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科技
作者:X科技实验室
2021-08-07 09:34
[亿欧导读]

说到底,在消费电子领域,材料还是要为技术服务。

手机

题图来自“原创图片”

文|X科技实验室

对手机后壳材质,你会有特别的偏好吗?

如果你习惯了在网上买手机,那么相比处理器、摄像头、电池等配件,手机的材质也许并不会直接影响你的购买决策。

甚至,对硬件不太敏感的朋友,很可能买完手机都不太能说清,后壳到底是啥材料。

但发现没有,手机外观同质化的今天,后壳材质却是少有的,能让用户感受到一个品牌审美能力的细节。

更有意思的是,现在手机材料与手机技术之间,也产生了微妙的化学反应,相互影响。

这里是对一切未知感到好奇的X科技实验室,我们之前聊过手机屏幕、摄像头、充电口的发展变迁,今天聊聊手机的外壳材料。

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有人说,iPhone重新定义了手机,而iPhone 4重新定义了iPhone。我们实验室里现在还摆着一台,已经充不进去电了,就当祖师爷供着。

除了各种软硬件的技术进步外,iPhone 4的外观同样颠覆了人们对手机的认知,玻璃外壳+金属边框的工业设计,只能用优雅来形容。也是从那时开始,更多品牌开始重视外壳材质的选择。

不过,直接影响其它品牌设计思路的,却不是这台革命性的iPhone 4,而是后续型号iPhone 5。虽然是第一款能被“掰弯”的iPhone,但它仍靠一己之力,让金属一度成为最主流的手机材质。

其实iPhone 5绝不是第一台金属外壳手机,在它之前,功能机时代有不少外壳以金属为主的机型,而且很多都是高端机。

比如诺基亚就有售价在一万元上下的8800系列,注意这是2006、2007年的一万元。

另外还有摩托罗拉的Razr,是他们在21世纪之后最经典的一款机型,堪称帝国余辉。

那为什么金属材质要等到2015年才普及呢?这是因为金属外壳手机,需要解决信号的难题。

我们知道,电磁波是无法穿过金属的,因此,直接用金属外壳包裹手机会形成“法拉第笼”(Faraday Cage)现象,削弱手机信号。这也是我们坐电梯时手机没有信号的原因。

而且一般手机最少需要2根移动通信天线,为了保证信号质量,两根天线是需要绝缘隔离的。

如果用全金属后壳,实现绝缘的难度会加大。在这种情况下,2012年发布的iPhone 5,可以说为金属材质手机提供了一种通用的解决方案。

iPhone 5的后壳,中间主体使用铝合金材料,上下两部分使用陶瓷玻。拆机后可以发现,上部分是移动通信副天线、WiFi/蓝牙和GPS天线,下部分则是移动通信主天线,以此实现了彼此的绝缘隔离。

这种设计后来被称为“三段式”。三段式被完全使用金属后壳的iPhone 6沿用,并用绝缘的塑料条做成白色天线带,也就是俗称的“白带”来做隔离。后来华为等品牌也学习了这一设计,金属后壳逐渐成为市场主流。

从市占率可以看出,本来由塑料占据主导的材料江湖,从2016年开始被金属材质统治。然而颇有些诡异的是,仅仅2年后,金属材质手机市占率迅速下降,到2019年就几乎被所有品牌放弃了。

在这一年,一方面是塑料重新拿回被夺走的市场份额,另一方面则是玻璃成为高端机主流配置。为什么会出现这样的情形?

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我们先从塑料材质,这个打不死的小强说起。

吐槽三星手机的角度千千万,其中之一是,2021年了,旗舰系列居然还用塑料后壳。

如今,塑料在手机行业经常被认为“廉价”。以至于我们有时会忘了,过去几十年,塑料外壳都是手机行业的主流选择。

其中最具代表性的品牌,就是被调侃“科技以换壳为本”的诺基亚。甚至一直到智能手机时代萌芽的那几年,不少高端旗舰机型也仍在使用塑料。

比如2008年、2009年发布的iPhone 3G和3GS,一向对设计与材质颇为挑剔的乔布斯,放弃了初代iPhone使用的铝合金后壳,把材质改成塑料。

更不用说2009年时余威尚在的老霸主诺基亚,当年发布的“末代机皇”N97,机身也是塑料的。所以,iPhone用过的材料,一般不都会被认为高级吗?

说真的,还真别看不起塑料,如果没有这种不起眼的材料,手机以及电脑等电子消费品,绝不会像现在这样普及,这是由它一系列天然优势决定的。

首先,制造成本。塑料的确更便宜,这种成本优势体现在大规模生产中,塑料材质的外壳在模具开模、良品率、生产效率等方面都要优于其它材料,极大地降低了生产成本及难度。

其次,物理特性。目前用于手机外壳的塑料,具有耐高低温、耐弯折、抗变形的特性,在这些属性上不弱于甚至会强于部分金属,而且强度高,诺基亚的塑料20年前就能拿来开核桃了。

最后,相比于金属材料,塑料做手机外壳最大的优势或许在于,它信号好。

拥有以上这些优势的塑料,在消费电子领域成了打不死的小强。无论材料技术怎样进化,它总会占有一席之地,哪怕只能给国产低端机和三星高端机做外壳呢?

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说到这,我们也可以解释,2019年塑料材质手机市占率反超金属的原因了。因为在那一年,有两项新技术成为了手机行业的主流。

这两项汹涌而来的新技术,是无线充电和5G

第一个使用无线充电的主流大厂,是2015年三星的S6。

2017年,苹果也在iPhone 8和X上跟进这一技术。可能不太被注意的是,与iPhone 7外形相似的iPhone 8,悄悄把铝合金换成了玻璃。

无线充电原理的基本示意,简单讲就是高中学过的磁生电。如果使用金属后壳,那么后壳也会因为磁感应而产生环绕电流。这不仅会对无线充电的磁场进行消耗,更要命的是,还会使手机后壳温度迅速上升,并进一步造成手机内部温度上升。

所以当无线充电技术逐渐成为主流,金属材质也就只能被放弃。那不用无线充的手机是不是能继续用金属后壳呢?也不行,因为5G来了。

4G手机的移动通信天线最少只需要2根,所以刚才说的三段式设计,中间隔两个天线带就行了。但在5G手机上,移动通信天线最少需要6根,像华为Mate 30更有吓人的14根。排布这些天线的方法,一般是把它们紧贴在后壳或者边框上,如果继续用金属后壳,那手机根本就不会有信号。

恰恰是在无线充电技术和5G技术逐渐普及时,强化玻璃技术也更成熟。与之前用在iPhone 4上的玻璃外壳相比,强度更高更抗摔,同时也更加轻薄。

也是在玻璃材质重新回到主流视野之后,很多消费者开始回想起,第一次掌握住iPhone 4的玻璃外壳时,手心的那份温润。

特别是当手机正面日益同质化后,后壳材质成为了手机差异化与高级感的一个重要来源。于是也就有了最近几年的陶瓷、皮革、特种塑料等材质,以及各种着色技术的大爆发。

所以在今年我们可以发现,主流旗舰机型的后壳材质,多数用的都是玻璃。除玻璃外会被使用的,则是陶瓷、皮革或塑料,金属几乎被完全抛弃了。

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最后,说到底,在消费电子领域,材料还是要为技术服务。

这也许就是为什么像威图这种,擅长用各种名贵材料营造奢侈感,却在使用体验上进步寥寥的品牌,经营愈发困难的原因吧。

对于所有手机品牌来说,材质当然重要,它能吸引来很多“颜粉”消费者。

但如果过度依赖外壳材质来打造差异化,而忽略了手机真正的软硬件产品力,那就成了一种本末倒置的行为了。

优雅与高级感,有时只是烧烤师傅的表演,有固然完美,没有的话,也不用刻意强求,喧宾夺主。


参考资料:

1.手机净空区越来越小,天线设计该如何应对?,Qorvo技术社区,2017.11.30;

2.后壳,可能是一部手机最性感的部分,爱范儿,2021.1.6;

3.诺基亚8800狂涨3000元 京城手机惊现渠道暴利,京华时报,2005.9.21;

4.电子行业:5G智能机加速渗透,塑胶结构件重获新生,东兴证券,2020.3.6;

5.我很丑但很重要:手机没了白带真的不行,太平洋电脑网,2016.3.25;

6.从iPhone4到iPhone6看苹果的工艺进化史,智东西,2015.5.23;

7.塑料何以“高大上”进入3C电子产品?以PC聚碳酸酯为例,艾邦高分子,2015.1.19;

8.从5G技术看手机元器件升级的刚性需求,东莞证券,2020.1.19

9.对于无线充电技术,玻璃是更好的选择:原因在此,康宁玻璃

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