國產手機玻璃背後,誰在負重前行?

我們每一天都在使用 手機 ,而我們的每一次點擊、每一次滑動,都存在於那分寸的玻璃之上,它不僅是我們與數字世界互動的媒介,更是保護我們珍貴設備的第一道防線。想象一下,一塊輕薄透明的玻璃,不僅要承受日常的劃痕和磕碰,還要在意外跌落時保護內部精密的電子元件。這不僅是對材料科學的挑戰,也是對工業製造能力的考驗。

關注手機的朋友應該能有所感受到,相較於前些年,手機碎屏的狀況似乎有所減少,每一種新型玻璃都在挑戰着耐摔性和抗磨性的極限,這塊曾經脆弱的玻璃似乎逐漸強大,是什麼帶來這樣的轉變值得我們思考。

其中的奧秘或許就藏在玻璃背後的供應商們當中,本文將帶您深入瞭解這些玻璃背後的科技,探索那些在小米、華爲、榮耀、魅族等知名品牌幕後默默支持的中國供應商。在這個由玻璃構成的透明世界裡,每一次觸摸都可能是對中國製造的一次深刻體驗。

蘋果和康寧大猩猩的壟斷

手機玻璃的歷史可以追溯到早期的功能機時代,那時的玻璃主要用於保護顯示屏不受刮擦。然而,隨着智能手機的普及和觸屏技術的發展,玻璃不僅要承受觸摸的壓力,還要面對日常生活中的各種衝擊。這就催生了如化學強化、多層結構等一系列創新技術,旨在提升玻璃的耐刮擦和抗衝擊性能。

相信提到手機玻璃蓋板,許多朋友第一時間能夠想到的是康寧公司以及其產品大猩猩玻璃。這一家美國跨國公司在玻璃科技方面的專長使其在全球電子玻璃市場中佔據了重要地位,特別是在智能手機和其他便攜式電子設備的蓋板玻璃市場中。而大猩猩玻璃系列由於其強大的性能,進一步鞏固其霸主地位。數據顯示在蓋板玻璃競爭格局中,康寧的市佔率約爲70%,幾乎壟斷了整個市場。

2007年,隨着蘋果公司推出第一代iPhone,智能手機市場迎來了革命性的變化。不僅改變了消費者與移動技術的互動方式,也對手機硬件,特別是顯示屏的耐用性和觸感提出了新的要求。在初代iPhone上市前,iPhone的觸摸屏由塑料覆蓋,喬布斯對其防刮性能產生了質疑。因此喬布斯找到了康寧公司,希望對方能爲iPhone定製一款玻璃蓋板,並且希望厚度在1.3mm。但康寧知道喬布斯的想法是不切實際的,在通常情況下,康寧需要近兩年的研發才能將新產品推向市場;而且,康寧能製造出來的金剛玻璃最薄也只有4mm。

在這樣的情況下,康寧仍然是憑藉着金剛玻璃的製造經驗,頂住壓力並且成功讓初代iPhone搭載上康寧的玻璃蓋板。在發佈前一天,喬布斯給康寧的CEO塞了張小紙條,內容是“沒有你,我們辦不成這件事”。紙條也被裱起來放在康寧CEO的辦公室裡。在此之後,蘋果和康寧的合作也日益密切,康寧金剛玻璃成爲iPhone的標配,並隨着iPhone不斷迭代升級。這也就有了後來消費者所熟知的康寧大猩猩玻璃,第一代康寧大猩猩玻璃(Gorilla Glass)正是由iPhone 4首發載。

與傳統的鈉鈣玻璃相比,大猩猩玻璃在強度和耐破損性方面有了顯著提升。其中的奧秘在於康寧利用化學強化,即康寧的專有離子交換技術。通過將玻璃浸入高溫的熔鹽浴中,使得玻璃表面的鈉離子與熔鹽中的鉀離子進行交換。鉀離子的半徑大於鈉離子,當它們被嵌入到玻璃表面時,會產生壓縮應力,從而大幅提高玻璃的硬度和抗刮擦能力。

康寧大猩猩玻璃的推出,也標誌着蓋板玻璃技術的一個新時代。或許是因爲iPhone 4的大獲成功,康寧和蘋果的合作也變得愈加緊密。這種合作關係使得康寧能夠深入洞察市場需求,並且迅速反映產品設計的變化,同時保持着技術的持續研發和迭代更新。

隨着智能手機市場的快速擴張,康寧大猩猩玻璃迅速成爲高端智能手機的首選蓋板材料,康寧也因此確立了其在蓋板玻璃市場的領導地位。

在廣受讚譽的背後,一個不容忽視的問題也逐漸顯現。由於康寧大猩猩玻璃高昂的價格以及在市場上的壟斷地位其對產品定價的控制力使得其他競爭者難以進入市場,或在價格上與之競爭。這種市場結構導致了一種價格剛性,即使在需求下降或其他市場因素變化的情況下,康寧大猩猩玻璃的價格依然保持在較高水平。

圖源康寧官網

對於消費者而言,康寧大猩猩玻璃的高成本最終轉嫁到了智能手機的零售價格上。因此消費者想得到更加優質的屏幕保護,也意味着需要爲此支付更高的購買成本。由於產品定位的緣由,廠商難以在中低端產品採用這樣的昂貴的玻璃蓋板。因此我們能看到在市面上除蘋果以外的安卓廠商,只有當家的頂級旗艦纔有機會用上康寧最新的最頂級的玻璃。

然而,在當時,中國的供應鏈水平仍然無法滿足手機廠商以及消費者對於頂級玻璃蓋板的要求。康寧在技術上的壟斷,尤其是其化學強化工藝,正是蓋板玻璃的核心壁壘所在。這一工藝涉及複雜的離子交換過程,需要精確控制溫度和時間,以及特殊的熔鹽浴配方,這些都是康寧經過多年研發積累的核心技術。這一工藝的複雜性和對精密設備的需求,使得國內企業難以迅速複製康寧的成功。

此外,康寧積累的大量專利技術和長期的研發投入,比如康寧作爲溢流下拉法(一種蓋板玻璃生產工藝)的發明者,擁有與溢流法相關的過百項專利技術,鮮有廠商達到與之相近的品質、良率,這爲其在市場上建立了強大的競爭壁壘,使得其他企業在追趕過程中面臨重重困難。

超瓷晶背後的藍思科技與伯恩光學

時間來到2020年,蘋果在 iPhone 12 上首次帶來了超瓷晶玻璃,這種新型玻璃的原片由康寧公司提供,而其後道加工則由藍思科技和伯恩光學等企業負責完成。超瓷晶玻璃的製造過程採用了一種獨特的超高溫結晶技術,該技術涉及將微小的陶瓷納米晶體嵌入到玻璃基體中。這些晶體形成的連鎖結構能夠有效地引導裂紋偏轉,從而提高玻璃的抗裂性能。康寧公司進一步利用離子交換技術對玻璃進行強化,這一過程通過改變玻璃中離子的尺寸來增強其結構的牢固性。通過這種方式,玻璃的晶格結構得到加強,使得其在面對衝擊和刮擦時表現出更高的耐用性。

而在蓋板製程工藝的核心上,藍思科技起到了關鍵性的作用,其中在蘋果發佈會上,主持人重點提到了的使面板更加抗刮劃的雙離子交換技術,這一項技術能夠應用於超瓷晶玻璃表面的強化之中,這一項關鍵的技術就是來自藍思科技。這一突破性的技術不僅展示了藍思科技在玻璃加工領域的專業能力,也標誌着中國供應商在高端手機玻璃製造技術上的重要進步。

藍思科技和伯恩光學,作爲激烈的競爭對手,同樣在蘋果的供應鏈中扮演着超瓷晶玻璃供應商的角色,這兩家公司得益於“果鏈”的強大背景,產生了巨大的市場效應。超瓷晶前蓋板,也稱爲微晶玻璃前蓋板,其加工工藝雖然與傳統的玻璃、陶瓷和藍寶石等智能手機外觀有共通之處,但在工序數量、複雜性和難度上,都遠超普通玻璃面板。特別是在原材料成本上升的背景下,這對加工企業的產線良率提出了更高的挑戰。

鑑於此,藍思科技和伯恩光學在通過蘋果嚴格的供應商認證後,通常會與品牌廠商保持長期且穩定的合作關係。這不僅是爲了和品牌廠商保持穩定的合作關係,也是因爲這種合作相當於獲得了蘋果對其產品質量的背書,這對於提升品牌價值和市場信任度來說,是一種無形的資產。在iPhone 12的超瓷晶玻璃材料供應鏈中,康寧公司負責獨家供應原材料,而藍思科技則承擔了全面的加工任務,伯恩光學也參與其中,最終藍思科技的交付量佔比超過了70%。

當然背靠蘋果優點是明顯的,缺點同樣也顯現出來,我們以藍思科技爲例,由於高客戶集中度,蘋果妥妥成爲藍思科技的第一大客戶,今年財報顯示,藍思科技前五大客戶的銷售額佔比長期在75%以上。特別是第一大客戶,對公司營業收入的貢獻就超過了45%(除2016年)。雖然並沒有明確第一大客戶的名單,但蘋果應該是沒跑了。

高客戶集中度導致藍思的業績與蘋果緊緊捆綁在一起。2016年,iPhone銷量創其推出以來的首次下降,全年銷量2.16億部,比上年下降了4.33%,也正是在2016年,藍思科技遭蘋果大規模砍單,採購額比上年減少25億元。受此影響,公司銷售收入嚴重下滑,比上年減少了20億元,同比下降了11.56%。

蘋果與供應商之間的關係錯綜複雜,它既尋求供應商的穩定性,又避免對任何單一供應商的過度依賴。因此,儘管蘋果繼續與藍思科技保持合作,同時也將部分訂單分配給了其競爭對手伯恩光學,並支持其他玻璃面板製造商的發展。面對蘋果這樣的主要客戶,藍思科技在議價方面顯然處於劣勢,必須適應蘋果的策略變化以保持業務的連續性和增長。

爲了實現更加長遠的發展,玻璃蓋板供應商需要考慮多元化戰略,以減少對單一大客戶的依賴。與大客戶“解綁”並轉向內銷市場,同時加大對於小客戶的產能投入,可能是供應鏈企業尋求穩定增長的有效途徑。

國產玻璃蓋板的崛起

在全球經濟格局動盪和中美貿易摩擦的背景下,供應鏈的穩定性成爲了國產智能手機廠商關注的焦點。華爲事件的衝擊波更是加劇了這種緊迫感,促使國內廠商加速轉變對外部供應商的依賴,尋求自主供應的新路徑。自研玻璃蓋板的興起,正是這一轉變的關鍵一環,它不僅有助於降低成本,更重要的是增強了供應鏈的穩定性和自主可控性,滿足了國內中端手機廠商對於國產替代的迫切需求。

曾經,康寧大猩猩玻璃以其溢流法高鋁玻璃生產線的技術優勢,幾乎壟斷了市場。然而,隨着國內玻璃蓋板產業的迅猛發展,這一局面已被打破。國內企業不僅成功攻克了技術壁壘,更是建成並投產了多條先進的溢流法高鋁玻璃生產線,這標誌着國產玻璃蓋板技術的成熟和市場的自信。

國內生產的玻璃蓋板,能夠更快速地響應市場變化,深入挖掘和滿足用戶需求。這種敏捷性和適應性,是國產手機品牌在激烈的市場競爭中保持領先地位的關鍵。此外,自研材料的應用,不僅提升了產品的性能,更是手機品牌塑造技術領先和創新形象的重要途徑。這不僅有助於提升品牌在市場中的定位,也加深了消費者對品牌的認知和信任。

1.華爲崑崙玻璃

因此在2022年,華爲在發佈Mate50系列之際,首次發佈了Mate 50 Pro 崑崙玻璃版,也是華爲首次提到崑崙玻璃的概念,官方稱華爲崑崙玻璃採用的是強度更高的納米級晶體玻璃,使整機的耐摔性能提升至少十倍,並獲得了業內首個瑞士SGS五星抗跌耐摔權威認證。華爲Mate60Pro首發第二代崑崙玻璃,耐摔能力又提升1倍。

圖源華爲官網

鑫景特玻的技術突破在於其獨特的玻璃製造工藝。崑崙玻璃的生產過程包括24小時高溫納米晶體生長、108道微晶原材及面板加工工序,以及1600度鉑貴金屬熔鍊工藝。通過在玻璃中加入高強度的納米晶體,並通過複合離子強化工藝處理,形成了一層微米級的堅硬保護層,這些複雜的工序使得崑崙玻璃面板中含有數以億億計的高強度納米晶體,從而具備了出色的抗衝擊和阻開裂能力,能夠承受高達32KG的重物壓力,展現了其在抗衝擊性能方面的堅固性。

崑崙玻璃的研發和製造背後,是重慶鑫景特種玻璃公司(簡稱鑫景特玻)的支持。鑫景特玻以航空玻璃起家,技術屬國內首創,但因爲研發費用高、試產難度大、產品認證週期長等客觀因素,導致量產計劃的擱置,同時因爲被國外溢流法的專利卡脖子,而不得不採用超薄浮法成型工藝,整個生產線進行改造,需要投入大量資金,公司面臨資金鍊斷裂風險。儘管如此,鑫景特玻的高鋁硅玻璃成功量產進入市場,卻因爲其他玻璃的迭代而受冷。

圖源華爲官網

在全球電子玻璃市場中,雖然大部分蓋板電子玻璃在中國進行深加工,但核心技術和主要市場份額一直由歐美國家掌控。國內對於對高端智能設備蓋板電子玻璃的需求量與日俱增,憑藉自身產品抗衝擊性強、強度高、防爆性能好的優勢,鑫景特玻也果斷入局納米微晶玻璃。

無論是自主持續的研發費用投資,引進了大批科研人員,陸續申請國內外專利350多項,生產工藝擁有完全自主知識產權,還是國家基金到社會資本的大力支持,讓真正屬於中國的玻璃蓋板能實現量產。其中就包括急需重組供應鏈的華爲,也決定投資入股鑫景特玻。

目前,鑫景特玻已研發出多種高端特種玻璃配方,掌握了超薄浮法成型、全氧燃燒、電助熔等關鍵製造工藝技術,可與國際玻璃巨頭一爭高下。

2.小米龍晶玻璃

在小米14發佈會上,同樣的,小米也給我們帶來了“小米有史以來最強的保護玻璃”,也就是龍晶玻璃。龍晶玻璃是由小米與一家來自江蘇、名爲“常熟佳合顯示科技有限公司”的企業聯合研發,經過了多位材料專家和大學教授,經過5年的不斷改進,最終打造成型。

圖源小米官網

其主要特性包括相對於蘋果超瓷晶玻璃,強度提升了5%,抗跌落能力提升了20%。在硬度方面,小米龍晶玻璃的維氏硬度達到了860 HV0.025,超過了崑崙二代玻璃的830 HV0.025和蘋果超瓷晶玻璃的814 HV0.025。在製造工藝上,小米研發人員在石英砂中加入特殊粉料,經過1600攝氏度的高溫熔鍊100小時,再通過長達80小時的長晶過程,形成了億萬顆納米級微晶體,這些微晶體牢固互鎖,有效阻止裂紋的擴散,同時提高了材料的硬度和抗衝擊性。這種玻璃的創新之處在於其晶體結構和硬質成分的比例提升,爲智能手機屏幕提供了更強的保護。

圖源小米官網

3.榮耀巨犀玻璃

榮耀近期發佈其最新的Magic6系列之中,同樣也帶來其自研的榮耀巨犀玻璃。這款玻璃蓋板採用第二代納米微晶玻璃技術,據官方介紹,榮耀金剛巨犀玻璃技術的強大之處在於其基於第二代納米微晶玻璃技術的優化。通過改進材料配方,榮耀成功提升了晶體密度,使得整體抗摔能力增強了30%。這意味着,無論是在大理石、柏油路面還是砂石路面等惡劣場景下, 榮耀Magic 6系列都能實現全場景抗跌能力的提升,爲用戶帶來更加安心的使用體驗。

源榮耀官網

這款玻璃的供應商就是上面曾提到過的伯恩光學,伯恩研製的玻璃前蓋都採用了伯恩光學獨立研發的全球領先納米微晶鍍膜工藝。這種工藝深入屏幕核心技術,融合了8項專利技術,通過4000多層的鍍膜、納米級精度拋光以及億顆晶核的均勻分佈,使得玻璃在保持光滑細膩觸感的同時,具備了出色的抗劃和耐摔性能,實現了視覺體驗與續航效果的雙重飛躍。榮耀金剛巨犀玻璃以其行業領先的抗摔抗刮工藝,憑藉更強的硬度,榮獲了首個瑞士SGS多場景金標五星抗刮耐摔認證,標誌着其在行業內的領先地位。

圖源榮耀官網

而不僅僅是在玻璃蓋板上, 榮耀Magic V 2 RSR攝像頭上的3D鏡片以及Magic的玻璃背板,均出自伯恩光學之手。伯恩光學主要生產礦石玻璃面板、觸摸屏幕、攝像頭光學玻璃等,是全球最大的智能設備外觀結構及模組方案提供商,也是蘋果的供應商之一。2007年,伯恩迎來了發展壯大的機遇——當時喬布斯提出“我想要玻璃屏幕”。在iPhone預定的上架時間還有一個月時間內,伯恩成功完成了這一要求,從而拿到了蘋果的訂單。從此,伯恩依靠蘋果的巨量訂單,成爲了玻璃面板龍頭企業之一。而和競爭對手的藍思科技無異,大客戶依賴的問題仍然存在,相信伯恩也已經目光轉移到國內廠商的玻璃面板研製當中。

此外,伯恩光學也在積極提高自身科技實力,不斷地擺脫對手機蓋板的依賴,將目光投入到新興產業,與新興產業開展深度合作,加大新技術、新材料研發,積極探索金屬、藍寶石、陶瓷等新材料在汽車領域的應用,並在無人駕駛成像、光學雷達等精密儀器屏幕研發領域開展新一輪的突破與研究。

4.魅族泰坦玻璃

魅族20無界版在發佈會中,首次爲我們帶來被魅族譽爲“手機宇宙中的振金”的泰坦玻璃。有業內人士推測,泰坦玻璃背後的生產同樣來自伯恩光學。泰坦玻璃的製造工藝包括750度的深度晶化處理,結合50nm的晶體盾牌技術,以及一項獨特的抗微紋工藝,共同鑄就了其卓越的品質。在硬度方面,泰坦玻璃不僅較前代 魅族18Pro採用的GG7玻璃有了顯著增強,而且其硬度比業界標準的HV706超瓷晶玻璃還要高出30%,堪稱市場上最堅固的玻璃之一。這種玻璃的引入極大地提升了手機的抗摔性能,能夠承受65顆鋼球從1.8米高度落下的撞擊而不破裂,使得抗摔性能提升了四倍。按照魅族官方的說法,泰坦玻璃可以讓用戶不用再貼手機膜,直接裸機使用也不用擔心一摔就碎。

中國製造業的崛起與全球影響力的提升

相信從小小的玻璃蓋板,我們能夠看見中國製造業轉型升級的縮影。

隨着中國綜合國力的不斷增強,中國製造業正以其獨特的創新能力和生產效率,重塑着全球供應鏈的格局。崑崙、巨犀、泰坦、龍晶等高性能玻璃的誕生,不僅標誌着中國在高端材料科學領域的重大進展,更彰顯了中國製造業在全球價值鏈中地位的提升。這些玻璃材料的研發成功,不僅打破了國際巨頭的技術壟斷,也爲國產手機品牌賦予了更強的市場競爭力,使得“中國製造”成爲高質量和高性能的代名詞。

中國供應商通過不斷的技術革新和工藝優化,成功實現了從跟跑到並跑,甚至在某些領域實現了領跑的歷史性跨越。通過這些技術突破,中國製造業不僅爲國內消費者提供了更加優質、更具性價比的產品,也爲全球市場提供了更多選擇,增強了中國在全球經濟中的話語權和影響力。

中國製造業的發展,正在推動中國從“世界工廠”向“世界創新中心”的轉變。在未來,相信隨着中國製造業的持續創新和升級,中國將在更多領域實現技術突破,越來越多的優質的產品和服務能夠出現在消費者面前,世界也能體會“中國製造”的魅力。