
如果說 2020 年下半年智能手機市場在萬元以上市場有什么新花樣的話,就是聯想摩托羅拉刀鋒(Moto Razr)和三星 Galaxy Z Flip 5G 兩款折疊屏手機的對壘,相似的形態和一致的售價,讓折疊屏手機這個新品類離大眾消費者更近了一步。
因為三星在智能手機產業鏈上幾乎算是全才,從屏幕處理器到存儲都能搞定,不過聯想需要整合更廣的資源來完成刀鋒手機,也就是說三星玩的是 Normal 模式,而聯想玩的是 Hard 模式,并且吧,聯想智能手機份額在全球也是 others 的一員,還能在手機新形態上探索一下(包括之前的拯救者電競手機)嗎,所以甭管折疊屏是不是正確的技術路線,反正先給聯想一點鼓勵的眼神吧,掌聲就先不必了。
其實折疊手機的關鍵,一是屏幕,二是轉軸。前者聯想得靠供應鏈,而后者,恰好是聯想的強項,畢竟從 Yoga 系列電腦開始,聯想就在電腦上嘗試了各種轉軸。
而恰好,在刀鋒手機上,聯想視其轉軸技術為核心技術,是區隔其他折疊屏手機的關鍵所在,聯想稱之為「星軌」轉軸技術。
雖然直到 2019 年聯想才將 Razr 手機在國外推出,到 2020 年才改進工藝并將其命名為刀鋒手機并向國內供貨,但其實聯想啟動柔性屏幕技術研究比較早,在 2015 年 4 月,專注于未來技術研究的聯想研究院,就在內部啟動了柔性技術研究,然后在 2016 年的「聯想創新科技大會2016」,聯想展出了業界首個真正可彎可折的柔性設備原型 CPlus 和 Folio。
在手機這條線之外,聯想也在 CES 2020 上發布了 ThinkPad X1 Fold 折疊屏筆記本。
雖然聯想開展柔性屏幕研究很早,概念產品展出也很早,但是和如今已經量產的刀鋒手機相比,技術路線其實是完全不同的。
CPlus 是一款類似手環的穿戴式設備,其屏幕彎折半徑較大,屏幕采用了較成熟的 POLED 材質,只是將 POLED 的玻璃蓋板替換為柔性蓋板,即可滿足 CPlus 的彎折需求。
Folio 則有所不同,由于當時業界開發的柔性屏幕主要是針對內折應用,如果應用于外折,屏幕的觸控傳感器容易因為受到拉應力而失效。為了實現外折,聯想研究院對顯示結構進行了調整,將中性層的位置從顯示層上移至觸控層。根據應力仿真結果,確定可以通過減薄偏光片厚度的方式來實現中性層位置的上移,故此方案成為 Folio 原型設備的最終方案。
在最關鍵的屏幕折疊角半徑尺寸上,CPlus 的屏幕彎折半徑是 15mm,Folio 彎折半徑 5mm。但這條技術路有一個瓶頸:柔性屏幕的折疊角度再小,也無法像紙張一樣折成銳角,如此一來內折設備就沒辦法做到無縫隙的折疊,無法規避外折設備屏幕容易劃傷的缺點。
除了屏幕技術,轉軸也是柔性設備的另外一項關鍵技術。
Folio 兩代概念機針對多瓣結構,軌道結構,同步結構,扭力結構,動態補正結構采用了不同的設計。Folio 第二代轉軸在表面平整度以及彎折壽命方面都獲得了明顯提升,轉軸彎折壽命達到十萬次,已能滿足產品化指標。
與 Folio 同時開發的 CPlus 是另一種形式的外折設計,相對 Folio 只在中段進行彎折, CPlus 作為手機/手表的二合一裝置,需要全段外折的設計以滿足配戴的需求。CPlus 轉軸設計包括三大關鍵技術:偏心轉軸,變軸距阻尼微控制鎖緊結構,以及柔性骨架。
不同于 CPlus 和 Folio 的外折轉軸設計,產品化的刀鋒可折疊手機采用了內折轉軸設計。
內折設計根據屏幕彎折型態分二大類: U 形/水滴形。U 形設計對屏幕要求較低,轉軸結構也較簡單,但整機的造型在閉合時會空出很大的空間,整機閉合厚度多出彎折直徑,不利于工業設計與攜帶性。水滴形則能滿足工業設計與攜帶性需求,但對軸的設計和屏幕模塊的特性都有較大的挑戰。因此聯想從 2017 年開啟了基于水滴形屏幕的轉軸內折設計。
從 2017 年開始,聯想一共為折疊屏 Razr 設計了 5 種類型 20 多版轉軸。其中 C 轉軸是仿造聯想 YOGA 系列筆記本做的轉軸,但因為會讓人想起 YOGA 而非 Razr 被放棄了。A 轉軸采用鋼板結構支撐,但中間為屏幕折彎留出了兩個中空區域,展開后手按上去偏軟,也被放棄。D 和 E 則同樣采用鋼板結構,分別用了五片和三片鋼板,但結構比較死板又會增加重量。而采用滑動結構且同樣有鋼板支撐的 B 轉軸方案成了最優解。
最終呈現到消費者面前的,就是刀鋒手機了。
最終的結果是,刀鋒手機在折疊時,柔性顯示屏可以按照星軌曲線進行折疊,解決了屏幕完全對折時折痕無法消除,轉角過大折疊時又無法平整的矛盾。
如果互聯網有記憶的話,就會想起第一批折疊屏手機折疊耐用性翻車的事情。后發的聯想自然知道,這是折疊屏手機的阿喀琉斯之踵,什么參數性能成像都不重要,最重要的是品控和耐用性不要出問題。
在聯想武漢生產基地測試中心,刀鋒手機的生產和測試都在這里,其中最重要的一項測試就是轉軸壽命。實驗室數據是,刀鋒手機的星軌轉軸壽命達到 20 萬次以上,按照每天開合手機 200 次計算,足夠用戶使用兩三年了。
但這一切都并不容易,因為在年初的時候,武漢是疫情中心,整個城市封鎖,生產經營活動完全暫停。而聯想武漢生產基地測試中心是聯想的生產重鎮,每年以千萬計算的手機平板從這里走下產線,全球每出貨的 10 臺聯想手機里就有 6 臺是來自于聯想武漢產業基地。
在 9 月 10 日舉行的摩托羅拉刀鋒 5G 折疊屏手機下線儀式上,聯想集團董事長兼 CEO 楊元慶說:
幾個月前,這里(武漢)還是新冠疫情的風暴眼,而現在,這里已經成為了中國經濟疫后發展的風向標。
在 3 月武漢疫情逐漸控制住了之后,武漢生產基地測試中心就實現了萬名員工到崗,到了 4 月武漢解封之后,這里迅速實現了 100% 滿產,到了 6 月,聯想自主開發的 5G+IoT 自動化組裝標桿線「量子線」投入使用,接著就是 9 月份刀鋒手機在武漢量產下線。
這就是產品研發設計之外的另一個故事:中國制造和中國智造。
因為刀鋒手機形態復雜,零件精細且多樣,傳統的產線無法滿足生產要求,所以聯想為它開辟了全新的人工組裝產線,也就是說,相比于其他的手機,刀鋒手機生產的人工環節要多不少。
聯想武漢產業基地負責人齊岳說:今天我們下線的是 Razr 5G 折疊屏手機,而在 2005 年在 Moto 推出第一代 Razr 的時候轟動也很大,但它就是普通的 2G 手機。當時手機線路板上不到 300 顆元器件,只不過因為有一個鋁合金外殼,所以非常硬,加上比較薄,就很帥,但是它的功能真的非常簡單。
現在這個 5G 折疊屏手機,里面的元器件已經有 1200 多個了。它有兩個屏幕、兩個攝像頭,手機復雜了這么多,但組裝手機的人并沒有聰明多少。所以,質量怎么保證?
這個答案不能指望人的精準度達到機器水準,也不能指望機器有人的彈性,而是二者的配合。
一般來說,一條普通手機生產線上會有 50 多人,而 5G 加上折疊屏使得刀鋒手機產線需要一百多人來組裝。齊岳表示:
在目前階段,這是一個新創的產品,生產并不會非常行業化和標準化。你可以理解成這是在做愛馬仕,生產過程中包含手工部分。但是手工生產并不代表低端,我們做這條生產線的員工都是千挑萬選出來的。有些生產會使用機器實現自動化,有些生產就需要人工生產,我們也在不斷平衡。我相信隨著產品迭代,會更多引入自動化,但高端的產品也一定意味著工藝流程不會特別簡單。
因為刀鋒手機選用了異形柔性屏幕,屏幕在貼合時需要 100% 的精準定位,每塊屏幕僅有一次組裝機會,如果屏幕組裝的過程中出現任何偏移或歪斜,就會因撞到邊框而出現分層,導致屏幕直接報廢。
面對高精度的組裝要求,聯想武漢產業基地通過導入 CCD 視覺組裝技術,應用 3D 視覺預先識別零部件的曲面特征,再通過大數據將識別結果與后臺準確數據進行對比,最后由系統 AI 精準計算每一個相鄰配件間的距離、進行自動校準后再做最后的高精度結構貼合。
而今年突如其來的疫情對工廠的智能化提出了更高的要求,即便聯想武漢產業基地能夠迅速復工復產,但是在疫情初期還是不可避免地受到了影響。
「量子線」的出現,能夠通過設備與設備、人與設備的靈活互換,可快速調整產線的工藝流程以及參數,實現生產不同型號產品間的切換。也就是說,這個產線的彈性更強了。
說到底,還是新技術的引入,這條產線上在高速率、海量接入的 5G 技術支撐下,無論是生產線上員工操作細節,還是自動化產線上的傳感器數據都可以實現本地收集、本地管理。另外,SIoT、3D 仿真、Face ID 技術的加入,也能提高產品的交付質量。
最終,3C 設備組裝產線的自動化率得到了 2 倍的提升,與傳統產線相比,人員精簡 45%。
中國早已經是世界上最大的智能手機消費國家和生產國家,同時也是移動互聯網最大的受益者之一,同時,在這里也有最熟練的產線工人,以及不斷革新的新技術應用。
聯想在武漢生產手機,并出口全球是中國產業鏈地位的一個縮影,也正如齊岳所說的:聯想在全球布局了 30 多家工廠。但是坦白說,中國還是聯想的大本營。第一,聯想是中國公司,第二,聯想在中國有完整的供應鏈,無論是電腦、手機,還是平板,聯想的整個供應鏈都在中國。
烽巢網注:本文來源于微信公眾號 愛范兒, 作者 : 劉學文 李晨
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