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            你即將擁有的第一臺5G手機 抗刮擦抗摔甚至更省電

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              19世紀中期第二次工業革命帶領人們走向瞭電氣時代,極大的推進瞭人類生產力的發展,與此同時,無數新技術新發明不斷湧現,徹底改變瞭人們過去的生產方式,除生產方式的改變外,通信技術也在這一時期開始崛起,為迅速傳遞信息提供瞭前提,也促進瞭全世界經濟、政治、文化的溝通。時至今日,曾經的高新科技已經走入到每個人的生活中,100年前的人們可能很難想象,現在人們已經可以通過手機這一小小的掌中介質,即刻聯通世界。手機對於人們的改變是顛覆的,但其實它存在也隻有34年的時間。


              科技的發展離不開技術的進步,而技術進步的本質絕大部分是人類對於材質的探索,在手機中,材質的變化也顯得尤為重要,從實體鍵盤到觸控屏幕的進步,也讓手機迅速成為每個人必不可缺少的夥伴。但對於大部分人來說,手機屏幕的進化過程可能就知之甚少瞭。

              一切的開端都來自位於美國紐約州的康寧,作為一傢擁有160多年歷史的美國企業,全球共超過70億臺設備使用的蓋板玻璃都來自這裡。2007年,手機形態開始發生改變,傳統的實體鍵盤已經不能滿足手機行業對於設計的需求,曾經的塑料蓋板在耐久性和功能性上都不夠優秀,蘋果創始人喬佈斯就找到瞭康寧公司,希望其可以提供一種堅韌耐用同時能夠滿足觸摸屏需求的玻璃用作新手機的重要材料,此時的康寧已經在電視機顯像管、低損耗光纖等領域擁有瞭極高的市場占有率,雖然手機行業是一個全新市場,但是令人驚訝的是,康寧獲悉蘋果的需求後,拿出的解決方案竟然是來自於1950年康寧實驗室所保留的一項技術,也就是如今我們所熟知的康寧大猩猩玻璃的最初形態。


              與傳統玻璃不同的是,為瞭利用硝酸鉀中的鉀離子將玻璃中的鈉離子進行置換,康寧通過將鈉鈣玻璃放置在硝酸鉀溶液中,從而進行成離子交換目的。這樣做的結果就是,擁有瞭結構更大、化學特性更加活潑的鉀離子,替換出鈉離子後,從而形成瞭一層致密的加強壓縮層,同時也賦予瞭玻璃更加柔軟、易彎曲、不易斷裂的特性,最終使玻璃獲得更高穩定性和更大強度。這樣的原理十分簡單,操作也並不復雜,但是由於玻璃的表面的致密特性,在進行離子交換時,如果隻對外層的玻璃進行交換,所形成的壓縮層厚度是很低的,也並不能過多提升玻璃本身的強度。面對這一問題康寧卻擁有自己獨特的工藝,通過大幅度增加離子交換的進度,可以對玻璃深層的鈉離子進行交換,使得壓縮層的厚度獲得瞭極大的增加,這也是多年來行業內其他公司知其原理卻難以復制,康寧一枝獨秀的主要原因,對於材質的探索康寧一直走在世界前列。


              如今康寧大猩猩玻璃已經進化到第六代產品,相比初代它擁有瞭更加優秀的抗刮擦抗跌落和抗損性。我們這次參觀瞭位於紐約州的康寧總部,康寧的工作人員展示瞭有關於跌落的多種測試,其中就有模擬現實生活中手機跌落於水泥、瀝青等表面時所呈現的狀態。康寧第六代大猩猩玻璃可以做到平均可經受連續15次從1米高度到粗糙表面的跌落,之所以將測試高度設置成1米是因為康寧通過在對全球消費者進行的調查報告中發現,人們每年摔落手機的次數為7次,這其中有超過一半的場景都發生在1米以下的距離,也就是我們掏出手機或者從桌子上滑落的情況。康寧大猩猩玻璃將實驗的角度從對於跌落高度的需求轉為對於發生跌落的高頻次情景下,玻璃的抗摔程度,這樣的改變讓抗摔性能在實際應用中,更具有意義。


            (跌落測試圖)

              另一個極易在生活中發生的場景則在另一項動態沖擊跌落模擬測試中進行瞭復現,這種情況就是手機掉落後,整塊玻璃直接接觸地面的情況。在動態沖擊跌落模擬測試中,將不同的玻璃分別放置在三臺不同高度的“鐘擺”儀器上,下方則是條狀的凸起,模擬玻璃局部受到高強度沖擊。實驗中我們看到康寧第五代和第六代大猩猩玻璃在經過動態沖擊後依舊完好無損,但競品玻璃已經出現瞭明顯的裂痕。這一切都得益於上文所提及的加厚壓縮層的技術。


            (動態沖擊跌落模擬測試圖)

              但屏幕作為手機的重要組成部分,蓋板玻璃僅僅抗刮擦抗摔是遠遠不夠的。隨著科技不斷地進步,手機所需要滿足的功能也在不斷地升級,如今的廠商已經不滿足於抗刮擦抗摔的需求,隨著全面屏的普及,對於手機的重量和薄厚都有著更嚴格的要求。因此玻璃作為對屏幕起主要保護作用的配件帶來更高的要求。對於康寧大猩猩玻璃來說,在他們的實驗室中已經可以做到將目前常見的5.5mm玻璃縮減至0.65mm厚度,康寧表示在技術上廠商對於屏幕的厚度需求已經可以滿足,隻不過這樣極薄的玻璃目前並沒有找到合適的商用場景,客戶也暫時還不需要這樣的產品,但是對於康寧自身來說,更早的進行技術研發和儲備是十分必要的。



              這也影響著康寧與客戶之間的合作模式,大部分的時候康寧並不會主動地去向客戶推動某種技術,更多是在聽取客戶需求和意見後找到符合用戶期望的產品解決方案。比如現在很多手機的外屏玻璃都是曲面設計甚至包裹瞭手機邊緣,這樣對於玻璃的邊緣強度就有瞭更高的要求。為瞭獲取更精確的樣本數據,康寧的破碎玻璃研究人員會透過顯微鏡去觀察破碎後的玻璃在結構上的變化,從而促進技術的修整,同時還可以向客戶提供多種解決方案,據瞭解,同一設計的手機型號至少需要50個以上甚至更多的玻璃破碎樣本數量,才能幫助客戶瞭解自己的產品從而做出設計上的改進。這樣康寧與客戶之間的關系就形成瞭一個正向的反哺,實現相互促進。就現階段來說,5G是業內的最大熱點,而5G對於手機的設計要求也有著前所未有的挑戰,康寧表示5G時代對於手機玻璃的需求主要來自於信號阻隔和省電方面的更高要求,康寧大猩猩玻璃可以做到對於5G信號沒有任何阻擋,這不僅僅是在手機上,在汽車、樓宇中的應用也是具有很大優勢。另外5G手機的功耗也是廠商們十分關註的問題,在目前電池技術沒有飛躍的前提下,玻璃如何幫助手機屏幕更省電,這就要從玻璃的抗炫光性入手,在陽光下的可閱讀性可以幫助手機更好的節省電能。


            (玻璃碎片顯微鏡圖)

              目前,康寧大玻璃在全球手機行業內就擁有超過45傢合作企業,用戶的需求是驅動康寧大玻璃進化的主要動因,但大多數時間裡康寧所要做的就是從現有的技術儲備中尋找最合適的方案,因為對於未來康寧有著自己更超前的認知。如果你有機會參觀康寧總部,你會看到很多令人驚艷的玻璃,比如Vibrant Gorilla Glass通過康寧專有的打印技術可以在大猩猩玻璃上呈現不同的色彩甚至漸變色,甚至配合表面的處理可以讓玻璃產生諸如木質、金屬、蛇皮等不同的材質觸感。另外還有些正在研發中的熒光玻璃可以在不同光譜下可以呈現出不同的色彩。你一定很期待它們將如何應用在我們的生活中,從而改變我們的未來。

              對於下一代康寧大猩猩玻璃,康寧表示除瞭目前所具備的抗刮擦和抗摔特性以外,還會兼顧到光學性能。去年康寧發佈瞭一項全新的技術,也就是大猩猩玻璃DX和大猩猩玻璃DX+。這兩項產品可以增強設備屏幕的可視性,前表面反射率相較普通玻璃降低約75%,在顯示屏亮度一致的情況下,其對比度也有約50%的提升,這些光學性能方面的改進有助於電池使用壽命的延長。同時具備與大猩猩玻璃相當的優異抗刮擦性能。



              作為一傢超過百年歷史的企業,康寧所擁有的技術儲備是其他企業難以企及的優勢,而作為目前世界上最為廣泛使用的手機蓋板玻璃配件,康寧大猩猩玻璃也占據著絕對霸主的地位。更可喜的是,我們看到的是這樣一傢企業依舊秉承著百年以前的信條。對於新技術的探索,對於玻璃材質的執著,對於未來,新形態的大猩猩玻璃都已做好十足的準備,甚至穿越時空的桎梏,讓未來更快的呈現於人們眼前。