1

　　在過去的4年里，智能手機(jī)市場經(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，手機(jī)的材料已經(jīng)變得越發(fā)重要。隨著市場趨于飽和，競爭也越來越激烈，幾乎每一家廠商在移動設(shè)備的材料設(shè)計上都進(jìn)行過重大轉(zhuǎn)變，這在升級周期變長的高端領(lǐng)域更是如此。消費(fèi)者想要去升級到最新最好產(chǎn)品的欲望越來越小，廠商因此必須做出改變來延緩增長的下降。總的來說，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)計的升級。

　　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)常會聽到這樣的說法，因?yàn)槊课挥脩舳紩褂帽Ｗo(hù)套，設(shè)備的設(shè)計也就變得不再重要。還有一種常見的說法是，對比聚碳酸酯，也就是塑料，鋁合金設(shè)備的耐久度和信號接收更差，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問題，這也是廠商經(jīng)常會在公司內(nèi)部所提出的。而對于玻璃材質(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。我們的問題依舊：為什么廠商還要繼續(xù)去推動材料設(shè)計呢？

　　毫無疑問，這是一個復(fù)雜的話題。材料選擇伴隨著一大堆的妥協(xié)，市場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)熱性相對也不那么高，同時柔韌性極佳。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)信號接收問題，因?yàn)檠芯匡@示，這種材質(zhì)不會減弱無線電信號。由于市場正受到利潤率下降的擠壓，聚碳酸酯相對于玻璃或金屬的低成本也是一個不應(yīng)被忽視的明顯優(yōu)勢。

1

　　雖然這些優(yōu)勢已經(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)備不會太過發(fā)燙，但這同時也意味著在散熱能力受限的移動設(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，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)常會出現(xiàn)Wi-Fi和藍(lán)牙信號丟失的問題。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，同時耐久度也不錯。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)置天線更好的信號接收和性能。即便在今天，我們還是可以看到具備更高信號接收的全金屬設(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)殛枠O化處理，在暴露于未經(jīng)處理的表面時，劃傷會更容易顯現(xiàn)。金屬的另一關(guān)鍵優(yōu)勢是超高的導(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。這個問題的具體體現(xiàn)可以參考Galaxy S5和HTC One M8在T-Rex性能測試中的對比。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)備在無線電信號接收上的全向性（方向獨(dú)立）會打折扣。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€導(dǎo)體所出現(xiàn)的失諧現(xiàn)象也是個大問題。讓無法改變的機(jī)身去支持多個頻段也是同理，因?yàn)闊o論是為哪個運(yùn)營商定制，iPhone 5s和HTC One M8都不可能進(jìn)行大幅改動。雖然多天線和主動式天線調(diào)諧器的使用讓全金屬設(shè)計成為可能，但信號接收上面依然存在明顯不同。至于這種不同是信號更好還是更差了，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)會反映在設(shè)備的最終售價上。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，并同時具備鋁合金相較聚碳酸酯和玻璃材質(zhì)的許多優(yōu)勢。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)境中的被動性。而沒有表面處理的話，鎂合金還會被迅速腐蝕，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。玻璃對于無線電信號也不會產(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，這可能會帶來重大的安全性問題。此外，手機(jī)的材質(zhì)也會受到明顯限制，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。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)微提升和信號接收的改善并不是追求這種設(shè)計的強(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。雖然容易和純粹的美學(xué)設(shè)計混為一談，但工業(yè)設(shè)計是任何一部設(shè)備的關(guān)鍵層面。盡管我們在使用移動設(shè)備的大部分時間里都是在看屏幕，但設(shè)備的外型、外觀和感覺都會對體驗(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，那它自然會成為一款更加出色的設(shè)備。無關(guān)緊要的元素會損傷設(shè)計的集中度，而真誠的設(shè)計對此會提供幫助。好的設(shè)計是明顯又是隱性的，只有在我們使用到設(shè)計糟糕的產(chǎn)品時，才會體會到什么是好設(shè)計。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)計是沒得救的。雖然這些都顯得很主觀，但隨著移動產(chǎn)業(yè)趨于飽和，工業(yè)設(shè)計和材料設(shè)計將會成為突顯產(chǎn)品獨(dú)特性的關(guān)鍵所在。（Eskimo）