1.手機外觀設(shè)計十年變遷，當前金屬機殼居于主導地位
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手機機殼的兩大作用。機殼在手機里主要起到兩個作用，一是功能作用，主要起到保護和固定內(nèi)部零件松動或脫落的作用，二是提升美學觀感，不同機殼材料的工藝和成色都有較大差異，比如金屬材質(zhì)相對于塑料而言，無論是質(zhì)感還是手感都會更勝一籌。
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歷經(jīng)多年變遷，目前金屬機殼占據(jù)主導地位。手機機殼設(shè)計經(jīng)歷了多種變化，2012年前，包括在此之前的功能機時代，手機機殼主要以塑料材質(zhì)為主，其間雖也出現(xiàn)過金屬、玻璃等多種其它設(shè)計方案，但塑料始終占據(jù)主流地位；2012年發(fā)布的Iphone 5采用標志性的一體化金屬機殼設(shè)計，引領(lǐng)設(shè)計潮流，經(jīng)過近年來的發(fā)展，目前金屬機殼滲透率接近50%，成為行業(yè)主導設(shè)計方案。
2012年前，手機機殼以塑料材質(zhì)為主。塑料材質(zhì)因其易加工、易著色、低成本等優(yōu)勢，被廣泛應用于手機機殼設(shè)計，塑料材質(zhì)主要包括ABS與聚碳酸酯。在功能機時代，我們使用的手機絕大多數(shù)都是ABS材質(zhì)，ABS全稱丙烯脂—丁二烯—苯乙烯共聚物，是一種比較廉價的塑料，它的特點是產(chǎn)量大、可燃性低、而且比較耐磨，但其缺點也比較明顯，耐腐蝕性差、其可燃性低，而且要保證機身的強度，就必須犧牲一定的厚度，20mm是家常便飯。
進入智能機時代后，另一種塑料聚碳酸酯也得到廣泛應用，它也屬于工程塑料中的一種，強度高適用范圍更廣。這種材質(zhì)可以被自由染色，所以采用聚碳酸酯材質(zhì)的手機才可以變得流光溢彩，典型的代表便是iPhone 5C。得益于聚碳酸酯的注塑一體成型，渾然一體，色彩斑斕的iPhone 5C把聚碳酸酯的特質(zhì)發(fā)揮的更加淋漓盡致。聚碳酸酯相對于ABS來說雖有長遠進步，但是塑料這種材質(zhì)終究無法擺脫廉價的特征，雖然看起來漂亮，但是上手以后濃濃的塑料風對于手感還是大打折扣。
2012年后，金屬機殼逐漸成為主流。隨著智能機屏幕尺寸不斷增長，塑料材質(zhì)強度不夠的劣勢逐漸凸顯，需要增加機殼厚度，這與手機輕薄化大趨勢下相違背。因此，在塑料機殼為主導的年代里，期間也出現(xiàn)過全金屬、玻璃等其它材質(zhì)的機殼設(shè)計方案，但因為種種原因，沒能成為當時的主流設(shè)計。直到2012年，蘋果Iphone 5發(fā)布，其借助數(shù)控機床一體成型的機械加工技術(shù)，實現(xiàn)了手機機殼一體化成型設(shè)計。
在領(lǐng)導品牌帶動下，其它品牌迅速跟進，首先在各家旗艦機型上采用金屬機殼設(shè)計，期間除了領(lǐng)導品牌及其它品牌旗艦機型采用的全CNC方案外，鍛壓+CNC等相對低成本方案逐步落地，推動金屬機殼進一步向下延伸，目前部分千元機也逐漸開始采用金屬機殼方案。從滲透率來看，目前領(lǐng)導品牌幾乎全線機型都采用金屬機殼設(shè)計，國產(chǎn)品牌技術(shù)機殼方案滲透率也超過40%，成為當前的主流方案。
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5G信號傳遞與外觀差異化，是手機機殼非金屬化的核心驅(qū)動力。2018 年（5G預商用）和 2020 年（5G 商用）日趨臨近，疊加無線充電等新功能信號傳遞需求，手機后蓋設(shè)計轉(zhuǎn)向非金屬將是大勢所趨。從另一角度來看，目前各大品牌旗艦機型外觀設(shè)計日趨同質(zhì)化，大部分都采用金屬機殼設(shè)計，差異化需求日漸增強，將進一步強化手機機殼非金屬化趨勢。
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5G疊加新功能需要，金屬機殼局限性逐漸凸顯。5G時代逐漸臨近，按照時間表來看，預計2019-20年，具備5G功能的智能手機將會逐步面世，而5G信號波長更短，更密集，繼續(xù)對金屬后蓋進行采用分段的形式，將更難看且難以實現(xiàn)，同時無線充電等新功能有望逐漸落地，金屬機殼的信號屏蔽的劣勢將日趨擴大，非金屬機殼設(shè)計可以有效解決信號傳輸問題，將進一步加速手機機殼去金屬化趨勢。
全金屬機殼會屏蔽信號，導致無法正常通話。金屬對于電磁波的吸收很強，而Wifi及2G、3G等移動通信信號都是微波，波長很短，衍射能力弱，微波射入金屬材料時產(chǎn)生了吸收衰減，而信號被屏蔽的實質(zhì)是導體的熱損耗，它的產(chǎn)生完全是由于電磁場射入金屬屏蔽體時，因電磁感應而在金屬表面產(chǎn)生了感應電流，又由于金屬導體中特別是導體表面有一定電阻存在，必然在金屬屏蔽層內(nèi)產(chǎn)生熱損耗。這種熱損耗導致電磁波無法到達信號接收模塊，導致無法正常通話。
目前主要采取分段式設(shè)計，以解決信號屏蔽難題。目前在金屬機殼設(shè)計時，為了能夠更好地實現(xiàn)信號穿透，覆蓋天線部位的外殼部分必須設(shè)計成非金屬材質(zhì)，目前普遍采取的技術(shù)方案是三段式設(shè)計或者在全金屬機身上下切削出天線空擋，然后使用納米注塑技術(shù)填充塑料。
5G時代后手機信號更密集，金屬機殼亟需改變。4G時代要求手機支持五模十頻,MIMO需要4根天線(2*2)，5G時代手機要求支持模式和頻段要超過4G,而且MIMO天線數(shù)量將會達到4根甚至16根，如果繼續(xù)采取隔斷的方案，整個金屬機殼將被切割得更為零散，更難以實現(xiàn)。同時，由于毫米波的波長很短，來自金屬的干擾將加劇，天線線路需要其與有金屬的物體之間需要保持1.5mm的凈空，因此目前的金屬機殼方案在5G時代來臨后亟需改變。
無線充電等新功能，與金屬機殼也難以共存。無線充電具備充電便捷、用戶體驗佳等多重因素，是整個電子產(chǎn)業(yè)“無尾化”革命的一部分，有線到無線，是消費電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。當前無線充電的主流技術(shù)路線分為電磁感應和電磁共振兩種。電磁感應式原理類似于變壓器，在發(fā)送端和接收端各有一個線圈，初級線圈上通一定頻率的交流電，由于電磁感應在次級線圈中產(chǎn)生一定的電流，將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。電磁共振系統(tǒng)由能量發(fā)送線圈和能量接收線圈組成，充電原理與聲音的共振相似。當二者振動頻率相同時可交換能量，實現(xiàn)電能傳輸。無論是電磁感應還是電磁共振路線，金屬機殼都將對電磁信號產(chǎn)生嚴重的屏蔽，影響充電效率，因此，配置了無線充電的三星S6-S8系列機型，其都采用非金屬的玻璃機身設(shè)計。
另一方面，手機外觀設(shè)計日趨同質(zhì)化，材質(zhì)或?qū)⒊蔀橹匾獎?chuàng)新方向。在智能手機大屏化、輕薄化的大趨勢下，目前各大品牌從中低端機型到中高端機型，普遍都是全金屬機身，從外觀上看，差異度不大。非金屬材質(zhì)與金屬材質(zhì)在光澤、手感等各方面存在較大差異，因此，部分品牌廠商為了尋求差異化，逐步開始采用非金屬機身設(shè)計，并廣受消費者認可。
3.玻璃方案成熟度高，或?qū)⒙氏缺l(fā)放量
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非金屬方案主要包括玻璃與陶瓷兩種方案。在多年的發(fā)展歷程中，機殼非金屬材質(zhì)出現(xiàn)過纖維、塑料、玻璃、陶瓷等多種方案，從產(chǎn)業(yè)成熟度、消費者認可度等多方面來看，我們認為，玻璃與陶瓷方案未來有望在中高端機型市場上占據(jù)主導地位。
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玻璃歷經(jīng)過年發(fā)展，工藝成熟度高。最初的手機防護屏采用的亞克力玻璃，隨后隨著玻璃加工工藝逐漸成熟，逐漸切換至透光度更為優(yōu)異的玻璃。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前2D與2.5D玻璃加工工藝已經(jīng)相當成熟，3D玻璃加工工藝在龍頭企業(yè)持續(xù)發(fā)力帶動下，良率也逐漸提升。
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陶瓷性能雖略勝一籌，但工藝復雜，良率較低。氧化鋯陶瓷抗彎強度、抗熱振性等性能也相對更為優(yōu)異。但目前陶瓷機殼工藝復雜，在CNC加工以前，還需要經(jīng)歷流延、沖壓等胚體成型階段，在制作過程中，胚體成型過程中，胚體大小會出現(xiàn)收縮，控制難度極大，同時在后端CNC加工過程中，因為其硬度更高，加工難度較玻璃也更大，導致整體良率水平低于玻璃。
來源：中泰電子鄭震湘團隊
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