我们距离一部摔不碎的手机还有多远?| 硬哲学

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07-20 08:00

玻璃的轻薄度与抗摔性不可兼得,你会选谁?

手机一个不留神从掌心滑落,熟悉的撞击声声声入耳,就算内心千万只草泥马电光石火间呼啸着奔腾而过,但佯装镇定的我们若无其事地捡起来翻个面看看,总算长出了一口气:

反正没爆屏,那就是幸事。

智能手机发展到现在,形态上已经越来越统一,各家厂商的终极目标,无外乎都是在试图解决正面一整块屏幕的难题。

所以正如你所看见的一样,我们的手机边框变得越来越窄,连原本放听筒和 Home 键的位置都被屏幕所覆盖。

▲图片来自:Technobezz

另一个可以察觉到的改变是,从去年下半年起,很多旗舰手机从全金属材质改为使用双面玻璃的设计,这么做并不只是为了多变的配色款式,而是玻璃材质本身更符合全面屏时代的结构需求,比如无线充电特性的实现,还有天线信号的金属屏蔽问题。

但就和我们迈不过电池续航这道技术门槛一样,玻璃机身和玻璃屏幕同样有不耐摔的必然缺陷。

虽然这个透明材料有着比金属更高的硬度,也有着非常棒的触感,但它的脆性体质就和棉花是软的一样,已经形成一种常识认知了。正因为如此,在很多人眼里,手机屏幕上的玻璃理应是这个设备最脆弱的一部分,而贴膜戴套则是新机入手后“必不可少”的环节。

当然,虽说划伤了屏幕不见得会影响手机本身的使用,但“屏幕摔裂了”也已经成为人们换新手机的其中一大理由。根据 IDC 的数据统计,每年有超过 9500 万台手机,是因跌落碎屏而出现损坏的,排在第二位的则是进水。

如果手机本身足够坚固,哪还会有祖传贴膜手艺和各色保护壳登场的机会呢?

这意味着,只要智能手机仍然离不开玻璃材质,那么对于提供玻璃的供应商来说,做出一块不那么容易碎的玻璃,自然就是它的终极目标。

和那些广为流传的硅谷秘闻一样,玻璃会出现在智能手机身上也是一次偶然

在 iPhone 发布前的几个月,乔布斯专门邀请了康宁公司的 CEO 温德尔·维克斯(Wendell Weeks)来到库比蒂诺,并告诉他说,苹果希望找到一块既防刮,又有一定抗摔性的新型玻璃材料。

▲ 图片来自:WSJ

在原计划里,iPhone 本来会和以前的那些功能机一样,使用老旧的塑料屏幕盖板,但玻璃在透光性和硬度等很多方面都远优于后者,而且可以做得更轻薄,乔布斯自然就把目光投向了这种更为优雅的材料上。

据说,当时康宁向乔布斯展示的是一个已经封藏了数十年技术原型——诞生于 1962 年 Chemcor 玻璃,但那时候康宁还不具备实际的量产能力,随之就打入冷宫。

“你们能做到,动动脑子,你们能做到的。”乔布斯又一次展示了他的现实扭曲立场,好比下命令一般跟维克斯说道。

▲图片来自:NewsHub

维克斯确实做到了,按照苹果的需求,康宁在 6 个月内对自己工厂和技术进行了改造,成功将这款玻璃实现了量产。它通过改变玻璃内部的化学成分,并借助熔融下拉制程和离子交换工艺,在玻璃表面实现了一个更坚固的压缩层,进一步增强了表面的抗损伤能力。

再之后,便是我们所熟悉的大猩猩玻璃登场了。

只要我们仍在贴膜戴套,就说明玻璃技术还不够好

从 2007 年至今,康宁的大猩猩玻璃已经经历了五次迭代。而在 7 月 19 号,康宁公司也宣布推出第六代大猩猩玻璃,耐摔性的提升依旧是本次的重点。

根据康宁给出的实验室数据显示,使用第六代大猩猩玻璃的设备,可平均经受 15 次从 1 米的高度到粗糙表面的跌落,比第五代大猩猩玻璃的表现翻倍。

而在第五代大猩猩玻璃中,康宁给出的数据是手机从 1.6 米高的地方掉下来,有 80% 的可能性不会被摔碎。

这些量化数字指标的意义,可以对比 Toluna 的全球消费者报告。数据显示,我们一年内平均会出现 7 次左右的摔机情况,而且有超过 50% 都是发生在 1 米高的范围内。

通俗点理解,如果你的摔机频次和这份报告相符合,那么第六代康宁大猩猩玻璃至少能保证你的手机在 2 年内,不会因走在路上不小心脱手着地而发生爆屏惨剧。毕竟在 2 年以后,你可能就会换另一台新手机了。

但实验室给出的数据终究只是理想的状态,毕竟有时候角度稍微偏一点,或是碰上不成熟的边框结构,都会导致碎屏概率的增加。

▲ 图片来自:Tweakers

又想做薄,又想耐摔,真有这么好的事儿吗?

早在第四代康宁大猩猩玻璃推出时,康宁大猩猩玻璃副总裁 John Bayne 就曾针对手机的碎屏问题给出一个解释,他认为很多智能手机之所以会碎屏,并非是单次撞击地面造成的。事实上这块玻璃很可能之前就已经出现了一些划痕和裂缝点,比如钥匙刮擦,或者先前也跌落过几次。

“虽然我们的肉眼察觉不出这些磨损,但它就好比是一个漏洞,一旦再次遭到外力的挤压和碰撞,就会导致玻璃出现大面积的破碎。”

现在,很多人还是习惯给自己的手机贴上一层钢化玻璃膜,以此来提升屏幕的耐磨性和抗跌性,毕竟手机正面着地时,这块玻璃仍然是承受冲击力的主要部分。

正因为如此,康宁仍然在持续不断地提升自家大猩猩玻璃的性能。从最早的 iPhone 到现在,这几年康宁大猩猩已经广泛运用在我们所熟知的三星、小米、OPPO 和 vivo等品牌手机上,占据了这个市场 40% 的份额。

不过,康宁除了要保住这个“抗损性第一”的宝座,还要考虑其它形态的发展,比如更轻薄,以及做成曲面和其它异形屏的形状,以满足全球超过 60 亿台设备的需求。

毕竟业内做玻璃的也不只有康宁一家。德国的肖特公司此前就曾推出一款名为 AS 87 eco 的超薄柔性玻璃,它可以做到仅有 0.35mm 左右的厚度,主要用于智能手机指纹传感器上的保护盖板。

还有一个经常提及的是日本的旭硝子玻璃,除了中低端手机的运用,它在今年也展示过可折叠形态的玻璃盖板。

▲图片来自:Digital Trends

但现在,手机玻璃的发展也陷入了一个矛盾的境地。一方面,我们对手机的抗摔性有要求,希望它能保证足够的坚固;但另一方面,手机厂商也希望自己的产品能做得足够轻薄,也就对玻璃盖板的厚度有所要求。

对于这个问题,John Bayne 之前在接受 CNBC 采访时也十分无奈,他说如果现在的手机玻璃仍然沿用和前几年一样的厚度,但是合成技术换成现在最新的,那消费者在日常使用中就基本不用担心爆屏问题了。

“问题在于,当我可以把玻璃厚度做到最低 0.5mm,厂商还会选择原来 1mm 的厚度吗?这是个取舍的过程,你既然选择了要把玻璃做薄,就不能要求它在抗摔性上有质的飞跃。”

当然,对于想要优先保证清晰度的手机摄像头,以及类似 Apple Watch 这样的智能手表来说,相比于玻璃的韧性,它们会更看重抗刮性,所以会更钟情于耐磨性更好的蓝宝石玻璃。

为了应对这种竞争,现在康宁也有针对性地推出面向可穿戴设备的 DX 和 DX+ 玻璃,在保证一定抗刮性的同时,也兼顾了可视效果。

可手机的形态注定了它存在跌落的风险,毕竟我们都不会将手机像手表一样绑在手腕上,自然也就没办法保证手机屏幕 100% 不会出现事故,除非玻璃真的不会碎。

想让手机完全不碎屏,仅靠那层玻璃是不现实的

玻璃总是会碎的,好比你不能要求金属变成和棉花一样柔软,也不能要求塑料变成和陶瓷一样温润,每一种材料都有它的特性,也有它好与不好的地方。

在可以预见的未来数年内,康宁所能保证的,大概也就是正常跌落范围内尽可能接近 100% 的完好性,但如果从几十米高的地方掉下去,手机还是会摔得很惨。

如果我们真的想让手机屏幕变得和金属一般坚固,估计就超出现有玻璃材质所考虑的范畴了,或者说,仅仅只靠一块玻璃显然是不够的。没人想重回高强度塑料当屏幕的时代,那是开倒车的做法,我们只能尝试比玻璃更高档一些的材料。

比如前文提到的蓝宝石玻璃,在去年的 HTC U Ultra 上就已经有实际的运用。事实上苹果也曾想过在 iPhone 6 屏幕用上这种高硬度材料,但最终由于成本、透光度和韧性等都不如玻璃面板,苹果只能放弃了这个想法。

还有像 Moto Defy 这样的三防机,以及加厚边框和添加多层屏幕架构的 Moto X Force ,也是以防碎屏和耐摔性来作为主打卖点,然而市场的接受度并不是太高,毕竟大部分三防机都长得不太好看。

当然,也有人打算寻找玻璃的替代品,比如说制造商 Akhan Semiconductor,它就计划在明年推出基于钻石材质的屏幕,硬度几乎是第五代大猩猩玻璃的 6 倍,而且更加耐刮。问题是谁会愿意那么奢侈,将做珠宝的钻石用在手机屏幕上?钻石营销第一个不答应。

还有一个方向是可修复玻璃技术的发展。这个实验的成果是来自于东京大学的研究小组,它们基于 Polyether Thiourea 树脂材料制作的玻璃,可以几小时后自动修复裂痕,并恢复原状。

但就和所有的实验室技术一样,纵使这些方案都宣称解决了碎屏问题,但它们真正落地到消费级产品上估计还要再等待一段时间。

设想一下,如果未来技术创造出一个新的材料,可以真正做出一台摔不碎屏幕的电子设备,贴膜保护壳都可以彻底去掉,那么我们所熟悉的智能手机,还会是现在这个样子吗?

那时候,估计玻璃也会和现在的聚碳酸酯一样,成为被大家所追忆的对象吧。

题图来源:Gorilla Glass

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