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新3D玻璃加工技术迎接苹果手机金属玻璃大反转

2016年04月25日

3D玻璃加工技术迎接苹果手机金属玻璃大反转

手机的收发通讯讯号强弱,是直接影响智能手机使用体验的关键因素之一。当年苹果在升级3G网络的时候,iPhone手机为了得到更好的通讯信号采用了双面玻璃设计,还是出现了因手机握持"姿势"不对的"天线门"事件。

后来苹果通过收购天线设计专利技术终于解决了信号问题后,为了得到更好的直通率降低成本,又把手机背壳从玻璃换成了铝合金,结果又十分悲摧的遇到了通讯行业从3G网络往4G网络升级。为了避免再次出现"天线门"事件,苹果手机的机壳背部不得不多出了一条难看的"白带"作为天线信号通道。

随着苹果下一代手机测试机型中的多个版本外观疑似被泄漏,并被中国手机厂商先行应用在近期发布的机型上,苹果下一代手机使用的机壳材质与技术也被行业所关注,并且牵动整个产业链动作频频。

据业内人士分析,苹果在下一代的手机中,重新回到双玻璃的外观结构,最主要的原因还是为了配合下一代5G通讯网络的部署,优化天线的设计。因为在5G时代若想得到更高的信号传输速度,就得使用更大的带宽,而要使用更大的带宽,关键在于使用更高的频段。4G之前使用的是特高频段,5G就得往超高频甚至更高频发展了。而根据频率与波长的关系,频率越高波长就越短。

5G通讯技术中,采用的波长是比目前4G通讯网络采用的厘米段更短的毫米波,如何处理毫米波的通讯信号传输也成了5G的一项关键技术。其中为了处理好信号收发的天线设计,5G通讯技术中专门设立一项名为高阶MIMO的信号工况处理机制,即基站与手机之间进行多对的信道并行通信,每一对天线都独立传送一路信息,经汇集后成倍提高5G通讯网络的通讯信号处理速率。高阶MIMO5G通讯技术里的使用,也意味着支持5G通讯网络的手机天线设计会变得复杂得多。

业内人士表示,目前手机厂商内部测试的5G手机天线设计,一般采用了布设很多个天线的设计,形成多天线阵列来增强通讯信号传输。由于天线之间的距离至少要保持在半个波长以上才有效,所以5G手机的天线区面积要比现在的3G4G手机的天线区域大几倍以上。

从苹果流出来的测试机型外观设计中发现,苹果在下一代的手机中更倾向于双面曲面玻璃设计。为了获得得到更好的5G网络通讯信号、NFC信号、WIFI信号及无线充电信号,有业内相关人士表示,不排除苹果在手机后盖玻璃上直接印制纳米油墨天线阵列图案,再转接到主板上的方式来减化手机的设计。

苹果当上年采用玻璃背板作为手机后盖时,由于直通率不高,加工周期长导致订单数量和库存管理十分困难。当时苹果手机玻璃背板的直通率不到六成,而后来苹果采用整块金属直接CNC手机机壳后,其直通率达到了九成以上。苹果的这一做法,除了去塑化与去毒化的需求之外,最重要的原因是由于金属机壳的高直通率,直接降低了生产成本和库存成本,给苹果简化供应链带来了极大的好处。

如果苹果的下一代手机再回到双玻璃外观设计的话,其供应链需要解决的玻璃背板直通率难题仍将出现。不过有业内人士表示,由于近两年玻璃CNC加工行业的飞速发展,直通率的管控已经有了比较成熟的规律和较好管控经验,下一代5G手机的玻璃背板也只是增加天线的印刷与加工工序,不会造成太大的良率波动。

比较让行业关注的是苹果的下一代手机在玻璃背板上,采用的是2.5D玻璃设计,还是3D曲面玻璃设计,如果是3D曲面玻璃设计的话,3D曲面成型和3D曲面印刷,才是真正需要行业突破的关键。

目前3D曲面热成型加工工艺主要控制在三星的供应商手里,三星对外有严格的行业封堵措施。国内行业中高级产品的3D曲面热成型加工工艺一般都是采用石墨模具,每个模具的使用寿命仅5千次左右,不但成本很高,还需要极强的模具加工能力,对每个不同模具所生产出来的产品不同批次间的一致性,同样需要很强的管控能力。

同样在3D曲面印刷上,目前行业比较成熟的也是三星喜欢使用的热转印技术,也一样需要很高的技术与管理门槛,没有一定的经验积累是难以实现批量量产的。

从供应链传来的消息称,苹果的供应商蓝思科技已经开始测试以金属合金和陶瓷合金作为模坏,制作可重复使用次数较多的3D玻璃热成型模具,来解决3D曲面玻璃加工效率与良率的难题。另一方面,在3D曲面印刷上,蓝思科技也正在引入先进的3D喷墨打印技术,替代较难掌控的热转印技术。

由于行业软件与网络技术没有得到根本性的突破,苹果手机出同样遭遇到了硬件平庸化后的增长幅度下滑问题,连带影响其上游供应链厂商的经营业绩也不同程度的下滑,包括为其提供触控显示外观器件的蓝思、TPK、业成、可成等行业大厂。

蓝思科技发布的2016年一季度业绩预告显示预计期内归属于上市公司股东的净利润为6900万元至8900万元,同比下降83.00%78.00%,环比下降约89%86%。蓝思科技认为业绩变动原因主要有:自动化设备升级改造延长假期,损失部分产能;客户去库存订单减少;为客户新项目储备产能,折旧、摊销、人工等固定成本增加;研发支出大幅上涨等。

仅管大客户的订单减少直接影响了业绩,蓝思科技表示会继续保持维护蓝思科技在高端或者领导品牌的影响力和市场占有率,不会因为扩大其它品牌的业务与产能输出,影响其为高端或者领导品牌客户新项目储备产能,并会持续研发新的技术争取得到高端或者领导品牌客户的认证,来配合高端或者领导品牌客户新项目的需求。

而手机行业也似乎感觉到了5G时代的手机,玻璃背板是较为简单经济的处理设计,导致很多品牌都在原来的机型上进行内部小改升级,并密集的进行新品发布来消化供应链里的各种零配件库存。同样为抢得市场先机,虽然5G时代还未到,但手机供应链的大整合已悄然兴起。

来源:江门市江海区骏业润滑材料有限公司
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梁少文
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