被“吹捧”的无孔化手机,为什么这么难?

2021-02-22 16:13:10
电子发烧友网
黄山明
文章摘要: 随着触屏技术的突破,手机从过去的简单打电话、发短信的移动通信设备进化成为如今的移动智能设备。我们可以通过手机完成许多娱乐、社交、日常消费等操作,同时随着集成电路技术的突破,手机拥有了更强大的算力,其定义也从辅助的智能设备,变成了随身生产力工具,手机开始向着一体化程度更高的趋势发展。

从iPhone 7开始,苹果取消了3.5mm耳机接口,到如今的iPhone 12,苹果不再附赠手机充电器,相信下一步,苹果极大可能将直接取消充电接口,接下来的发展路径或许向着以无孔化作为手机的终极进化目标而狂奔。

而在近期,小米发布了一款概念机四曲瀑布屏概念机似乎已经完成了这个目标,不仅将手机四周的边框都取消了,同时手机上几乎所有的外部接口都被取消,无孔手机似乎就要被实现了。

小米四曲瀑布屏概念机|小米

巧合的是,三星在此前也发过同款概念手机设计图,从设计图中可以看出,其外观设计与小米此次发布的概念机类似,不过三星并没有进行无孔化设计。

三星概念手机图|LetsgoDigital

无孔化设计难点

想要实现无孔化设计,必须满足几点条件,我们可以先来看看手机目前仍然存在哪些接口,如耳机接口、电源接口、麦克风、扬声器、电源键、音量按键、SIM卡槽等。

手机中的耳机接口主要为3.5毫米耳机孔,苹果率先在iPhone 7时代取消,这也带动了TWS耳机的繁荣。从用户体验上看,取消3.5mm耳机接口导致用户被迫使用充电接口的耳机,无法在实现边充电边玩,当然还可以使用蓝牙耳机,不用受到耳机线的约束,对握持感基本不产生影响。但缺点是,由于无线传输技术的限制,让许多手机游戏用户玩家很难再实现带着耳机玩游戏了,延迟高的情况下,对于游戏操作影响较大。

电源接口的取消完全可以使用无线充电替代,如今无线充电功率已经可以达到60W以上,充电速度并不会比有线的慢。巧合的是,小米和摩托罗亚都在前端时间发布了隔空无线充电的方案,可以让设备距离充电器1米或者更远的距离下实现充电功能。

如今的无线充电基本采用的是电磁感应方式,通过磁场的无线磁路代替有线电线,实现电力的传输。并且在充电时,充电器和被充电设备都需要装配线圈,同时两者的线圈还需要对齐,在极近的距离下才能完成充电工作。

而远距离无线充电是通过电磁谐振方式,通过充电器内置的天线发射无线信号,被充电设备的天线接收无线信号,再将无线信号转换为电力实现充电。这种方式可以实现远距离的无线充电,距离长达数米。

射频传输本身并不是新奇的产物,Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT都是基于射频进行工作,而射频无线充电不过是将无线信号转换为电力而已,真正的技术难点在于转换效率问题。比如小米的隔空充电方案,充电效率仅在5-10%左右,对能量产生极大地浪费。

当然,除了小米和摩托罗拉外,涉及隔空充电技术的公司还有不少,如Ossia便在2017年展示了一款隔空充电设备Ossia Cota,可以给9米范围内,最多32台设备同时充电,并且这款设备还通过了美国FCC认证。Energous旗下的WattUp无线充电系统最远可以支持4.5米的充电距离,在2019年采用WattUp无线充电技术的助听器就已经上市了。

这里可能会产生一个问题,当手机完全没有电量时,或者电池已经因为亏点而进入休眠状态,要如何开机,此前可以通过有线充电的方式对电池进行激活,而无线充电能否做到这一点还犹未可知。

如何隐藏麦克风是一个难点,想要将声音传递至麦克风中,最好的方式还是在机身上进行开孔。如果想要隐藏麦克风,或许可以采用与屏下摄像头同样的方式,将开孔放置在屏幕之下。而扬声器设计,则可以参考MIX一代的悬臂梁,或者以骨传导的方式进行声音的传递,足以将扬声器隐藏在机身之内。

其次是电源键、音量按键、静音键等物理按键,这些按键都可以通过屏幕的交互方式进行解决,配合压力传感器加上瀑布屏,可以在两侧的可视区域中通过UI设计方式实现。

但如果没有实体按键,也没有有线的连接方式,万一手机进入死机状态,系统崩溃,如何进行fastboot,如何进行刷机,又如何挽救手机中存储的数据,将是一个新的难点。

最后是最简单以及最困难的一点,即SIM卡槽,说简单是因为如今eSIM技术已经非常成熟,国外早已经开始有具备eSIM功能的手机,国内也有多家企业具备成熟的eSIM方案,如一加、魅族的智能手表都已经配备eSIM功能,将其中的eSIM卡移植到手机当中基本没有难度。

但为何说这也是非常困难的一点,因为国内三大运营商并不支持手机eSIM,使用搭载eSIM的手机用户可以随意进行运营商网络的切换,或许是为了商业上的考量,目前国内还未正式开放手机eSIM。

无孔化是手机的未来吗?

随着触屏技术的突破,手机从过去的简单打电话、发短信的移动通信设备进化成为如今的移动智能设备。我们可以通过手机完成许多娱乐、社交、日常消费等操作,同时随着集成电路技术的突破,手机拥有了更强大的算力,其定义也从辅助的智能设备,变成了随身生产力工具,手机开始向着一体化程度更高的趋势发展。

那么无孔化设计是手机的未来吗?对于厂商而言,无孔化设计无疑可以极大地提升手机的防水防尘能力,扩大手机使用场景,提升手机的使用寿命。与之相对的,一体化机身也提升了手机的维修难度,或许对于厂商而言是一个很好的利润增长点,但对消费者而言,如果手机损坏将付出更大的代价进行维修。

当然,取消外接口也可以为内部设计腾出更多的空间,能够在较小的机身中放下更大的电池,在如今电池技术迟迟无法突破的当下,增大手机电池容量可以有效的提升续航时间,加强用户的使用体验。

同时,一体化的机身可以降低对材料挖孔的同时还能保证产品的良品率,这也为机身材质带来了更多的想象力,许多过去受限于加工技术的优秀材质都可能成为新的机体材料。

从上游供应链来看,无孔化的设计也将使得许多手机上的功能需要与其他器件进行整合,如屏下指纹技术,便是将指纹识别与屏幕进行整合,而屏下摄像头技术也将把前置摄像头与屏幕进行整合,这也意味着上游的供应链也将被迫进行一定程度的整合。当然,这对下游厂商而言,将会以更低的成本享受到过去同样多的功能。

那么无孔化设计就是手机的未来吗?这也未必。尽管对于厂商而言,无孔化设计许多技术已经成熟,同时成本也可以做的更低,但为何如今还没有流行,就是因为在国内的体验并不好。

魅族在前几年边设计了一款无孔手机Zero,已经将充电孔、物理按键、扬声器、SIM等接口全部去掉,手感非常圆润。但这款手机有一个最大的缺点,由于目前国内并不支持eSIM卡,因此没有SIM卡槽也就意味着手机无法连接至移动网络,这让这款手机类似于苹果的iPodTouch。

另一方面,受限于声音传递的物体特性,如果没有麦克风及扬声器,使用悬臂梁或者骨传导进行发声,将导致声音发散,让周围的人都能够听见电话中的声音,缺少隐私性。

因此,在如今技术尚未成熟的情况下,无孔化的手机与其说是手机的未来,不如认为只是手机未来设计的一个方向。

小结

如果在未来手机形态没有发生根本上改变的话,无孔化将可能成为手机未来的一个很有可能的设计方向,并且还需要克服扬声器、麦克风、eSIM等技术及市场因素的限制。如果未来我们的辅助智能设备发生了变化,就像过去从PC转换为手机,如今从手机转换为AR/VR、云手机、脑机等设备,那无孔化设计就更无从谈起了。

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