??
1
|
在過去的4年里,，智能手機(jī)市場(chǎng)經(jīng)歷了巨大的變革。顯示屏質(zhì)量大幅提高,，續(xù)航能力也有所增加,。由于廠商大體上都把精力集中在相似的平臺(tái)，手機(jī)的材料已經(jīng)變得越發(fā)重要,。隨著市場(chǎng)趨于飽和,，競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈，幾乎每一家廠商在移動(dòng)設(shè)備的材料設(shè)計(jì)上都進(jìn)行過重大轉(zhuǎn)變,，這在升級(jí)周期變長(zhǎng)的高端領(lǐng)域更是如此,。消費(fèi)者想要去升級(jí)到最新最好產(chǎn)品的欲望越來越小，廠商因此必須做出改變來延緩增長(zhǎng)的下降,?？偟膩碚f，這似乎意味著在新設(shè)備上“追本溯源”,，此種策略通常也伴隨著材料設(shè)計(jì)的升級(jí),。
不過這似乎又沒什么意義，特別是考慮到大量的智能手機(jī)用戶根本就不關(guān)心材料,。我們經(jīng)常會(huì)聽到這樣的說法,，因?yàn)槊课挥脩舳紩?huì)使用保護(hù)套,，設(shè)備的設(shè)計(jì)也就變得不再重要,。還有一種常見的說法是,，對(duì)比聚碳酸酯，也就是塑料,，鋁合金設(shè)備的耐久度和信號(hào)接收更差,，機(jī)身也更重，在高負(fù)荷下發(fā)燙更明顯,。更高的成本也是一個(gè)問題,，這也是廠商經(jīng)常會(huì)在公司內(nèi)部所提出的。而對(duì)于玻璃材質(zhì)的設(shè)備來說,，每一次的不慎墜地就有伴隨著外殼碎裂的風(fēng)險(xiǎn),。我們的問題依舊：為什么廠商還要繼續(xù)去推動(dòng)材料設(shè)計(jì)呢？
毫無疑問,，這是一個(gè)復(fù)雜的話題,。材料選擇伴隨著一大堆的妥協(xié)，市場(chǎng)上也并不存在所謂的最佳材料,。大多數(shù)手機(jī)所使用的主要就是以下這三種材質(zhì)：塑料,、玻璃和金屬。
手機(jī)所使用的最常見的塑料材質(zhì)是聚碳酸酯,，這種材質(zhì)能夠有效抵抗沖擊,，導(dǎo)熱性相對(duì)也不那么高，同時(shí)柔韌性極佳,。三星Galaxy S和Note系列和諾基亞Lumia系列都是我們耳熟能詳?shù)木厶妓狨ゲ馁|(zhì)手機(jī),。一般來說，使用聚碳酸酯外殼的手機(jī)基本不可能出現(xiàn)信號(hào)接收問題,，因?yàn)檠芯匡@示,，這種材質(zhì)不會(huì)減弱無線電信號(hào)。由于市場(chǎng)正受到利潤(rùn)率下降的擠壓,，聚碳酸酯相對(duì)于玻璃或金屬的低成本也是一個(gè)不應(yīng)被忽視的明顯優(yōu)勢(shì),。
1
|
雖然這些優(yōu)勢(shì)已經(jīng)足以說服廠商，但聚碳酸酯同樣也存在缺點(diǎn),。較低的熱傳導(dǎo)性雖然讓設(shè)備不會(huì)太過發(fā)燙,，但這同時(shí)也意味著在散熱能力受限的移動(dòng)設(shè)備當(dāng)中，塑料設(shè)備所使用芯片的CPU和GPU主頻要低于金屬或玻璃材質(zhì)設(shè)備,。具體來說,，鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)（數(shù)值越高導(dǎo)熱性越好）是205W/mK，鎂合金是156W/mK,，普通玻璃是0.8W/mK,，而聚碳酸酯只有0.22W/mK。這也就意味著,，在運(yùn)行高負(fù)荷任務(wù)（比如大型游戲）時(shí),，塑料材質(zhì)設(shè)備一般都要比同等配置的金屬或玻璃材質(zhì)設(shè)備更慢,。
對(duì)于追求輕薄緊湊的智能手機(jī)來說，柔韌性也是這種材料的另一大問題,。由于手機(jī)的信號(hào)天線都安裝在背部,，所以易彎曲的塑料后蓋更容易讓脆弱的天線連接器受損。天線連接器通常是一些彈簧狀的小薄片,，用于和后蓋進(jìn)行接觸,。雖然它們具備一定的彈力，但受壓過大可能就無法回彈了,。受此問題影響的一個(gè)典型例子就是Tegra 3版的HTC One X,，由于天線連接器被壓壞，這款設(shè)備經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)Wi-Fi和藍(lán)牙信號(hào)丟失的問題,。下圖是Galaxy S4的拆解圖,，當(dāng)中那些金色的小凸點(diǎn)就是天線連接器。
1
|
金屬
金屬被許多人認(rèn)為是一種優(yōu)越的材料,，但他們只考慮到了外觀和手感,，而非技術(shù)優(yōu)勢(shì)和缺陷。智能手機(jī)最常用的金屬材質(zhì)為鋁合金和鎂合金,，不過后者基本只用來做中框,。
由于硬度較高，鋁合金在保護(hù)內(nèi)部元件上擁有明顯的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì),，同時(shí)耐久度也不錯(cuò),。就拿曾經(jīng)的iPhone 4來說，全鋁合金設(shè)備所需的外置天線帶來了比內(nèi)置天線更好的信號(hào)接收和性能,。即便在今天,，我們還是可以看到具備更高信號(hào)接收的全金屬設(shè)備，比如說Sprint定制版HTC One M8在1900MHz CDMA網(wǎng)絡(luò)下的有效全向輻射功率（EIRP）就要比Galaxy S5更高,。而更高的EIRP就等同于更好的信號(hào)接收,，雖然在這方面還需參考有效全向靈敏度（EIS）。
因?yàn)榻饘倬邆涓叩膱?jiān)韌性,，其表面更難以被劃傷,。但因?yàn)殛?yáng)極化處理，在暴露于未經(jīng)處理的表面時(shí),，劃傷會(huì)更容易顯現(xiàn),。金屬的另一關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是超高的導(dǎo)熱性，這在散熱受限的情形下也就帶來了更好的性能,。無論如何,，散熱片可都是鋁合金和/或銅材質(zhì)的，而非玻璃或聚碳酸酯。這個(gè)問題的具體體現(xiàn)可以參考Galaxy S5和HTC One M8在T-Rex性能測(cè)試中的對(duì)比,。如下圖所見,，HTC One M8的幀率要明顯高于Galaxy S5。
1
|
當(dāng)然,，鋁合金也并非是完美的手機(jī)材質(zhì)。對(duì)于金屬材質(zhì)的設(shè)備來說,，使用內(nèi)置天線幾乎是不可能的,，除非在機(jī)身上加入用于讓信號(hào)通過的玻璃/塑料材質(zhì)“窗口”。這意味著設(shè)備在無線電信號(hào)接收上的全向性（方向獨(dú)立）會(huì)打折扣,。即使是把部分金屬外殼變成外置天線的處理,，當(dāng)手觸碰到天線或?qū)⑵錁蚪拥搅硪粋€(gè)導(dǎo)體所出現(xiàn)的失諧現(xiàn)象也是個(gè)大問題。讓無法改變的機(jī)身去支持多個(gè)頻段也是同理,，因?yàn)闊o論是為哪個(gè)運(yùn)營(yíng)商定制,，iPhone 5s和HTC One M8都不可能進(jìn)行大幅改動(dòng)。雖然多天線和主動(dòng)式天線調(diào)諧器的使用讓全金屬設(shè)計(jì)成為可能,，但信號(hào)接收上面依然存在明顯不同,。至于這種不同是信號(hào)更好還是更差了，取決于其所使用的頻段,。
0
|
由于原材料成本更高,、生產(chǎn)難度更大，鋁合金機(jī)身的成本要比聚碳酸酯高很多,，而這一點(diǎn)會(huì)反映在設(shè)備的最終售價(jià)上,。此外，鋁合金出色的導(dǎo)熱性雖然讓設(shè)備內(nèi)部的熱量更容易被排出,，但這也讓機(jī)身表面的觸感變得不那么舒適了,。在同樣的內(nèi)部溫度下，聚碳酸酯設(shè)備摸上去總是會(huì)比鋁合金“涼快”一點(diǎn),。
再說鎂合金,。由于密度更低，鎂合金要比鋁合金更輕,，射頻傳輸比鋁合金更高,，并同時(shí)具備鋁合金相較聚碳酸酯和玻璃材質(zhì)的許多優(yōu)勢(shì)。但遺憾的是,，鎂合金外殼的量產(chǎn)目前來說還是不可行的,，這主要是因?yàn)槠湓诤醐h(huán)境中的被動(dòng)性。而沒有表面處理的話,，鎂合金還會(huì)被迅速腐蝕,，這意味著它目前還無法被當(dāng)作手機(jī)外殼。
玻璃
玻璃同樣也是一種經(jīng)常被移動(dòng)設(shè)備所使用的外殼材質(zhì)，它是這三種材質(zhì)當(dāng)中最硬的,，抗劃傷的能力也最好,，但同時(shí)也是最易碎的。鋁硅酸鹽玻璃是手機(jī)外殼最常用的玻璃類型,，康寧的Gorilla Glass也正是這種材質(zhì),。在導(dǎo)熱性上，玻璃介于鋁合金和聚碳酸酯之間：比聚碳酸酯稍高一點(diǎn),，但遠(yuǎn)低于鋁合金,。玻璃對(duì)于無線電信號(hào)也不會(huì)產(chǎn)生明顯影響，因此可以使用內(nèi)置天線,。
玻璃的缺點(diǎn)在于極其脆弱,，這可能會(huì)帶來重大的安全性問題。此外,，手機(jī)的材質(zhì)也會(huì)受到明顯限制,，這也就是為什么玻璃材質(zhì)設(shè)備總體上都更小，設(shè)備的玻璃部分一般都是一塊平板,。
0
|
如果去考慮設(shè)備實(shí)際的布局,，事情可能并沒有那么簡(jiǎn)單。聚碳酸酯設(shè)備的散熱可以通過使用鎂合金中框得到改善,。壁厚和不同類型的塑料,、玻璃及金屬可以顯著降低各自身上所存在問題的嚴(yán)重性。比如說,，往聚碳酸酯中加入ABS塑料可以顯著提升硬度,，在玻璃上加入防碎膜可以降低后蓋碎裂的風(fēng)險(xiǎn)。新的天線調(diào)諧技術(shù)可以讓全金屬設(shè)備成為可能,。
總結(jié)
當(dāng)然,，問題依然存在。為什么這些很重要,？無論如何,，蘋果不必去擔(dān)心iPhone 4的散熱問題，因?yàn)樗男酒瑹o法產(chǎn)生足夠的熱量,，但它們使用了金屬邊框和玻璃后蓋,。雖然它們可以更有效地保護(hù)內(nèi)部元件，但墜地保護(hù)的細(xì)微提升和信號(hào)接收的改善并不是追求這種設(shè)計(jì)的強(qiáng)有力借口,。那蘋果為何還要這樣做呢,？
答案是工業(yè)設(shè)計(jì)。雖然容易和純粹的美學(xué)設(shè)計(jì)混為一談,，但工業(yè)設(shè)計(jì)是任何一部設(shè)備的關(guān)鍵層面,。盡管我們?cè)谑褂靡苿?dòng)設(shè)備的大部分時(shí)間里都是在看屏幕，但設(shè)備的外型、外觀和感覺都會(huì)對(duì)體驗(yàn)產(chǎn)生重大影響,。如果一款設(shè)備更稱手,、更漂亮、感覺更好,，那它自然會(huì)成為一款更加出色的設(shè)備,。無關(guān)緊要的元素會(huì)損傷設(shè)計(jì)的集中度，而真誠(chéng)的設(shè)計(jì)對(duì)此會(huì)提供幫助,。好的設(shè)計(jì)是明顯又是隱性的,，只有在我們使用到設(shè)計(jì)糟糕的產(chǎn)品時(shí)，才會(huì)體會(huì)到什么是好設(shè)計(jì),。技術(shù)進(jìn)步可以也的確能夠修復(fù)材料存在的問題，但糟糕的設(shè)計(jì)是沒得救的,。雖然這些都顯得很主觀,，但隨著移動(dòng)產(chǎn)業(yè)趨于飽和，工業(yè)設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì)將會(huì)成為突顯產(chǎn)品獨(dú)特性的關(guān)鍵所在,。（Eskimo）
