今天小編分享的科技經驗：手機穿越“芯片”圍城，歡迎閲讀。
從芯片轉向新制造。
當一個成熟市場陷入突破瓶頸，產品還可以怎麼創新？
2008 年的喬布斯，從薄薄的信封中抽出一台最厚處僅有 0.76 英寸的 MacBook Air，開辟了一個全新的超薄筆記本市場。
那一年的蘋果，沒有 M2 芯片，更沒有 3 萬億美元的市值。與國產品牌發家的過程無異，當時的蘋果在消費電子產業鏈上只是一個組裝廠，拿着現成的核心元器件，組裝貼牌為一個個電腦或者手機。
組裝廠也可以有創新。
通過采用早已在原型機階段應用多年的 CNC 制造工藝，并推動其進入大規模的工業生產階段，蘋果筆記型電腦以 " 一體化無縫、時尚金屬材質 " 為賣點，成功在紅海中造出一片自己的大陸。
類似的工藝創新，正在手機市場中發生。新工藝、新材料的應用層出不窮，只是主角變成了國產品牌。
月中發布的榮耀 Magic V2，折疊屏設計上使用钛合金鉸鏈，其結構件采用 3D 金屬打印工藝。新工藝、新材料的加持，讓折疊狀态下的榮耀 Magic V2 厚度僅 9.9mm，算是一個不小的行業突破。
榮耀的產品落地證明了上遊供應鏈的成熟，因此可以發現三星、華為、OPPO等公司，均計劃在下一代產品中使用钛合金 3D 打印技術。巨頭更不會落下。蘋果分析師郭明錤近日發文稱，最新調查顯示，蘋果正在積極引入 3D 打印技術，預計今年新款產品部分钛金屬機構件将采用 3D 打印技術。
下遊傳導到上遊產業鏈側，3D 打印概念股近期表現活躍。7 月 17 日泰爾股份、金橙子、愛司凱等多只個股漲停。據東方财富Choice 數據顯示，今年以來 3D 打印概念股平均漲幅為 66%。
郭明錤預測，一旦 3D 打印走向消費電子的工業化規模應用階段，或将復制此前蘋果在 CNC 制造工藝領網域的成功。
誰會是下一個蘋果？
01 改變規則的新工藝
芯片發展的摩爾定律可以趨于極限，制造工藝的微型需求永無止境。移動設備廠商的替代方案，可能會轉向電子 3D 打印技術。
榮耀 Magic V2 折疊屏所能做到的極限輕薄，來自于其最核心的關鍵部件——鉸鏈制造工藝的突破性進展。
據悉，該款手機鉸鏈的軸蓋部分首次采用 3D 打印工藝，并使用钛合金材質，既可以保證鉸鏈的精密性，又可以讓軸蓋更輕更薄，進一步讓折疊屏的重量和厚度下降，同時又能兼顧手機的硬度，做到 " 既要又要 "。
不只是手機，有最新消息顯示，下半年将要問世的第二代 Apple Watch Ultra，也将采用 3D 打印技術。蘋果計劃利用這種新的制造工藝，來提高產量并降低成本。
郭明祺表示，蘋果正在 " 積極地将 3D 打印技術 " 納入其制造過程中，Ultra 2 的部分钛金屬機械部件将采用 3D 打印。
這是蘋果公司第一次嘗試将 3D 打印部件，整合到一款比手機產品線規模更小的設備上。" 如果出貨順利，我相信更多的蘋果產品将采用 3D 打印技術，這将有助于改善蘋果供應鏈的生產成本和 ESG 績效，而上述供應商也将受益于這種新的生產趨勢。"
十五年前的蘋果，就曾利用制造工藝的創新，帶來整個行業遊戲規則的重大改變。
MacBook Air 挑戰了工業設計先入為主的觀念，并開創了超薄筆記型電腦的全新時代。蘋果設計師艾夫曾評價稱，這項工藝實現了 " 行業聞所未聞的精度 "。
作為當時高端制造業的一次重要突破，該工藝通過 CNC 機床實現。設計師通過機床可以方便地用 3D 影像檔案創建結構復雜的零部件。其實這種機器已經出現了幾十年，只不過每台價值超過 50 萬美元，通常只用于少量制造產品原型。
為了使 MacBook Air 規模化量產，蘋果對 CNC 基礎設施進行大力投資。前蘋果制造工程師稱，為了實現喬布斯所説的這種 " 制造筆記型電腦的全新方式 "，蘋果買了一萬多台 CNC 機床，還在全球範圍内繼續搜羅其他廠家的先進 CNC 機床。
此後，筆記型電腦這一消費電子品類便突破了傳統硬體規格的限制，市場上其他品牌均先後采用這種工藝進入超薄時代。
又沒多久，蘋果開始在 iPhone 和 iPad 上采用同樣的技術。這種一體化無縫、時尚的鋁制機身，最終成為蘋果設計美學的标志。直到今天，CNC 工藝仍然是消費電子產品的主流選擇。
02 3D 打印的三道關
大多數的制造工藝，想要走出實驗室變成工業化的生產力，往往需要邁過三個關鍵節點：規模化生產能力，工廠化流水性适配，良品率的質量控制。
在 3D 打印的工藝流程中，這三個節點分别對應着：3D 打印的吞吐量，3D 打印工廠，3D 打印質量控制。
首先看吞吐量。3D 打印起源于原型技術，設計時從未考慮過大規模生產，創建復雜形狀的應用場景僅限于一次性零件或小批量制造。因此其大規模應用的第一步，是要開發盡可能快地制造許多零件的系統，這一概念可以稱為吞吐量。
目前的 3D 金屬打印工藝，通常依賴于在昂貴的金屬粉末上發射高功率激光束。提高吞吐量，主要通過添加更多的激光器來實現。比如钛合金軸蓋的材料成本約為 30 元，加工成本卻高達 10 倍。
由于總成本相對較高，钛合金此前主要應用于航空航天、生物醫學、化學工程、能源技術等領網域。伴随着更低成本、更高吞吐量的 3D 打印技術應用，钛合金也将走出高精尖的關鍵零部件，開始逐步大規模應用于消費電子領網域。
惠普公司花了數年時間研究該技術，最終推出了能夠快速生產塑料和金屬的技術。這家 2D 打印巨頭已将其在噴墨打印頭方面的專業知識轉移到了 3D 打印領網域，采用了一種名為多噴射融合 ( MJF ) 的技術。MJF 已被用于生產大批量的聚合物零件，覆蓋了從眼鏡到雜貨機器人等各種產品。
同時該公司目前正在推出另一項名為 Metal Jet 的金屬打印技術，将液體粘合劑沉積到金屬粉末上，形成必須在熔爐中燒結的組件。大眾汽車這樣的大客户正在投資這項技術，計劃每年為消費類汽車批量生產多達 100000 個金屬部件。
另外，通用電器也在開發自己的技術版本，致力于可以使用低成本金屬粉末在一次作業中 3D 打印大量零件，從而改變金屬 3D 打印的成本結構。
吞吐量問題解決後，其次是 3D 打印工廠，主要指是否具備量產級的系統性生產力。雖然一組 3D 印表機或許能夠批量生產，但這并不意味着它們一定适合現有的工廠運營，這很大程度上取決于是否具備量產級的系統管理軟體。
開發用于制造執行系統（MES）的增材制造專用軟體，管理一組 3D 印表機并将其連接到公司現有的生產軟體至關重要。
目前這個環節的推動者主要是一些初創公司，利用人工智能在機器學習的幫助下開發，随着每個訂單和每個機器作業的數據反饋到工作周期中，整個工作流程可以自動改進。
最後是良品率的質量控制。
CNC 工藝是做減法，流程側重切割的精度；3D 打印則是做加法，零件是逐層構建的。
構建平台上的每個點都可能略有不同，即使打印參數最微小的變化，也可能會改變打印物體的微觀結構。一旦打印完成，就很難驗證項目的内部幾何形狀。确保打印物體質量的唯一方法，是使用成本高昂的 CT 掃描來檢查。
不過，提前使用計算機進行模拟，在錯誤實際發生之前檢測并作出反饋才是主流解決方案。采用這些工具将越來越多地實現主動反饋，以便機器能夠快速糾正打印過程中的問題。
03 只有手機還不夠
相對于手機已經應用 3D 打印工藝在追求折疊屏的輕薄，國外分析師更傾向于認為蘋果最新推出的 Vision Pro 產品，或将成為推進 3D 打印工業化規模應用的主力。
集合了蘋果近十年技術結晶，售價 3000 美元的 Vision Pro，通過增強現實和虛拟現實打造革命性的移動設備體驗，代表了消費電子產品及其他領網域的潛在範式轉變。
更關鍵的是，蘋果 Vision Pro 雖然顯著優化了眼球追蹤互動方式，搭載性能更強大的芯片技術，但是在整機重量上并沒有明顯的減重。
長期關注 3D 打印行業的人都清楚，這項技術的核心優勢之一就是可以将電子產品壓縮到狹小的物理空間中。
通過 3D 打印，可以使用 Optomec 的Aerosol Jet 技術将導電迹線噴塗到彎曲表面上，允許把電子功能整合到產品結構中，提高空間利用效率。此前，3D 打印工藝已經應用到微型芯片互連、電路、電阻器等領網域，實現整機更小更輕的外形尺寸。
根據公開披露，頭顯產品 Quest 的廠商 Meta，2016 年收購了一家名為 Nascent Objects 的初創公司。後者開發了一種 3D 打印消費電子產品内置模塊的技術。
雖然在不同的產品類型上嘗試 3D 打印技術屢見不鮮，但是要想走向大規模應用，還需要更多受市場認可的新產品做下遊需求的支撐。
市場研究公司 SmarTech Analysis 最近發布了增材制造 ( AM ) 行業的數據顯示，2021 年 3D 打印行業的收入達到 106 億美元，還不包括與硬體維護合同和後處理設備相關的收入。報告進一步預測，到 2030 年增材制造預計将增長到 500 億美元以上。
這與更多的消費電子產品越來越多地采用該技術進行大規模生產的趨勢密切相關。不過正如上文所述，3D 打印能否在產量、工廠集成和質量控制三個環節獲得更多的突破性進展，才是決定消費電子卷向新制造進程快慢的關鍵。
