折叠屏手机为什么这么难做?PI薄膜、玻璃、钻石哪个材料最优
几个月之后,折叠屏手机品牌的选择将会变得丰富起来,不再只是三星和华为。未来半年时间内,几乎所有手机品牌都将发布,或者更新自己的折叠屏手机,将会有10款左右的折叠屏手机上市。
8月11日,三星更新了自己的折叠屏手机系列,两款手机Galaxy Z Flip3以及Galaxy Fold 3,一款翻盖式折叠屏,一款内折折叠屏。
此外,华为、荣耀、小米等主要手机厂商都将有折叠屏手机产品发布。华为此前两款折叠屏手机Mate xs、Mate X2市场表现相当不错,Mate XS的订单需求延续至今,Mate X2的真实销量据信也接近100万台。
遭遇芯片供应难题的华为,将会继续其Mate X系列的新产品推出,包括4G、5G版本。接近华为的人士预测,即使华为接下来继续调整Nova、Mate系列品牌的运营方式,华为也计划保留其Mate X系列品牌。
华为将会推出类似三星Galaxy Flip Z系列“低端”翻盖式折叠屏产品,另外,外折和内折版本也将在春节前后推出,其规模将取决于芯片的储备情况。
此前推出折叠屏手机的小米,也将会效仿华为,推出更新版本的折叠屏手机,其中也包括华为式的外折版本产品。
此外,刚刚从华为分家出来的荣耀,也计划在近期推出一款折叠屏手机。只是,荣耀似乎并未从分家的过程当中,获得华为关于折叠屏手机的技术、人力支持。
与华为、三星相比,国内其他厂商在核心器件设计,尤其是最为关键的转轴设计方面,仍然严重依赖于安费诺等厂商,其质量、销量均不容乐观。
高端市场的敲门砖
对于中国大厂来说,折叠屏手机价值在于,是国内厂商提升自己品牌影响力,顺利进入高端市场最好的战机。最关键的是,苹果在折叠屏手机这种小众产品,并不十分积极。
三星、华为总计在中国市场的折叠屏手机销量,至今不足300万台。三星、华为之外的小米、联想、柔宇等品牌的折叠屏产品竞争力严重不足,质量、设计不佳,销量可以忽略。
折叠屏手机,几乎是国内厂商在高端市场避战苹果的唯一机会。
过去两个季度,苹果公司在中国市场大赚特赚,清晰表明,苹果优势依然巨大。品牌忠诚度、操作系统、软件生态、隐私保护,国产厂商仍全面、明显落后于苹果。全面屏与摄像头红利已尽,很难让国产厂商取悦高端市场用户。
苹果的问题是,绝对不屑于推出一款销量只有100万台左右的小众市场手机。苹果强调的是软件、硬件、服务生态结合发展,而不只是纯粹的硬件销售。但是,能有数十万、上百万单价过万的产品,已是热望。
如今,在苹果系列的巨大生态、战略优势面前,国产品牌超过4000以上的手机产品即是畏途。
最近两年,华为在折叠屏手机市场的成功,以及华为芯片短缺的现状,让其他几家中国手机大厂看到机会。不利的是,折叠屏手机的设计与加工方面,国内其他厂商仍远远落后于华为,严重依赖安费诺等海外厂商。
未来两年,折叠屏手机规模仍难有大的起色。
折叠屏机型到底为什么这么难做?
除了折叠屏本身尴尬的多层胶粘结构、内外折设计之间的区别,以及在软件适配和显示效果实用性上的困境掉了一点,还有就是折叠屏机型上既昂贵、又脆弱,但也至关重要的那层覆盖材料。
航天材料、“黄金薄膜”,结果不堪一击?
折叠屏机型上所使用的那层屏幕盖板材料,还真的就是货真价实的“航天材料”——聚酰亚胺(Polyimide,可简写为PI)薄膜。
经过在公开资料中查询获知,在1961年美国杜邦公司就最早研发并实现了聚酰亚胺薄膜的商用化。而作为一种极其稳定的有机材料,聚酰亚胺最大的优点在于具有常规有机物难以实现的耐高温、耐化学腐蚀、绝缘,以及耐弯曲性能。正因为如此,自诞生以来就被广泛运用于耐高温涂料、航空器外层蒙皮、防火服以,及航天器太阳能电池板等场合。再加上常见的聚酰亚胺薄膜本身呈现光滑的橘黄色外观,因此就有了一个“黄金薄膜”的外号,这既指代其色泽,也暗含其耐高温的特性。但正所谓术业有专攻,我们不否认当前折叠屏机型上的聚酰亚胺材料的确是又贵又难得,可这是否意味着用在手机上的效果就一定好呢?
“黄金薄膜”用在折叠屏手机上到底有啥不好?其实答案很简单。因为它虽然有着非常高的抗弯折能力,反复折叠很多次之后依然不容易开裂,但是作为代价就是本身的硬度太低,被用作“屏幕保护材料”并不好使。而从国内外的大量测试实例和用户反馈中我们都可以看到,有时候哪怕只是指甲稍用力一划,昂贵的聚酰亚胺薄膜上就会出现一道无法恢复的痕迹,进而伤到下面的屏幕显示层,甚至导致各种各样故障的出现。
技术深耕多年,超薄柔性玻璃准备接班
正因为如此,智能手机行业的巨头们在2020年终于将目光转向了他们更熟悉,并且从技术上来说也更为成熟的一种常规材料:玻璃。
说到玻璃,大部分读者朋友可能第一时间想到的是既硬且脆的传统玻璃材质。但实际上早在多年前,智能手机所使用的盖板玻璃材料就已经具备相当程度的韧性和弹性了。这是因为以康宁“大猩猩”系列为代表的数码产品专用玻璃材质,为了能够做到不易摔碎多半都采用了特殊的热成型工艺和离子注入技术,向传统玻璃的表面和内部“混”进了一些大分子物质,从而改变了玻璃的应力分布。根据外媒uBreakiFix在2014年所公布的一则测试视频显示,当时的初代康宁“大猩猩”硬质盖板玻璃,实际上已经表现出了惊人的弯曲性能。
于是乎,只要沿着相同的思路,把盖板玻璃做得更薄,使其内部应力更均匀,在里面掺入更多的韧性材质,理论上就能实现”既(比PI膜)硬,又(能承受弯曲的)软“的特种玻璃了。而事实上,这也正是主流特种玻璃企业这些年来一直在努力的事情。
比如说早在2008年,日本电气硝子就展出了厚度仅为50微米(0.05毫米)的柔性玻璃,当时它已经可以弯曲成一个大桶状。而到了2012年,康宁率先在Willow Glass玻璃上实现了反复弯曲功能。再之后,包括德国肖特、日本旭硝子、电气硝子公司也先后攻破了玻璃反复弯曲的技术难关。而在2018年12月,康宁以一则视频的形式官宣了“正在研发中”的折叠屏盖板玻璃,其不仅可以反复弯折,而且弯折半径小到了5mm,基本达到了内折式折叠屏手机的造型需求。
事实上,就在几天前的2020年1月30日,有媒体发现三星电子向欧盟知识产权局(EUIPO)提交了名为“UTG”的商标。从商标“G”字母的特殊形状,以及“UTG”本身最可能对应的含义(UTG,Ultra Thin Glass,超薄玻璃)来看,玻璃材质的可折叠屏幕盖板这一次真的是要火速取代“黄金薄膜”,成为第二代折叠屏手机的新卖点了。
你以为这就结束了?不我们还有钻石屏幕
从目前互联网上流传的消息来看,三星此次之所以要专门注册“UTG”商标,不仅仅是为了给自家的新折叠屏手机造势,而是因为他们很可能会在第一时间将这种新的折叠屏幕产品对外出售。这也就意味着,超薄玻璃盖板材质对聚酰亚胺材质的替代或许将不只是发生在三星一家的新款折叠屏机型上,而是可能演变为2020年整个智能手机行业的大趋势,进而加速折叠屏产品的成熟和市场推广。
那么这是否意味着,三星就有望在折叠屏机型早期一统上游市场,延续他们在当前高品质AMOLED手机屏幕领域的辉煌了呢?至少从当前来看,还没有第二家屏幕厂商或是特种玻璃品牌,敢出来说他们已经准备好了比三星更出色、且能够立刻投入生产的替代技术。但这并不意味着折叠屏机型就此将丧失屏幕多样性了,因为就在今年一月的CES消费电子展上,一家来自美国的企业Akhan Semiconductor (暂译:阿汗半导体),就给出了他们独到的解决方案。
据CNET报道,阿汗半导体所发明的新材料本质上是一种特殊的类钻碳(Diamond-like carbon,DLC)镀膜技术。通过在其他材质表面上镀上一层分子结构接近钻石的碳基物质,就能大大改善原有材质的耐磨性能,并有助提高材料表面硬度和使其触感变得更加顺滑。但问题在于,DLC镀膜其实并不算什么稀有工艺,且这种技术此前一般只用于强化硬质材料比如模具、轴承、钻头等的耐用性,还很少在软性材质上有所表现。
那么,未来到底哪种材料能成为折叠屏手机的首选材料,让我们拭目以待!
文章来源: 智物科技评论,三易生活