上海2017年4月21日電 /美通社/ -- 手機(jī)從功能機(jī)向智能機(jī)的演進(jìn)成就了一大批手機(jī)品牌，除了蘋果、三星，國內(nèi)的華為、小米、OPPO/VIVO也已經(jīng)聲名鵲起，這得益于智能手機(jī)具有龐大的用戶群。據(jù)全球市場研究機(jī)構(gòu)集邦咨詢的數(shù)據(jù)顯示，2016年全球智能手機(jī)出貨量為13.6億部，年成長率為4.7%。如今，通信已經(jīng)不再是手機(jī)的主要功能，伴隨用戶需求的改變，大屏幕、高清拍照、高速視頻播放等已經(jīng)成為衡量智能手機(jī)是否新潮的標(biāo)準(zhǔn)，在優(yōu)化各種手機(jī)應(yīng)用的道路上，手機(jī)制造材料的升級(jí)對(duì)其也起到了推波助瀾的作用。如：OLED讓手機(jī)屏幕實(shí)現(xiàn)可折疊；光學(xué)指紋傳感器可以穿透玻璃后蓋；散熱材料迭代滿足快速散熱需求，防水材料層出讓手機(jī)更加安全…

哪些手機(jī)制造材料的演進(jìn)對(duì)手機(jī)功能完善起到推動(dòng)作用？手機(jī)制造材料的快速發(fā)展讓未來手機(jī)具有哪些出乎意料的功能？讓我們一一來分析。

OLED：一場屏幕搶奪戰(zhàn)開始

對(duì)比LCD顯示屏，OLED屏幕的較大優(yōu)勢(shì)在于自發(fā)光與柔性曲面。在手機(jī)電源容量無法革新的前提下，手機(jī)廠商致力于降低能耗，提高手機(jī)續(xù)航能力，而OLED顯示屏是有機(jī)電激發(fā)光二極管，不需要背光源。而且柔性曲面屏延展性好，給予手機(jī)廠商更廣闊的手機(jī)ID設(shè)計(jì)空間。根據(jù)液晶市場咨詢機(jī)構(gòu)DSCC預(yù)估，2017年全球?qū)⒂?.25億部智能手機(jī)采用AMOLED面板，同比增長42%，2021年全球采用AMOLED的智能手機(jī)將達(dá)12億部，其中有超過半數(shù)為三星與蘋果。

去年，Galaxy S6 Edge的曲面屏設(shè)計(jì)不僅賺足了大眾的眼球，還給三星帶來了漂亮的銷量成績單，隨后國產(chǎn)手機(jī)廠商也陸續(xù)采用OLED顯示屏，例如OPPO的R系列、vivo的X系列、華為P9、小米note2等機(jī)型。預(yù)計(jì)從iPhone 8開始，OLED屏幕將成為高端手機(jī)的標(biāo)配。蘋果一向?qū)κ袌鲇辛己玫膶?dǎo)向作用，OLED顯示屏勢(shì)必也會(huì)受到更多青睞。但由于產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展尚不成熟，中小尺寸的OLED屏幕三星一家獨(dú)大，必然發(fā)生供應(yīng)緊缺現(xiàn)象，蘋果的加入會(huì)讓僧多粥少的局面加劇。但據(jù)業(yè)內(nèi)人士觀察，這會(huì)倒逼中國的屏幕生產(chǎn)商加快研發(fā)速度，以適應(yīng)市場需求。

指紋識(shí)別：從電容器件到光學(xué)器件背后的意義

相對(duì)于密碼解鎖，指紋解鎖更加快捷、便利，如今已經(jīng)成為高端智能手機(jī)的標(biāo)配。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年的指紋識(shí)別傳感器的出貨量已達(dá)6.89億顆。調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測，未來5年，指紋識(shí)別市場的復(fù)合年增率將達(dá)到19%，市場規(guī)模有望從2016年的28億美元，增加到2022年的47億美元，市場前景被各界看好。

然而，隨著OLED屏幕的大范圍使用，以及未來智能手機(jī)對(duì)高屏占比的追求，智能手機(jī)的下一步極有可能是可折疊。在這樣的大背景下，金屬后殼極有可能被淘汰，轉(zhuǎn)而被玻璃所替代，原來的電容式指紋識(shí)別傳感器將無法應(yīng)用于新興手機(jī)上，于是傳感器廠商將目光投向了光學(xué)指紋識(shí)別。光學(xué)指紋識(shí)別器具有抗靜電能力強(qiáng)，耐刮，成本較低等優(yōu)勢(shì)，目前主流智能手機(jī)廠商已經(jīng)計(jì)劃采納，相信不久的將來會(huì)出現(xiàn)在用戶手中。

手機(jī)快速散熱，好材料是降溫的“冰床”

手機(jī)高頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)發(fā)熱，尤其是智能手機(jī)，應(yīng)用不斷增多，運(yùn)行速度加快，發(fā)熱現(xiàn)象更加明顯。而如今，超薄是大部分智能手機(jī)的賣點(diǎn)，手機(jī)品牌產(chǎn)商為了贏得用戶青睞，極盡所能在有限的體積空間中緊密排列了大量的電子元器件，這就導(dǎo)致手機(jī)散熱出現(xiàn)困難。一般情況下，手機(jī)正常運(yùn)營的溫度范圍是30度到50度，當(dāng)溫度超過50度以后，不僅手持舒適感會(huì)降低，而且手機(jī)性能會(huì)受到影響。如何在緊湊的空間中讓手機(jī)快速散熱？這成為所有手機(jī)品牌商面臨的一大挑戰(zhàn)。手機(jī)散熱主要是通過熱傳導(dǎo)和輻射散失到大氣中，因而良好的導(dǎo)熱材料成為手機(jī)降溫的首選。目前來看，手機(jī)散熱材料主要有石墨片、金屬背板、導(dǎo)熱凝膠、冰巢和熱管五大類，每種材料優(yōu)缺點(diǎn)兼而有之。

1. 石墨貼片散熱：石墨具有可塑性，我們可以把石墨做成一層貼紙的薄片，貼在手機(jī)內(nèi)部的電路板上，手機(jī)工作發(fā)熱時(shí)，熱量可以通過石墨貼片快速傳導(dǎo)到手機(jī)背板的外部和周邊，從而加快散熱速度。石墨又分為天然石墨片和人工石墨片，其中，天然石墨的導(dǎo)熱系數(shù)是800-1200w/m.k，容易獲得且成本較低，缺點(diǎn)是厚度只能達(dá)到0.1mm；人工石墨的導(dǎo)熱系數(shù)是1500w/m.k，厚度可以達(dá)到0.03mm，缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。
2. 金屬背板散熱：如今的智能手機(jī)大部分都采用了一體化機(jī)身設(shè)計(jì)，后殼選用金屬材質(zhì)，這在本質(zhì)上就實(shí)現(xiàn)了金屬背板散熱。目前普遍的方案是“石墨貼片+金屬背板”的方式，熱量可以通過石墨貼片傳導(dǎo)到金屬背板，用戶幾乎感受不到產(chǎn)品在發(fā)熱。這得益于金屬較高的導(dǎo)熱系數(shù)，以及后殼的大面積優(yōu)勢(shì)，而且金屬材質(zhì)質(zhì)感很好。缺點(diǎn)是金屬強(qiáng)度低，表面容易磕損，從而影響美觀。
3. 導(dǎo)熱凝膠散熱：導(dǎo)熱凝膠是由多種導(dǎo)熱粉體及導(dǎo)熱硅膠完全熟化后凝練而成的凝膠狀導(dǎo)熱材料。相對(duì)于導(dǎo)熱墊片，導(dǎo)熱凝膠更柔軟且具有更好的表面親和性，而且?guī)缀鯖]有硬度，使用后不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。手機(jī)PCB設(shè)計(jì)非常緊湊，難免出現(xiàn)不平整或者不規(guī)則，導(dǎo)熱凝膠可以與電子元器件實(shí)現(xiàn)良好接觸。典型產(chǎn)品如華為榮耀6，就采用了這種散熱技術(shù)。缺點(diǎn)是接力較弱，不能用于固定散熱裝置。
4. 冰巢散熱：這是類液態(tài)金屬的變相材料，能傳導(dǎo)熱量也能吸收熱量，吸熱特性和導(dǎo)熱特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空氣。散熱原理是填充發(fā)熱點(diǎn)與導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)之間的縫隙，以達(dá)到快速散熱的目的，典型產(chǎn)品如OPPO R5，缺點(diǎn)是成本較高。
5. 熱管散熱：在手機(jī)行業(yè)，也稱之為水冷散熱，就是將一個(gè)充滿液體的導(dǎo)熱銅管頂點(diǎn)覆蓋在手機(jī)處理器上，處理器運(yùn)算產(chǎn)生熱量時(shí)，熱管中的液體就吸收熱量氣化，這些氣體會(huì)通過熱管到達(dá)手機(jī)頂端的散熱區(qū)域降溫凝結(jié)后再次回到處理器部分，周而復(fù)始從而進(jìn)行有效散熱。典型產(chǎn)品如微軟Lumia 950/950 XL。缺點(diǎn)是手機(jī)散熱熱管的直徑比普通熱管直徑小。

這五種散熱方式屬于被動(dòng)散熱，目前都已經(jīng)應(yīng)用于不同品牌的智能手機(jī)中，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。

手機(jī)防水：各個(gè)環(huán)節(jié)都要通過特殊材料實(shí)現(xiàn)

幾乎所有手機(jī)用戶都希望自己的手機(jī)掉在水里拿出來擦擦還能正常使用，但是現(xiàn)實(shí)往往很殘酷，手機(jī)防水一直是用戶和廠商的大痛點(diǎn)，手機(jī)廠商也在盡力實(shí)現(xiàn)手機(jī)全面防水，從而幫助用戶解除“后顧之憂”。然而，手機(jī)防水無法通過簡單地增加一層保護(hù)外殼完成，需要在手機(jī)工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)(設(shè)計(jì)、制造、測試)分別完成。在外殼上以硅橡膠密封和防水粘膠、聲學(xué)防水(防水透氣隔膜)，進(jìn)一步采用電路板防水(納米材料覆膜)等多種方式，以達(dá)到高等級(jí)的防水效果。

密封防水：硅橡膠密封是防水的第一層級(jí)，在機(jī)身各處潛在進(jìn)水口采用硅橡膠密封結(jié)構(gòu)件(硅膠圈、硅膠墊)是保證消費(fèi)電子產(chǎn)品外殼不漏水的基礎(chǔ)手段。目前結(jié)構(gòu)件選擇使用的橡膠材料一般考慮硅橡膠或者三元乙丙橡膠，選擇必須綜合考慮橡膠的性能。其中邵氏硬度、粘接要求、抗拉強(qiáng)度、伸長率、工作溫度、耐寒度、耐老化等是主要考慮的指標(biāo)，硅橡膠盡管價(jià)格高于三元乙丙橡膠，但各方面性能均優(yōu)于三元乙丙橡膠，因此成為電子產(chǎn)品防水首選材料。

與金屬嵌件和塑料復(fù)合成型的特殊能力，使液態(tài)硅膠LSR 成為防水硅膠結(jié)構(gòu)首選材料。LSR 具有優(yōu)異的電氣絕緣性能、耐老化性能，機(jī)械強(qiáng)度高、彈性好、成型快速方便，反應(yīng)無副產(chǎn)物、無毒無味，使用溫度較寬，且安全衛(wèi)生、產(chǎn)品可延伸性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可制成不同形態(tài)、不同用途的系列化、差別化產(chǎn)品。如今手機(jī)機(jī)身各處的零組件，包括SIM卡托、聽筒、Micro USB 接口、耳機(jī)孔等，都添加了LSR 與金屬件復(fù)合成型，保證了這些部位的防水可靠性。

聲學(xué)防水：與橡膠密封不同，聲學(xué)防水要求保證防水的同時(shí)不影響聲音穿透。以三星S7 智能手機(jī)為例，其聲學(xué)部件采用了硅膠和泡棉防水結(jié)構(gòu)件，在底部揚(yáng)聲器開孔和揚(yáng)聲器之間采用了防水透氣膜。高分子材料GORE-TEX和粘合劑組成的薄膜產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)IP67/68 級(jí)別的防水效果。GORE-TEX面料是美國戈?duì)柟惊?dú)家發(fā)明和生產(chǎn)的一種輕、薄、堅(jiān)固和耐用的薄膜。它具有防水、透氣和防風(fēng)功能，代表產(chǎn)品是GORE-TEX(R) 膨體聚四氟乙烯(ePTFE)，目前膨體聚四氟乙烯主要運(yùn)用在醫(yī)療植入體、含氟聚合纖維、墊圈和密封劑、工業(yè)電子設(shè)備的高級(jí)介質(zhì)材料中。

電路板防水：電路板防水是智能終端防水的最后一道防線，主要采用具有荷葉效應(yīng)的高分子納米材料技術(shù)。納米材料具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、光學(xué)效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子尺寸效應(yīng)等特殊性質(zhì)，通過涂料就能獲得的功能。為電子設(shè)備增加防水納米涂層的方法是將電子設(shè)備放入到真空環(huán)境中，在低壓狀況下注入氣態(tài)的防水納米材料，使氣體包圍住電子設(shè)備，此時(shí)設(shè)備就會(huì)放出等離子體納米材料附著到電子設(shè)備表面，進(jìn)而凝固。設(shè)計(jì)過程結(jié)束后，整個(gè)電子設(shè)備上的納米涂層厚度約為頭發(fā)直徑的千分之一，表面光滑且具備了與荷葉相似的表面。由于表面張力的作用，落到涂層表面上的水會(huì)變?yōu)樗椋粫?huì)破壞電子設(shè)備的內(nèi)部材料。

該技術(shù)可以加入到手機(jī)的各個(gè)層面及元件上，這樣即使有液體流入到設(shè)備中，也不會(huì)對(duì)元件造成任何影響。看不見的抗液涂層的保護(hù)效果非常持久，可在相當(dāng)程度上減少故障保修和修理成本，它較大的特點(diǎn)就是在不影響外觀以及使用的情況下對(duì)機(jī)身進(jìn)行保護(hù)。典型應(yīng)用如：華為P9已經(jīng)采用P2i 納米防水涂層技術(shù)。

手機(jī)市場競爭日益積累，各大手機(jī)品牌商也想在防水問題上推出差異化解決方案，從而提高品牌競爭力。蘋果透露了“通過孔口排出液體”、“隱藏式接口的電子器件”和“耐液聲學(xué)設(shè)備”三項(xiàng)“黑科技”,用于揚(yáng)聲器、耳機(jī)和充電的防水，吊足用戶的胃口。隨著手機(jī)廠商的不斷創(chuàng)新，未來會(huì)有更多新的防水材料涌現(xiàn)出來。

從智能手機(jī)的演進(jìn)歷程來看，屏幕尺寸越來越大，材質(zhì)逐步走向曲面設(shè)計(jì)，傳感器功能越來越全，使得用戶體驗(yàn)大大進(jìn)步。對(duì)于散熱和防水，手機(jī)廠商也在不斷探求對(duì)新材料、新技術(shù)的創(chuàng)新，從而給用戶帶來更完美的體驗(yàn)。NEPCON China 2017主辦方勵(lì)展博覽集團(tuán)及其子公司上海勵(lì)擴(kuò)展覽有限公司聯(lián)合Counterpoint Research、深圳市手機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)傾力打造2017手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈峰會(huì) – 材料、元器件同期活動(dòng)。兩大主題緊密貼合行業(yè)熱點(diǎn)，共同展示智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展最新成果、引領(lǐng)未來智能手機(jī)關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新相結(jié)合。4月25日-4月27日，NEPCON China 2017與你相約上海世博展覽館。

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