手机盖板玻璃:一场“硬碰硬”的较量

类别:业界动态  出处:中国电子报  发布于:2023-12-01 10:46:49 | 453 次阅读

  一部智能手机价格动辄几千、上万元,而屏幕占手机成本25%,一不小心摔坏了,维修费少则几百,多则上千元。于是,手机屏幕玻璃(盖板)变成了手机卫士,架起道安全屏障。
  自2007年研发出大猩猩玻璃并成功应用在iPhone手机上后,康宁一战成名,十几年中始终占据手机屏幕玻璃领先地位。近两年,国产手机厂商开始“打磨”手机屏幕玻璃。去年华为就在Mate50系列上推出了昆仑玻璃版本,荣耀在90系列和X50上用上了硬度更高的巨犀玻璃,魅族也带来了名为泰坦的超坚硬玻璃,近日小米集团开发出迄今为止坚固的手机玻璃——龙晶玻璃。
  康宁大猩猩玻璃盛极一时
  今天,大部分智能手机都以玻璃作为屏幕的保护面板,但早期的手机屏幕盖板并不是玻璃。
  在键盘功能机,甚至是“大哥大”时期,屏幕的保护面板以PC塑料(聚碳酸酯)和有机玻璃(PMMA)材质为主,这两种材质都有一个的弱点——不太耐磨。但当时的手机功能较少,显示的内容基本以文字为主,因此,即便有些许划痕也不影响使用。
  可是,到了触屏手机时代,屏幕变得越来越大,承载的功能越来越多,如果屏幕不清晰,那么观影、拍摄、阅读、办公等一系列体验将大打折扣。
  2007年,苹果初代iPhone亮相,首次实现“玻璃面板+电容式全触屏”的交互,在无键盘的大屏智能触控屏幕表面覆盖着的正是一层经过化学强化处理的碱铝硅玻璃,由此才算开启玻璃屏幕面板的主流之路。
  玻璃屏幕面板更通透,质感更细腻,也更加耐刮,不过也有缺点:质地脆、不抗摔。以iPhone为例,如果屏幕摔坏,维修价格高达千元,让消费者大呼“伤不起”。这也直接促使手机外壳顺势兴起。然而,手机外壳可是手机瘦身“拦路虎”,与手机越来越轻薄的追求相悖。
  2010年,苹果代Retina视网膜屏手机iPhone4正式发布,前后双玻璃的设计,号称采用了当时业界坚固耐磨的玻璃面板,而这块玻璃就是康宁的当家产品——大猩猩玻璃(Gorilla Glass)。
  据业内人士透露,康宁一直是苹果玻璃面板的原料供应商,代大猩猩玻璃就是为iPhone 4专门研发的。后来,经过不断地迭代更新,康宁玻璃的抗磨抗摔性能优异,越来越多手机品牌都选择康宁玻璃作为盖板。十几年中,康宁始终占据手机屏幕玻璃领先地位。
 
  来源:康宁官网
  近几代iPhone将大猩猩玻璃舍弃,改用为超瓷晶玻璃,但超瓷晶玻璃也是苹果和康宁共同研发的。据悉,超瓷晶玻璃是康宁在大猩猩玻璃的基础上,将氧化物(如氧化铝)加入到玻璃中,从而提高玻璃的硬度和耐磨度。
  康宁大猩猩玻璃网站显示,自2016年康宁第五代大猩猩玻璃推出之后,包含华为、小米等在内的各大手机厂商,都先后采用其作为新旗舰手机的亮点宣传。
  华为带火国产屏幕玻璃
  近两年,用上一块自产手机屏幕玻璃开始变成国产手机厂商的“执念”。
  2022年下半年,华为率先搭载并带火了昆仑玻璃。
  据介绍,华为Mate50 Pro使用的昆仑玻璃获得了业界瑞士SGS五星抗跌耐摔,整机耐摔抗跌落能力是普通玻璃的10倍。
  华为Mate50系列发布后,昆仑玻璃成为了业界关注的焦点。近,华为X5折叠屏手机大热,其宣传亮点也是主打“抗摔耐磨”。相关资料显示,昆仑玻璃是地地道道的国产玻璃,来自重庆鑫景特种玻璃有限公司(以下简称“鑫景”)。鑫景创立于2014年,研发投入近20亿元。
  在华为之后,越来越多的国产手机厂商开始选用国产玻璃材料做屏幕。比如,今年荣耀在Magic4至臻版与Magic5至臻版两款机型上,均采用了自研的“巨犀玻璃”,这种玻璃在耐摔性能上能够媲美昆仑玻璃。
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  巨犀玻璃商标信息
  魅族在20系列手机上,使用了一种全新的双微晶玻璃材料 “泰坦玻璃”。该玻璃由山东青岛玻璃制造商生产,具有高透光、高强度、耐高温等特点。
  Redmi则推出了一款“手机冰封散热钢化膜”。表示,该钢化膜采用玻璃基材加光熵镀膜技术,在户外阳光直射下手机屏幕温度可降低5℃,透光率可达92%,抗刮防爆。
  近日,国产手机玻璃硬度再上一个台阶。据小米集团副总裁卢伟冰介绍,小米已经开发出迄今为止坚固的手机玻璃——龙晶玻璃。根据公布的数据,小米龙晶玻璃的抗跌落性能提升10倍,耐刮性能提升1.32倍。
  中国成为手机屏幕保护玻璃生产大国
  据业内人士分析,手机厂商突然如此迫切地在小小玻璃上投入精力,原因主要有两方面:其一,从需求端来看,手机厂商存在降低物料成本方面的考虑。在昆仑玻璃未面世前,几乎市面上所有的手机使用的都是康宁大猩猩玻璃,其价格自然水涨船高。
  其二,从供给层面来看,随着国内玻璃厂商的崛起,采用国产玻璃不但能达到同样甚至更好的耐刮擦效果,还能降低成本。
  平板显示玻璃技术和装备国家工程实验室副主任、北京工业大学材料与制造学部教授田英良向《中国电子报》记者介绍说:“我国手机玻璃采用有着特色优势的浮法生产工艺,突破了高温精细熔化和高温浮法成型等技术难题。单线产能比国外溢流法工艺产能高数倍,但投资成本却低很多。这使得国产手机玻璃成本较国外产品降低50%左右,在性价比方面取得优势的国产手机玻璃开始在终端应用市场不断扩大占有率。”
  凯盛科技相关负责人在接受《中国电子报》记者采访时指出,目前,手机玻璃已经基本实现主流产品的国产化。国产手机玻璃的生产成本更低,同时通过完善的供应链体系,拥有较强且灵活的生产能力快速响应手机制造商的定制需求。这些优势使得我国手机玻璃产品在市场上具有一定竞争力。
  华为昆仑玻璃大获成功后,越来越多的厂商进入这一市场,近两年终端厂商纷纷拿出了自家的抗摔玻璃。
  据田英良统计,目前,国内从事手机玻璃生产的企业12家,产能高达1.2亿平方米,国产手机玻璃占比已经从早期不足20%扩大至现在的70%以上。中国已经成为全球手机屏幕保护玻璃生产大国。未来手机玻璃将会呈现中国企业份额领先,美国、日本、德国三国企业竞相争夺高端市场的格局。
  多种技术创新同步进行
  在市场占有率不断扩大的同时,国产玻璃也在不断提升技术实力和产品品类,适配更多终端应用需求。
  以上市的小米龙晶玻璃为例。据介绍,其维氏硬度达到了860 HV0.025。作为对比,iPhone 15系列采用的超瓷晶玻璃硬度为814 HV0.025,华为Mate 60系列采用的昆仑二代玻璃为830HV0.025。手机玻璃硬度再上新台阶。
  除了针对手机屏幕玻璃的硬度进行突破性技术研发外,包括抗摔性、抗划伤性、透明微晶、超薄、柔性、陶瓷复合材料等方面的技术创新也在同步进行。
  “国产手机玻璃产品迭代升级主要在二步强化玻璃和透明微晶玻璃,透明微晶玻璃生产从低效的熔融浇筑法向高效的熔融压延法过渡,效率提高,成本降低。”田英良举例说,目前,透明微晶玻璃组成体系多样,例如锂铝硅系统和镁铝硅系统,其抗摔性能普遍达到1.2米及1.5米以上;二步强化玻璃的抗划伤性能也已经从早期的3N提高至5N,并进一步向7N水平迈进。具体来看,由四川虹科研发投产的二步强化玻璃和重庆鑫景研发投产的透明微晶玻璃抗摔防划性能表现。
  此外,在折叠屏手机成为新趋势的背景下,手机玻璃必须兼顾硬度和柔软性。近几年,我国在超薄手机玻璃UTG方面迎来快速发展,能够满足折叠屏手机“刚柔并济”的需求。
  近日,我国首条成型超薄柔性电子玻璃(UTG)生产线在新疆阿克苏正式投产。凯盛科技自主开发的厚度仅为30微米,弯折半径1毫米,弯折疲劳次数不小于20万次,抗摔性能达到1.2米的UTG玻璃也已经具备批量供货能力。据凯盛科技玻璃相关负责人透露,目前,凯盛科技正在持续进行技术升级,并已经成功开发15微米的UTG,并转入工业化量产阶段。
  业内人士指出,15微米UGT若能成功量产,我国超薄玻璃产业有望实现从跟跑、并跑到领跑的跨越。
关键词:智能手机

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