚀性的液体中，确保产品具有良好的耐腐蚀性。

针对内在健康才是重中之重：分析实验

前面所提及的四种测试实验只是产品的“身体的外部体验”，而真正值得关注的是“内在健康”的检测。这也是苹果首次对外公布：CT实验室和透射电子显微镜（TEM）实验室，通过深度检测，来给产品研发提供优化与质量把控提供的核心数据。

图中：Apple 首席运营官 Sabih Khan 与，图左：Apple 副总裁兼大中华区董事总经理 葛越 在 Apple上海应用研究实验室

首先CT实验室，是为电子产品配备最先进的高精度CT设备，最核心的目标就是通过非破坏性透视，深入产品内部结构，提前发现潜在缺陷，确保产品进入量产阶段后性能与质量稳定。这就有点类似医院胸部CT扫描的原理，不过工业级的CT设备精度是人体医疗CT设备的100倍，可见其精度之高！

在产品研发期间，原型机进行跌落测试后确认其基本功能正常后，会通过CT扫描排查可能导致的未来故障（如无法开机）的内部损伤。在测试过程中，原型机需完成约360度旋转，扫描仪捕捉每个角度的二维数据，再经计算机整合生成三维体积数据。在现场iPhone 17 Pro原型机的扫描分析显示，其主板（MLB）、电池、摄像头等核心部件无明显异常，印证了产品的耐用性和可靠性。

早期的iPhone原型机经过极端测试后，扫描后的图像发现屏幕玻璃破裂。通过进一步的CT扫描和断口分析，实验室在断裂面识别出高密度异物，并精准获取其几何结构与周边环境信息，结合其他分析结果优化生产流程，最终提升了量产机型屏幕玻璃的耐用性。

相对于CT实验室的内部扫描“追查病因”，透射电子显微镜（TEM）实验室则专注于“表面与材料微观分析”。实验室配备6台先进的电子显微镜中，TEM是新材料研发的核心工具：其原理是用20万伏电压加速的电子（家用电压仅220伏），穿透100nm以下（约头发丝千分之一厚度）的薄片样品成像，分辨率可达0.1纳米，能清晰观察到原子排布。

具备这样的超高分辨率能力，就成为iPhone 17系列和iPhone Air采用的超瓷晶面板2研发的关键。超瓷晶玻璃的多层纳米结构、成分结构、以及表面层和基体之间的结合情况，都需要由TEM进行分析输出。同时，TEM还能用于金属、陶瓷、塑料等不同材料的元素构成分析，为苹果新材料、新工艺、新产品研发提供牢固的数据支持，也是基础材料研究里必不可少的设备。

几个实验室参观下来，可以看出iPhone的研发从外在性能，内在结构，再到材料微观的全方面测试、研发、分析。对于产品品质的追求是非常苛刻极致的！“经久耐用”的好产品不仅仅是用户需要的，也是苹果也一直在坚持的！

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