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智能手机3大材料选取评测

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-05-07  浏览次数:830
核心提示:智能手机3大材料选取评测5月7日消息,目前,智能手机的材质主要分为金属、塑料和玻璃三大类。虽然金属手机一般会因为与生俱来的
 

智能手机3大材料选取评测

 

5月7日消息,目前,智能手机的材质主要分为金属、塑料和玻璃三大类。虽然金属手机一般会因为与生俱来的高端感而受到外界的普遍赞誉,但这种材质同样也存在许多问题。实际上,每一种手机材质都有着各自的优势和缺陷,科技网站Anandtech日前就撰文对手机材质的选择进行了介绍:

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  在过去的4年里,智能手机市场经历了巨大的变革。显示屏质量大幅提高,续航能力也有所增加。由于厂商大体上都把精力集中在相似的平台,手机的材料已经变得越发重要。随着市场趋于饱和,竞争也越来越激烈,几乎每一家厂商在移动设备的材料设计上都进行过重大转变,这在升级周期变长的高端领域更是如此。消费者想要去升级到最新最好产品的欲望越来越小,厂商因此必须做出改变来延缓增长的下降。总的来说,这似乎意味着在新设备上“追本溯源”,此种策略通常也伴随着材料设计的升级。

  不过这似乎又没什么意义,特别是考虑到大量的智能手机用户根本就不关心材料。我们经常会听到这样的说法,因为每位用户都会使用保护套,设备的设计也就变得不再重要。还有一种常见的说法是,对比聚碳酸酯,也就是塑料,铝合金设备的耐久度和信号接收更差,机身也更重,在高负荷下发烫更明显。更高的成本也是一个问题,这也是厂商经常会在公司内部所提出的。而对于玻璃材质的设备来说,每一次的不慎坠地就有伴随着外壳碎裂的风险。我们的问题依旧:为什么厂商还要继续去推动材料设计呢?

  毫无疑问,这是一个复杂的话题。材料选择伴随着一大堆的妥协,市场上也并不存在所谓的最佳材料。大多数手机所使用的主要就是以下这三种材质:塑料、玻璃和金属。

  手机所使用的最常见的塑料材质是聚碳酸酯,这种材质能够有效抵抗冲击,导热性相对也不那么高,同时柔韧性极佳。三星Galaxy S和Note系列和诺基亚Lumia系列都是我们耳熟能详的聚碳酸酯材质手机。一般来说,使用聚碳酸酯外壳的手机基本不可能出现信号接收问题,因为研究显示,这种材质不会减弱无线电信号。由于市场正受到利润率下降的挤压,聚碳酸酯相对于玻璃或金属的低成本也是一个不应被忽视的明显优势。

 

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  虽然这些优势已经足以说服厂商,但聚碳酸酯同样也存在缺点。较低的热传导性虽然让设备不会太过发烫,但这同时也意味着在散热能力受限的移动设备当中,塑料设备所使用芯片的CPU和GPU主频要低于金属或玻璃材质设备。具体来说,铝合金的导热系数(数值越高导热性越好)是205W/mK,镁合金是156W/mK,普通玻璃是0.8W/mK,而聚碳酸酯只有0.22W/mK。这也就意味着,在运行高负荷任务(比如大型游戏)时,塑料材质设备一般都要比同等配置的金属或玻璃材质设备更慢。

  对于追求轻薄紧凑的智能手机来说,柔韧性也是这种材料的另一大问题。由于手机的信号天线都安装在背部,所以易弯曲的塑料后盖更容易让脆弱的天线连接器受损。天线连接器通常是一些弹簧状的小薄片,用于和后盖进行接触。虽然它们具备一定的弹力,但受压过大可能就无法回弹了。受此问题影响的一个典型例子就是Tegra 3版的HTC One X,由于天线连接器被压坏,这款设备经常会出现Wi-Fi和蓝牙信号丢失的问题。下图是Galaxy S4的拆解图,当中那些金色的小凸点就是天线连接器。

 

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  金属

  金属被许多人认为是一种优越的材料,但他们只考虑到了外观和手感,而非技术优势和缺陷。智能手机最常用的金属材质为铝合金和镁合金,不过后者基本只用来做中框。

  由于硬度较高,铝合金在保护内部元件上拥有明显的结构优势,同时耐久度也不错。就拿曾经的iPhone 4来说,全铝合金设备所需的外置天线带来了比内置天线更好的信号接收和性能。即便在今天,我们还是可以看到具备更高信号接收的全金属设备,比如说Sprint定制版HTC One M8在1900MHz CDMA网络下的有效全向辐射功率(EIRP)就要比Galaxy S5更高。而更高的EIRP就等同于更好的信号接收,虽然在这方面还需参考有效全向灵敏度(EIS)。

  因为金属具备更高的坚韧性,其表面更难以被划伤。但因为阳极化处理,在暴露于未经处理的表面时,划伤会更容易显现。金属的另一关键优势是超高的导热性,这在散热受限的情形下也就带来了更好的性能。无论如何,散热片可都是铝合金和/或铜材质的,而非玻璃或聚碳酸酯。这个问题的具体体现可以参考Galaxy S5和HTC One M8在T-Rex性能测试中的对比。如下图所见,HTC One M8的帧率要明显高于Galaxy S5。

 

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  当然,铝合金也并非是完美的手机材质。对于金属材质的设备来说,使用内置天线几乎是不可能的,除非在机身上加入用于让信号通过的玻璃/塑料材质“窗口”。这意味着设备在无线电信号接收上的全向性(方向独立)会打折扣。即使是把部分金属外壳变成外置天线的处理,当手触碰到天线或将其桥接到另一个导体所出现的失谐现象也是个大问题。让无法改变的机身去支持多个频段也是同理,因为无论是为哪个运营商定制,iPhone 5s和HTC One M8都不可能进行大幅改动。虽然多天线和主动式天线调谐器的使用让全金属设计成为可能,但信号接收上面依然存在明显不同。至于这种不同是信号更好还是更差了,取决于其所使用的频段。

 

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  由于原材料成本更高、生产难度更大,铝合金机身的成本要比聚碳酸酯高很多,而这一点会反映在设备的最终售价上。此外,铝合金出色的导热性虽然让设备内部的热量更容易被排出,但这也让机身表面的触感变得不那么舒适了。在同样的内部温度下,聚碳酸酯设备摸上去总是会比铝合金“凉快”一点。

  再说镁合金。由于密度更低,镁合金要比铝合金更轻,射频传输比铝合金更高,并同时具备铝合金相较聚碳酸酯和玻璃材质的许多优势。但遗憾的是,镁合金外壳的量产目前来说还是不可行的,这主要是因为其在含氧环境中的被动性。而没有表面处理的话,镁合金还会被迅速腐蚀,这意味着它目前还无法被当作手机外壳。

  玻璃

  玻璃同样也是一种经常被移动设备所使用的外壳材质,它是这三种材质当中最硬的,抗划伤的能力也最好,但同时也是最易碎的。铝硅酸盐玻璃是手机外壳最常用的玻璃类型,康宁的Gorilla Glass也正是这种材质。在导热性上,玻璃介于铝合金和聚碳酸酯之间:比聚碳酸酯稍高一点,但远低于铝合金。玻璃对于无线电信号也不会产生明显影响,因此可以使用内置天线。

  玻璃的缺点在于极其脆弱,这可能会带来重大的安全性问题。此外,手机的材质也会受到明显限制,这也就是为什么玻璃材质设备总体上都更小,设备的玻璃部分一般都是一块平板。

 

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  如果去考虑设备实际的布局,事情可能并没有那么简单。聚碳酸酯设备的散热可以通过使用镁合金中框得到改善。壁厚和不同类型的塑料、玻璃及金属可以显著降低各自身上所存在问题的严重性。比如说,往聚碳酸酯中加入ABS塑料可以显著提升硬度,在玻璃上加入防碎膜可以降低后盖碎裂的风险。新的天线调谐技术可以让全金属设备成为可能。

  总结

  当然,问题依然存在。为什么这些很重要?无论如何,苹果不必去担心iPhone 4的散热问题,因为它的芯片无法产生足够的热量,但它们使用了金属边框和玻璃后盖。虽然它们可以更有效地保护内部元件,但坠地保护的细微提升和信号接收的改善并不是追求这种设计的强有力借口。那苹果为何还要这样做呢?

  答案是工业设计。虽然容易和纯粹的美学设计混为一谈,但工业设计是任何一部设备的关键层面。尽管我们在使用移动设备的大部分时间里都是在看屏幕,但设备的外型、外观和感觉都会对体验产生重大影响。如果一款设备更称手、更漂亮、感觉更好,那它自然会成为一款更加出色的设备。无关紧要的元素会损伤设计的集中度,而真诚的设计对此会提供帮助。好的设计是明显又是隐性的,只有在我们使用到设计糟糕的产品时,才会体会到什么是好设计。技术进步可以也的确能够修复材料存在的问题,但糟糕的设计是没得救的。虽然这些都显得很主观,但随着移动产业趋于饱和,工业设计和材料设计将会成为突显产品独特性的关键所在。(Eskimo)

 
 
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