玻璃将会是未来智能手机外观结构的重大创新方向,曲面玻璃由于「颜值高」及「触感好」,开始应用于多款旗舰手机品牌,同时亦能够带来更多手机功能设计的优化空间,预计将实现快速渗透。玻璃外观件已经在多种智能硬件中应用,未来空间巨大,复杂结构带来空间远超目前盖板,未来有望配合无线充电、光学传感器等应用。玻璃盖板从最早的2D向3D升级,预计未来曲面显示将在智能手机中大量应用,OLED也是旗舰手机采用3D盖板的一大催化。我们建议重视双面玻璃的设计,相信3D后盖将是国际大客户新品将采用的方案;陶瓷因为裂纹的问题未来可能不是最佳方案,2.5D+3D预计将成为主流设计方案。根据2017E国际大客户可能采用3D玻璃后盖,其他厂商高端机型预计将快速跟进,预计至少新增200亿元人民币市场。
2007年苹果将金属元素引入智能手机设计,金属便逐渐成为手机行业的潮流。自iPhone5采用金属边框及金属后盖的ID设计,将金属精加工引入到消费电子,行业技术进步带动金属材质的广泛应用。
由于铝金属密度小、重量轻,加工成本相对较低,在智能手机外观结构件中,铝材得到一致认可。苹果、三星、华为等主流手机厂商纷纷推出金属材质终端产品。常规铝材加工一般需要铝挤、初加工、纳米注塑、CNC精加工、抛光打磨、阳极氧化等多个主要流程。
图1:常规铝材金属后壳的工艺流程

从铝金属机壳加工来看,至少有两点因素会影响产品成本:i)机身结构设计的复杂度-多弧面、多孤度等复杂设计延长CNC等流程加工时间,时间耗费直接体现到成本;ii)工艺复杂度–新型颜色工艺、特殊镜面效果等增加产品加工流程导致整体良率下降,成本分摊后拉高了出货产品的平均价格。因此,结构设计不同,工艺要求不同,产品生产难度和稳定良率有差异,导致相同材质的产品最终成本价格相差较大。这也解释了同为金属机身,为什么部份低端机的机壳成本只要100元人民币,而有些高端机壳价值200元人民币。
2012年9月苹果发布iPhone5,采用Unibody一体化铝合金机身,相比于iPhone4S采用不锈钢外框,iPhone5全铝机身硬度不够,产品上市即遇到“弯曲门”,机身更为轻薄的iPhone6遭遇同样的问题。相比于铝,不锈钢硬度大,耐磨耐刮,材质着色稳定,跌落不易出现凹坑,对整机防护性更好,不排除苹果在2017年新品种重新选用不锈钢外框的可能性。
不锈钢虽然有诸多优点,比重大是最大缺陷。铝的密度2.7g每立方厘米,不锈钢的密度7.9g每立方厘米,相同体积下,不锈钢材料的重量约为铝的3倍。对于全金属后壳或者全金属中框的结构设计,不锈钢材质过重,不符合手机轻薄化的发展潮流。那么,既要保证外部支架结构强度,又要控制整机重量,“不锈钢外框+铝合金中框”是一种可能的发展方向。
图2:不锈钢外框+铝合金中框结构示意图及iPhone4S金属框架图

从外框选择上,iPhone5、6、7均采用铝合金一体化金属后壳,也带动智能手机行业金属后盖的设计潮流。除玻璃改版以外,据PConline信息,17年iPhoneX新品有望采用不锈钢材质,类似于iPhone4S,增强机身强度。从材质属性考虑,不锈钢的密度接近铝的3倍,中框整体全部采用不锈钢将大幅提升加工成本及机身重量。预计将采用不锈钢外框+铝合金中框,再通过点焊及激光焊接将两种金属材质连接。
据长盈精密年报披露数据,金属中框(非普通的金属边框)产品由于支撑力强,结构复杂,工艺难度高将比金属后盖(金属壳体)产品具有更高的加工难度及工艺复杂度,单体的市场价格也会较之前的产品有明显提升,是普通铝(合金)制外壳结构件价格的200%以上。
从产业链的信息,金属中框和后壳的价值量取决于手机厂商的设计方式,设计方式决定细节精度要求、产品工序数量,从而决定最终产品价值量,可以说不同手机产品的金属支撑结构的价格量差别可以达到100%。因此,iPhoneX的金属部件价值仍取决于产品设计。
相对于传统的塑料外壳,金属外壳具有韧性高、强度高、触感好、易上色等优势,目前已越来越受手机制造厂商青睐。随着苹果手机于2012年推出全金属外壳手机iPhone5以来,华为、小米等国内品牌纷纷效仿,推出金属壳手机。2015年起,金属壳在国产手机中渗透快速提升。据统计,2016年包括华为、小米、Vivo、OPPO等品牌机型推出的2,000元人民币以上中高端机型基本上均为金属壳。金属壳手机在华为、小米、OPPO、Vivo四大国产品牌的渗透率均达40%以上。
2015年下半年开始,金属外壳在国产中低端智能手机中渗透加速。2015年,仅仅有乐视、奇酷等少量品牌推出千元左右的金属壳手机。2016年,包括OPPO、Vivo、华为等主流品牌都推出了千元级金属壳手机。根据GFK的研究显示,目前国内1,500元人民币以下的中低档智能手机市场占比约60%。我们相信华为及小米千元金属壳手机会在国内其他品牌手机中起到风向标作用,2016年起金属壳手机在中低端机型中的渗透有望继续提速。