北京海林投資股份有限公司投資總監(jiān) 宋磊
與芯片、存儲(chǔ)等技術(shù)的不斷推陳出新局面呈鮮明對(duì)比的是，國(guó)內(nèi)外手機(jī)背板領(lǐng)域一直比較沉悶，塑料材質(zhì)長(zhǎng)期唱主角，直到2012年iPhone5率先推出金屬機(jī)殼設(shè)計(jì)，玻璃后蓋板出現(xiàn)，尤其是iPhone8/8+/iPhoneX雙玻璃方案，才讓這個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了活力。玻璃蓋板可視性更好，但真的能取代金屬蓋板，獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷嗎?
金屬蓋板曇花一現(xiàn)，玻璃材質(zhì)將勝出
Wi-Fi、蜂窩移動(dòng)通信等信號(hào)都是射頻信號(hào)，波長(zhǎng)短，衍射能力弱。當(dāng)信號(hào)射入金屬屏蔽體中時(shí)，會(huì)在金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，又因?yàn)榻饘賹?dǎo)體表面有一定電阻存在，信號(hào)在金屬屏蔽層中會(huì)產(chǎn)生熱損耗，最終表現(xiàn)為金屬對(duì)射頻信號(hào)的屏蔽。
同時(shí)，多天線(xiàn)(MIMO)將會(huì)演進(jìn)成為大規(guī)模天線(xiàn)技術(shù)，通過(guò)在基站側(cè)安裝大量天線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用，同頻服務(wù)更多用戶(hù)，從而同時(shí)提高無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的有效性和可靠性。同樣，手機(jī)接收端也需要有多天線(xiàn)組合接收信號(hào)，天線(xiàn)數(shù)量的增多必將需要更多的空間保障信號(hào)的有效傳輸，由于金屬背板對(duì)信號(hào)的屏蔽，非金屬材料的使用才能保障信號(hào)的有效傳輸。
為滿(mǎn)足5G時(shí)代超高的通信速率需求，更多的頻率資源(5G包括6GHz以下低頻技術(shù)和6GHz以上高頻技術(shù))將被開(kāi)發(fā)利用，比如毫米波段(30-300GHZ)的應(yīng)用，毫米波通信在頻率上具有大帶寬，可以實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)傳輸，但其損耗大，易阻擋，必須使用非金屬材料才能減少電磁屏蔽。
而無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)也在迫使手機(jī)背板采用非金屬材料。無(wú)線(xiàn)充電需要在手機(jī)與底座之間進(jìn)行電磁波信號(hào)傳輸，目前主要應(yīng)用感應(yīng)耦合技術(shù)。非金屬背板對(duì)電磁波的吸收較弱，可以提高無(wú)線(xiàn)充電效率。金屬材料對(duì)電磁波的吸收較強(qiáng)，發(fā)射線(xiàn)圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)通過(guò)金屬背板后強(qiáng)度變?nèi)?，?dǎo)致充電效率降低。據(jù)IHS預(yù)測(cè)，2025年全球無(wú)線(xiàn)充電裝置(Rx)和無(wú)線(xiàn)充電板(Tx)總出貨量有望超過(guò)28億臺(tái)，其中，無(wú)線(xiàn)充電裝置出貨量有望超過(guò)20億臺(tái)，大部分將來(lái)自于智能手機(jī)。
此外，全面屏設(shè)計(jì)也在加速手機(jī)背板非金屬化趨勢(shì)。手機(jī)天線(xiàn)是全向天線(xiàn)，橫截面各個(gè)方向的信號(hào)輻射強(qiáng)度必須相同，以保證最佳通訊效果，要為天線(xiàn)開(kāi)辟出一個(gè)開(kāi)闊的空間即凈空區(qū)域，此空間內(nèi)無(wú)任何電磁屏蔽和干擾，一般為5mm。金屬會(huì)對(duì)電磁波形成屏蔽作用，電池、振蕩器、攝像頭及顯示屏模組等零部件則會(huì)造成電磁干擾。全面屏帶來(lái)手機(jī)屏占比提升，導(dǎo)致屏幕模組向四周擴(kuò)展，上下天線(xiàn)凈空區(qū)域減小。以小米Mix2為例，屏幕到整機(jī)底端的距離已被縮短至3.7mm，無(wú)法滿(mǎn)足主凈空要求，必須使用非金屬背板保障的天線(xiàn)。
玻璃手機(jī)蓋板快速迭代，3D漸成主角
盡管玻璃用于手機(jī)蓋板只有短短數(shù)年，但其更新?lián)Q代速度驚人，從2D玻璃+金屬、2D玻璃+2D玻璃、2.5D玻璃+2.5D玻璃、2.5D玻璃+3D玻璃到3D玻璃+3D玻璃，令人眼花繚亂，3D玻璃正在成為手機(jī)蓋板的主角。
為了避免同質(zhì)化，刺激消費(fèi)者購(gòu)機(jī)需求，智能手機(jī)廠商開(kāi)始嘗試外觀上的創(chuàng)新，3D玻璃是提高手機(jī)外觀美觀性的重要利器之一。3D前蓋玻璃有更好的屏幕顯示效果，3D后蓋玻璃有更好的握感。在前蓋使用3D玻璃的趨勢(shì)下，后蓋如果也使用3D玻璃，整體的一致性效果會(huì)比較好，同時(shí)，玻璃顏色不單調(diào)，貼膜、絲印或者UV轉(zhuǎn)印都可以在玻璃上實(shí)現(xiàn)，相對(duì)于陶瓷或者塑料材料，玻璃具有更好的外觀效果。
在技術(shù)上，柔性AMOLED顯示技術(shù)也要求使用3D玻璃。與LCD顯示屏相比，AMOLED更輕薄，更節(jié)能，亮度更高且可彎曲，為了發(fā)揮全部特點(diǎn)，AMOLED顯示屏蓋板勢(shì)必被做成彎曲形狀。3D曲面玻璃具有更好的抗摔打及抗劃痕能力，可以保護(hù)彎曲的AMOLED屏幕，而且3D玻璃可以與柔性AMOLED屏更好地貼合。
與2D和2.5D玻璃相比，3D玻璃的制備引入熱彎工藝，具備輕薄，抗指紋，抗眩光，耐刮傷等諸多特質(zhì)，使用3D玻璃的智能手機(jī)，不僅擁有區(qū)別同質(zhì)化的創(chuàng)新，還能增強(qiáng)觸控手感和握感。
未來(lái)幾年，3D蓋板玻璃市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率有望達(dá)到78.4%，2019年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到289億元，蓋板玻璃總體市場(chǎng)今年有望達(dá)到515億元。2D和2.5D玻璃工藝相對(duì)成熟，3D玻璃目前良率較低，隨著工藝逐漸成熟，良率將有所提高。目前，2D、2.5D和3D玻璃的平均價(jià)格分別在9元、23元和80元左右，未來(lái)兩年均將呈下降趨勢(shì)，其中，2D和2.5D的下降趨勢(shì)維持穩(wěn)定，3D則逐漸放緩。
3D玻璃受追捧，正在引爆制造裝備市場(chǎng)
3D和2D部分設(shè)備和工藝是通用的，從加工流程來(lái)看，3D玻璃最大的不同在于新增熱彎成型工藝，該工藝是將玻璃放入曲面模具中，在800℃左右軟化成型。完成熱彎之后，對(duì)3D曲面進(jìn)行拋光，絲印和鍍膜等工序。由于3D玻璃存在曲面，玻璃精雕機(jī)設(shè)備需要從傳統(tǒng)的四軸升級(jí)到五軸，熱彎設(shè)備和3D模具可以說(shuō)相當(dāng)關(guān)鍵，自身的穩(wěn)定性直接影響到3D玻璃的產(chǎn)品穩(wěn)定性。
以11站的設(shè)備為例，1-4站是預(yù)熱站，對(duì)置入的玻璃進(jìn)行溫度加溫，前4站保證平整度在5條之內(nèi);中間3站是成型站，熱彎已經(jīng)結(jié)束，玻璃已經(jīng)壓成曲面玻璃，成型站保證平整度在4條之內(nèi);后面4站就是冷卻站，保證平整度在5條之內(nèi)。如果平整度相差過(guò)高，做出來(lái)的玻璃會(huì)出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)、彎曲、變形等問(wèn)題。同一批玻璃進(jìn)入熱彎?rùn)C(jī)加工使用相同的熔點(diǎn)，高精度的熱彎?rùn)C(jī)可以減少整個(gè)加工過(guò)程中的溫度變化，而精度不夠會(huì)造成熱熔不到位，玻璃出現(xiàn)沒(méi)有壓彎的情況。例如，康寧出廠的每一批玻璃的熔點(diǎn)都不一樣，針對(duì)不同熔點(diǎn)浮動(dòng)的溫度控制顯得尤為重要。如果溫度無(wú)法準(zhǔn)確地控制在一定范圍，產(chǎn)品良率將難以保障。
熱彎工藝引入在增加3D玻璃工藝復(fù)雜度，提升其價(jià)值的同時(shí)，工藝難度也增加了：熱彎步驟時(shí)，需要精確控制溫度，受熱不均將影響3D玻璃的良率;模具在高溫?zé)釓澾^(guò)程中有可能出現(xiàn)氧化和塌陷，繼而影響3D玻璃平整度;對(duì)3D曲面進(jìn)行拋光、絲印和鍍膜比平面玻璃更加困難，不僅增加加工時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)增加了加工難度。不過(guò)，這些挑戰(zhàn)在科研人員的努力下，正逐一被攻克。
今天，三星、華為、小米等安卓陣營(yíng)品牌已推出了基于3D玻璃的手機(jī)，3D玻璃提升了產(chǎn)品的新穎性和顯著的外觀差異性，增加了產(chǎn)品賣(mài)點(diǎn)和售價(jià)。5G、無(wú)線(xiàn)充電等新技術(shù)應(yīng)用和AMOLED顯示屏技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)一步促進(jìn)3D玻璃在手機(jī)上的應(yīng)用，3D玻璃普及已成大勢(shì)所趨。
作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)投資機(jī)構(gòu)，成立于2005年的海林投資在基金投資領(lǐng)域及光電與創(chuàng)新科技領(lǐng)域具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，旗下中國(guó)光電與創(chuàng)新科技產(chǎn)業(yè)基金作為國(guó)內(nèi)最早亦是最大的專(zhuān)注于光電領(lǐng)域的基金之一，總規(guī)模為100億元人民幣，發(fā)起人包括京東方科技集團(tuán)、英飛尼迪等國(guó)內(nèi)外極具實(shí)力的大型企業(yè)，并得到中以政府、工業(yè)與信息化部及中國(guó)光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)的有力支持，一直扎根于泛半導(dǎo)體裝備制造業(yè)，堅(jiān)信3D玻璃的快速發(fā)展，正在引爆包括熱彎?rùn)C(jī)在內(nèi)的制造裝備市場(chǎng)。
2018年，全球柔性AMOLED總產(chǎn)能仍然短缺，前蓋3D玻璃的出貨量會(huì)受此因素的制約，而單獨(dú)使用后蓋3D玻璃則不受此影響，預(yù)計(jì)今年將是3D玻璃爆發(fā)元年，而3D曲面玻璃手機(jī)的風(fēng)起將直接催生相關(guān)設(shè)備行業(yè)的爆發(fā)。
