我们每天都在使用手机,每一次点击、每一次滑动都发生在那片小小的玻璃上。它不仅是我们与数字世界互动的媒介,更是保护我们珍贵设备的第一道防线。试想一下,一块薄而透明的玻璃,不仅要承受日常的刮擦和碰撞,还要在意外掉落时保护里面精密的电子元件。这不仅是对材料科学的挑战,也是对工业制造能力的考验。
关注手机的朋友应该能感受到,相比前几年,手机屏幕破碎的次数似乎有所减少。每一种新型玻璃都在挑战抗摔、耐磨的极限,这种曾经脆弱的玻璃似乎正在逐渐变得更加坚固。是什么带来了这样的变化,值得我们深思。
秘密或许就藏在玻璃背后的供应商身上。本文将带你深入了解玻璃背后的技术,探寻默默支持小米、华为、荣耀、魅族等知名品牌的中国供应商。在这个由玻璃制成的透明世界里,每一次触摸,或许都是对中国制造的深刻体验。
手机玻璃的历史可以追溯到功能手机的早期,当时玻璃主要用于保护显示屏免受划伤。但随着智能手机的普及和触摸屏技术的发展,玻璃不仅要承受触摸的压力,还要面对日常生活中的各种冲击。这催生了化学强化和多层结构等一系列创新技术,旨在提高玻璃的抗划伤和抗冲击性能。
说到手机玻璃盖板,很多人都会想到康宁和其产品大猩猩玻璃。这家美国跨国公司在玻璃技术方面的专业性,使其在全球电子玻璃市场,尤其是在智能手机等便携式电子设备的盖板玻璃市场占据着重要地位。而大猩猩玻璃系列凭借着强悍的性能,进一步巩固了其霸主地位。数据显示,在盖板玻璃的竞争格局中,康宁的市场份额高达70%左右,几乎垄断了整个市场。
2007年,随着苹果推出第一代产品,智能手机市场迎来了革命性的变化。它不仅改变了消费者与移动技术的互动方式,也对手机硬件提出了新的要求,尤其是显示屏的耐用性和触感。第一代产品推出之前,触摸屏覆盖的是塑料,乔布斯对其耐刮性提出了质疑。于是乔布斯找到了康宁,希望对方能为他定制玻璃盖板,并希望厚度为1.3mm。但康宁知道乔布斯的想法不切实际。正常情况下,康宁需要近两年的研发才能将新产品推向市场;而康宁能生产的最薄的钻石玻璃也只有4mm。
在这样的情况下,康宁还是凭借着制造钻石玻璃的经验顶住了压力,成功为第一代配备了康宁的玻璃盖板。发布前一天,乔布斯给康宁的CEO塞了一张小纸条,上面写着“没有你,我们做不到这一点”。这张纸条还被裱起来,放在了康宁CEO的办公室里。之后,苹果与康宁的合作愈发紧密,康宁钻石玻璃成为了标配,并随着迭代不断升级。这才有了后来消费者所熟悉的康宁大猩猩玻璃。第一代康宁大猩猩玻璃于4月首次面世。
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相比传统钠钙玻璃,大猩猩玻璃的强度和抗破碎性能有显著提升。秘诀在于康宁采用了化学强化技术,即康宁专有的离子交换技术。通过将玻璃浸入高温熔盐浴中,玻璃表面的钠离子与熔盐中的钾离子进行交换。钾离子的半径比钠离子大,嵌入玻璃表面时会产生压应力,从而大大提高玻璃的硬度和抗划伤性能。
康宁大猩猩玻璃的推出也标志着盖板玻璃技术进入了新纪元。或许是因为 4的巨大成功,康宁与苹果的合作愈发紧密。这种合作关系使得康宁能够深刻洞察市场需求,快速响应产品设计的变化,同时保持技术的持续研发与迭代更新。
随着智能手机市场的快速扩大,康宁大猩猩玻璃迅速成为高端智能手机的首选盖板材料,康宁由此奠定了在盖板玻璃市场的领先地位。
在广受好评的背后,一个不容忽视的问题也逐渐浮现。由于康宁大猩猩玻璃价格高昂,且在市场上具有垄断地位,其对产品定价的控制使得其他竞争对手难以进入市场或与其进行价格竞争。这种市场结构导致了某种价格刚性,即使需求减少或其他市场因素发生变化,康宁大猩猩玻璃的价格仍维持在高位。
图片来源:康宁官网
对于消费者来说,康宁大猩猩玻璃的高昂成本最终还是转嫁到了智能手机的零售价格上,因此消费者如果想要更好的屏幕保护,就需要付出更高的购买成本。由于产品定位的原因,厂商很难在中低端产品上使用如此昂贵的玻璃盖板,因此我们可以看到,除了苹果之外的安卓厂商中,只有顶级旗舰才有机会使用康宁最新、最顶级的玻璃。
但当时中国的供应链水平还不能满足手机厂商和消费者对于顶级玻璃盖板的要求。康宁对技术的垄断,尤其是其化学强化工艺,是盖板玻璃的核心壁垒。该工艺涉及复杂的离子交换过程,需要精确控制温度和时间,以及特殊的熔盐浴配方。这些都是康宁通过多年研发积累的核心技术。该工艺的复杂性以及对精密设备的需求,使得国内企业很难快速复制康宁的成功。
此外,康宁积累了大量的专利技术和长期的研发投入,例如作为溢流下拉法(盖板玻璃生产工艺)的发明者,康宁拥有超过100项与溢流法相关的专利技术,很少有厂家能达到类似的质量和良率,这为其在市场上建立了强大的竞争壁垒,其他公司很难追赶。
2020年,苹果在12月12日首次推出超陶瓷玻璃。这种新型玻璃的原片由康宁提供,其后处理则由蓝思科技、伯尔光学等公司完成。超陶瓷玻璃的制造过程采用了独特的超高温结晶技术,该技术涉及将微小的陶瓷纳米晶体嵌入玻璃基质中。这些晶体形成的互锁结构可以有效引导裂纹偏转,从而提高玻璃的抗裂性能。康宁进一步利用离子交换技术对玻璃进行强化。该过程通过改变玻璃中离子的大小来增强其结构的坚固性。这样一来,玻璃的晶格结构就得到了强化,使其在面对撞击和划痕时更加耐用。
图片来源:Apple官网
蓝思科技在盖板制造工序的核心环节中扮演着关键角色。在苹果发布会上,主持人重点介绍了使面板更耐刮擦的双离子交换技术。该技术可用于强化超陶瓷玻璃的表面,这一关键技术来自蓝思科技。这一突破性技术不仅展现了蓝思科技在玻璃加工领域的专业能力,也标志着中国供应商在高端手机玻璃制造技术方面取得的重要进展。
蓝思科技和伯恩光学作为激烈的竞争对手,在苹果的供应链中也扮演着超陶瓷玻璃供应商的角色。得益于“苹果链”的强大背景,这两家公司产生了巨大的市场效应。超陶瓷前盖又称微陶瓷玻璃前盖,其加工工艺与传统的玻璃、陶瓷、蓝宝石等智能手机外观类似,但工序数量、复杂程度和难度远超普通玻璃面板。尤其在原材料成本上涨的背景下,这对加工企业的产线良率提出了更高的挑战。
有鉴于此,蓝思科技和伯恩光学通常在通过苹果严格的供应商认证后,才与品牌厂商保持长期稳定的合作关系。这不仅仅是为了与品牌厂商保持稳定的合作关系,更是因为这样的合作相当于获得了苹果对其产品品质的背书,是提升品牌价值和市场信任度的无形资产。在12片超微晶玻璃材料的供应链中,康宁负责原材料的独家供应,蓝思科技则承担综合加工任务,伯恩光学也参与其中。最终,蓝思科技的交付量占比超过70%。
当然,背靠苹果的好处是显而易见的,但坏处也很明显。我们以蓝思科技为例,由于客户集中度高,苹果已经成为蓝思科技最大的客户。根据近期的财报,蓝思科技前五大客户的销售额占比超过75%。尤其是最大的客户为公司贡献了超过45%的营业收入(2016年除外)。虽然没有明确的最大客户名单,但苹果应该是其中之一。
客户集中度高导致蓝思科技业绩与苹果紧密挂钩,2016年销量出现上市以来首次下滑,全年销量2.16亿台,较上年下降4.33%。也正是在2016年,苹果大规模削减蓝思科技订单,采购金额较上年减少25亿元,导致公司销售收入大幅下滑,较上年减少20亿元,同比下降11.56%。
苹果与供应商的关系错综复杂,既追求稳定,又避免过度依赖单一供应商。因此,苹果在继续与蓝思科技合作的同时,也将部分订单分配给竞争对手贝尔光学,并扶持其他玻璃面板厂商的发展。面对苹果这样的大客户,蓝思科技在谈判中明显处于劣势,必须适应苹果的战略变化,才能保持业务的连续性和增长。
玻璃盖板供应商若想实现长远发展,需要考虑多元化战略,减少对单一大客户的依赖。“解绑”大客户、转向国内市场,同时加大对小客户的产能投入,或许是供应链企业寻求稳定增长的有效途径。
在全球经济动荡、中美贸易摩擦的背景下,供应链稳定性成为国内智能手机厂商关注的重点。华为事件的冲击波加剧了这种紧迫感,促使国内厂商加速从外部供应商转型,寻求自主供应的新路径。自研玻璃盖板的兴起正是这一转型的关键一环,不仅有助于降低成本,更重要的是增强了供应链的稳定性和自主可控性,满足了国内终端手机厂商国产替代的迫切需求。
康宁大猩猩玻璃曾凭借溢流高铝玻璃产线的技术优势,几乎垄断市场。但随着国内玻璃盖板行业的快速发展,这一局面已被打破。国内企业不仅成功突破技术壁垒,还建成投产了多条先进的溢流高铝玻璃产线,标志着国内玻璃盖板技术的成熟和市场信心的提升。
国产玻璃盖板能够更加快速地响应市场变化,深入探索和满足用户需求,这种敏捷性和应变能力是国产手机品牌在激烈的市场竞争中保持领先地位的关键。此外,自主研发材料的应用不仅提升了产品性能,也是手机品牌塑造技术领先和创新形象的重要途径,不仅有助于提升品牌在市场上的定位,更能加深消费者对品牌的认可和信任。
1.华为昆仑玻璃
因此2022年,华为在推出系列时,首次发布了Mate 50 Pro昆仑玻璃版,也是华为首次提到昆仑玻璃的概念。官方称,华为昆仑玻璃采用更强的纳米级水晶玻璃,使整机抗摔能力提升至少十倍,并获得了行业首个瑞士SGS五星防摔抗摔权威认证。华为首次推出第二代昆仑玻璃,抗摔能力提升100%。
图片来源:华为官网
新晶特玻的技术突破,在于其独特的玻璃制造工艺。昆仑玻璃的生产过程包括24小时高温纳米晶体生长、108道微晶原料及面板加工工序、1600度铂贵金属冶炼过程。通过在玻璃中添加高强度纳米晶体,再经过复合离子强化工艺处理,形成微米级坚硬保护层。这些复杂的工艺,让昆仑玻璃面板内含有数十亿颗高强度纳米晶体,从而拥有出色的抗冲击、抗裂性能,可承受高达32KG的重压,展现出其抗冲击的坚固性。
昆仑玻璃研发制造的背后,是重庆新景特种玻璃公司(简称新景特玻)的支持。新景特玻起步于航空玻璃,技术属国内首创。但受制于研发成本高、试制难度大、产品认证周期长等客观因素,量产计划被搁置。同时受制于国外溢流法专利瓶颈,不得不采用超薄浮法成型工艺,需改造整条产线,投入巨大,公司面临资金链断裂的风险。尽管如此,新景特玻的高铝硅玻璃还是成功量产并进入市场,但却因其他玻璃的迭代而被忽视。
图片来源:华为官网
在全球电子玻璃市场中,虽然大部分盖板电子玻璃深加工在中国进行,但核心技术和主要市场份额一直被欧美国家所掌握。国内高端智能设备盖板电子玻璃需求日益增加,新晶特玻凭借自身产品抗冲击能力强、强度高、防爆性能好等优势,也果断进军纳米陶瓷玻璃市场。
无论是自主持续的研发费用投入、大量科研人员的引进、350多项国内外专利的申请、完全自主知识产权的生产工艺,还是国家资金对社会资本的大力支持,才使得真正属于中国的玻璃盖板得以量产。其中,急需重组供应链的华为也决定入股新晶特玻。
目前,新晶特玻已开发出多种高端特种玻璃配方,掌握了超薄浮法成型、全氧燃烧、电熔等关键制造工艺技术,具备与国际玻璃巨头竞争的能力。
2. 小米龙晶玻璃
在小米14发布会上,小米还为我们带来了“小米史上最强防护玻璃”,那就是龙井玻璃。龙井玻璃是由小米和一家来自江苏的公司“常熟嘉禾显示技术有限公司”联合研发,经过多位材料专家和大学教授历时5年的不断改进,才最终打造出来。
图片来源:小米官网
其主要特点包括相比苹果超瓷晶玻璃强度提升5%,抗摔性提升20%。硬度方面,小米龙晶玻璃维氏硬度达到860 HV0.025,超过昆仑二代玻璃的830 HV0.025和苹果超瓷晶玻璃的814 HV0.025。制造工艺方面,小米研发人员在石英砂中加入特殊粉末,在1600摄氏度高温下冶炼100小时,再经过长达80小时的晶体生长过程,形成数亿颗纳米级微晶体。这些微晶体牢牢咬合,有效阻止裂纹扩散,同时提升了材料的硬度和抗冲击性能。这款玻璃的创新之处在于其晶体结构和硬质成分比例增加,为智能手机屏幕提供更强的保护。
图片来源:小米官网
3. 荣誉巨犀玻璃
荣耀在近日发布了最新系列,其中还带来了自研的荣耀巨犀玻璃。这款玻璃盖板采用了第二代纳米微晶玻璃技术。据官方介绍,荣耀金刚巨犀玻璃技术的强大之处在于其在第二代纳米微晶玻璃技术基础上的优化。荣耀通过改进材料配方,成功提升了晶体密度,使整体抗摔性能提升了30%。这意味着无论是在大理石、柏油路还是碎石路等严苛场景,荣耀系列都能实现全场景抗摔能力的提升,为用户带来更安心的使用体验。
图片来源:荣耀官网
这款玻璃的供应商就是前面提到的伯恩光学,伯恩研发的玻璃前盖全部采用了伯恩光学自主研发的全球领先的纳米微晶镀膜工艺,该工艺深入屏幕核心技术,集成8项专利技术,通过超过4000层镀膜、纳米级精密抛光和数亿个晶核的均匀分布,让玻璃在保持顺滑细腻触感的同时,拥有出色的耐刮、抗摔性能,实现视觉体验和续航的双重飞跃。凭借行业领先的防摔防划技术和更强的硬度,荣耀金刚巨犀玻璃首次获得瑞士SGS多场景金标五星防刮防摔认证,标志着其在行业中的领先地位。
图片来源:荣耀官网
不仅仅是在玻璃盖板上,荣耀Magic V2 RSR摄像头上的3D镜头、Magic的玻璃背板等均出自伯恩光学。伯恩光学主要生产矿物玻璃面板、触摸屏、摄像头光学玻璃等,是全球最大的智能设备外观结构及模组方案提供商,也是苹果的供应商之一。2007年,伯恩迎来了发展壮大的契机——当时乔布斯说“我想要一块玻璃屏幕”。在预定上市时间的一个月内,伯恩顺利完成了这一要求,拿到了苹果的订单。此后,伯恩依靠苹果的巨额订单,成为玻璃面板龙头企业之一。而和竞争对手蓝思科技一样,依赖大客户的问题依然存在。相信伯恩也将目光转向了为国内厂商开发玻璃面板。
此外,伯恩光学也在积极提升自身科技实力,不断摆脱对手机盖板的依赖,聚焦新兴产业,与新兴行业进行深度合作,加大新技术、新材料的研发,积极探索金属、蓝宝石、陶瓷等新材料在汽车领域的应用,并在无人驾驶成像、光学雷达等精密仪器屏幕的研发上展开了新一轮的突破和研究。
4.魅族泰坦玻璃
发布会上,魅族20无限版首次为我们带来了被魅族称为“手机宇宙的振金”的泰坦玻璃。有业内人士猜测,泰坦玻璃背后的制作也来自伯恩光学。泰坦玻璃的制程包括750度深层结晶,结合50nm晶盾技术,以及独特的防微晶粒工艺,共同造就了其优异的品质。在硬度方面,泰坦玻璃不仅相比上一代魅族18Pro所采用的GG7玻璃有明显增强,而且比行业标准的HV706超瓷晶玻璃硬度提升了30%,是目前市面上最坚固的玻璃之一。这块玻璃的引入,让手机的抗摔性能大大提升,可以承受65g钢球从1.8米高处落下的冲击而不破碎,抗摔性能提升了4倍。 据魅族官方介绍,Titan Glass可以让用户不再需要贴手机膜,直接使用手机而不用担心摔坏。
我认为,从小小的玻璃盖板中,我们可以看到中国制造业转型升级的一个缩影。
随着中国综合国力不断提升,中国制造业正以独特的创新能力和生产效率重塑全球供应链。昆仑、巨熙、泰坦、龙晶等高性能玻璃的诞生,不仅标志着中国在高端材料科学领域取得重大进展,更彰显了中国制造业在全球价值链中地位的提升。这些玻璃材料的成功研发,不仅打破了国际巨头的技术垄断,也让国产手机品牌拥有了更强的市场竞争力,让“中国制造”成为高品质、高性能的代名词。
通过持续的技术创新和工艺优化,中国供应商成功实现了从跟跑到并驾齐驱、甚至部分领域领先的历史性跨越。通过这些技术突破,中国制造业不仅为国内消费者提供了品质更优、性价比更高的产品,也为全球市场提供了更多选择,提升了中国在全球经济中的话语权和影响力。
中国制造业的发展,正推动中国从“世界工厂”向“世界创新中心”转变。未来,相信随着中国制造业的不断创新升级,中国将在更多领域实现技术突破,越来越多优质的产品和服务会出现在消费者面前,世界也将能够感受到“中国制造”的魅力。
结尾
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