專訪 | 揭秘折疊屏鉸鏈技術突破之關鍵！拓米助力折疊屏手機再升級

折疊屏創新突破之關鍵在哪？

導讀：回顧 2-3年前折疊屏手機僅僅是試水市場的產品，更多是品牌技術研發力的象征。盡管目前折疊屏手機的基數仍然很小，可是它正以高端手機新物種的態勢逐漸進入大眾的視野。據相關預測，2022年全球市場折疊屏智能手機銷量有望達1,569萬部，同比增長107%，預計2025年超5,700萬部。 伴隨著千萬級別出貨量的預測，該市場正在快速發展。除蘋果外，主流智能機品牌將在2022年齊集折疊屏手機陣營，這將會是折疊屏手機推向規?；年P鍵一年。

目前各大面板廠商已經能實現屏幕的柔性彎折，良率也在逐步提升，不過成本仍然有優化空間，而目前折疊屏手機為人詬病的會是折痕與耐用性考驗。鉸鏈與蓋板技術是解決屏幕折痕問題的關鍵，也是折疊屏形態終端能否真正經受可靠性考驗的所在。

近日，拓米集團副總裁、成都拓米研究院院長張宸浩博士和拓米集團下成都拓米電子裝備制造有限公司劉漢青總經理接受行業權威媒體CINNO的專訪，雙方進行了一場深入的交流，了解了折疊屏核心機械部件鉸鏈的現狀與未來，以及折疊屏終端的發展前景。

轉軸鉸鏈設計難在哪？

鉸鏈等機械結構影響折疊屏手機的開合及折痕控制，而目前主流的折疊屏鉸鏈分為U型鉸鏈和水滴鉸鏈。作為行業的領先者，三星采用U型鉸鏈居多，華為和OPPO則是采用水滴鉸鏈。

三家廠商鉸鏈對比圖 （圖片來源：網絡）

從上圖可以明顯看出，水滴鉸鏈彎折半徑R更大，屏幕折疊時會更加自然。在同樣的蓋板材質下，折痕相對可以控制得比較淺，此外還能夠有效減少屏幕磨損，提高耐用性。

以2021年12月新近推出的OPPO Find N為例，其硬件方面的創新集中在柔性屏和鉸鏈工藝上。OPPO Find N采用的自研精工擬椎式鉸鏈由136個零部件組成，加工精度達到0.01mm，并擁有125項專利技術。精工擬椎式鉸鏈采用了水滴形的設計，在實現貼合的情況下，將屏幕更好收納。此外，OPPO Find N鉸鏈設計能夠實現多角度無級懸停，帶來了更好的使用體驗。

OPPO水滴鉸鏈 （圖片來源：網絡）

現階段轉軸鉸鏈的設計技術難點有不少，如開合長度差引起屏幕中部凸起、鉸鏈機構件在彎折時擠壓屏體、零部件機構復雜繁瑣、機身無法在展開時保持180°平整、設備開合操作不順暢、無法在特定角度使用設備等。

拓米研究院院長張宸浩博士認為，折痕問題是鉸鏈設計中最受關注的一個技術難題。折痕與鉸鏈形態的選定是有關系的，其決定了折痕的深淺。三星的U型鉸鏈R1.0，注定了會有比較明顯且較深的折痕；而OPPO的內折水滴已經接近于R3，所以表現的折痕就比較輕微。

據了解，拓米的鉸鏈設計是從基于屏的角度出發，只要屏幕與鉸鏈的貼合更緊密，那么對折痕的改善是有一定幫助的，此外還可以根據客戶的產品定義與功能需求來進行設計。

除了折痕，懸停功能與窄邊框也是需要解決的技術問題。針對懸停功能，拓米把懸停機構作為鉸鏈的標準配置，其懸停扭力會根據屏體的參數進行理論計算和仿真，達到最佳手感，又能滿足行業內規定的扭力衰減率的要求。

針對窄邊框設計，依據目前內折水滴形的形態要求，這使得很多設計沒有辦法把邊框做的很窄，原因在于其彎折半徑R更大。拓米依靠自身專利，根據客戶的ID設計鉸鏈，可以讓中框做到接近無邊框狀態。

“如何把鉸鏈做得更輕薄和結構簡單會是行業共同努力的目標。因為這樣才能給終端整體最大程度的減輕鉸鏈這塊的重量。此外，還會相應在跌落測試時帶來好處。同時，更簡單的結構、更少的零部件也能夠提升可靠性?！眲h青總經理表示，“拓米鉸鏈通過輕量化設計和選材，在折疊屏鉸鏈方面可以輕松做到30g以下?！?/p>

成本如何下降？

近一兩年，折疊屏手機的上量已經帶動了柔性產業鏈上游材料、工藝的演進。單看轉軸鉸鏈部分，主要仍然以推出折疊屏手機的品牌企業進行主導設計，此后再交由相關精密電子設備公司進行生產、驗證、測試、組裝。這一模式下，手機品牌商在技術研發上投入加大，會令其成本大增，加上并沒有規?；狭康那疤嵯?，成本必然會居高不下。

根據行業消息顯示，OPPO Find N鉸鏈為安費諾飛鳳通信，單個成本達到800元?！耙胝嬲屨郫B屏手機逐步從旗艦走向主流市場，拓米預估鉸鏈成本要下降到300元左右才合適?！睆堝泛撇┦空J為。

OPPO Find N （圖片來源：網絡）

要讓轉軸鉸鏈的成本有效下降，仍然需要從設計、開發、制造、組裝等各個流程著手，同時還需要有效整合上下游產業鏈的資源，實現規?；?。 以拓米為例，其從2018年底在成都應用研究院進行轉軸鉸鏈的立項，經過了超過3年的設計研發，截止目前，拓米在鉸鏈方面取得了包括內、外、上下折，不同形式的3折等形態的專利。 目前拓米內部已經建立了轉軸鉸鏈的模組設計庫，形成拓米自有的設計數據庫，以此可以大大縮短轉軸鉸鏈的設計周期。相比較以往為手機品牌廠商單獨設計開模，依靠數據庫設計模型，現階段只要給到相關的參數，拓米便可以在一周內完成細部設計，三周內交付手板樣。

“我們為鉸鏈手板樣品與模具制作專門成立了精密加工事業部，通過全進口高精密的機床，可以實現從設計、編程、加工、組裝等全流程一體化完成，能快速響應鉸鏈手板樣品與模具生產的制作能力，大大降低了手板樣的制作周期，在保證品質的前提下3周內完成手板樣的制作?！睆堝泛撇┦康莱霎斨械拿孛?。

此外，拓米的鉸鏈設計除了考慮到鉸鏈本身的運動外，還通過與國內各大柔性屏廠合作研發項目進行驗證，能讓柔性屏按照屏體自身最優的彎折曲線進行彎折。最后在設計仿真上，拓米針對鉸鏈運動軌跡是否符合屏體彎折要求，來判定部件本身強度是否足夠，壽命是否達到要求，目的是為了觀察屏體在不同鉸鏈設計方案中的應力情況，是否有鉸鏈機構頂到屏體，或是拉扯屏體的風險。

現階段拓米已經可以提供從鉸鏈設計建模、開發、制造以及組裝的全流程服務。以制造為例，其過程當中難點在于零件較小、精度要求高、公差累計較大、良率較低，另由于零件小和精度高的問題，組裝難度較大，實現自動化較困難，組裝產能低，這并不能單單從制造這一方面去解決，需要依靠設計、制造、組裝等方面進行綜合考量快速應對改善，把整體難度降低，最終把成本降下來。

下一代鉸鏈如何發展？

折疊屏是手機等終端進行形態創新的重要一步，鉸鏈是當中支撐的一環，那么未來鉸鏈設計會往什么方向發展？“更輕更薄?！睆堝泛撇┦炕卮?。 同時，劉漢青總經理認為，設計簡潔化可以用最少數量的零部件實現所有功能，進而帶動鉸鏈的輕量化，且鉸鏈一定要占整機的空間越小越好。具體來看，R值變小，機身變薄，且各項指標均需要追求極致。 “當內折R小于1.5mm，外折R小于3.8mm，那么鉸鏈的厚度會小于4mm，寬度小于20mm，那么整機的厚度完全能夠做到10mm以下，這將會提高便攜性，甚至對直板手機市場造成巨大沖擊，提高消費市場的接受度?！睆堝泛撇┦颗e例，“為了給整機外觀設計讓出最大的空間，鉸鏈還需要做到無邊框。以上都是下一代轉軸鉸鏈設計需要達到的門檻?！?nbsp;目前拓米除了擁有內折、外折鉸鏈設計外，還擁有三折，如Z型、C型的鉸鏈設計，同時針對屏幕卷軸也有相應解決方案，分別應用在手機和筆記本電腦上。

拓米鉸鏈方案 （圖片來源：網絡） 

拓米方面認為，目前水滴型的轉軸鉸鏈會是折疊屏手機的最優選擇，原因在于其搭配UTG玻璃使用情況下，可以進一步提高UTG蓋板的耐久性，并解決折痕問題，同時令折疊手機繼續變薄成為了可能。 據拓米方面介紹，為了讓轉軸鉸鏈重量繼續減少，在現有MIM+液態金屬+碳纖維的組合下，開發MIN+鈦合金組合，未來會往MIM+進口高強碳纖維邁進。在維持≥20萬次壽命測試的前提下，其重量能夠分別減少3.57g與8g。

折疊屏形態的創新規?；L口已至

當前各廠商均加速在折疊屏手機上的探索，三星已推出W/Galaxy Z Fold/Galaxy Z Flip三個系列的折疊屏手機，華為Mate X系列已迭代三款，小米、OPPO也推出了折疊屏手機。榮耀也在2022年1月推出首款折疊屏新品Magic V；預計vivo將在2022年初發布其首款折疊屏手機產品。2022年將會有榮耀/華為/vivo/小米等廠商或計劃推出迭代升級的折疊屏手機，安卓手機陣營會在今年齊聚折疊屏產品線，市場顯然會熱鬧非凡。

榮耀Magic V（圖片來源：網絡） 

此外考慮蘋果已申請折疊屏專利，預計蘋果未來也或將推出折疊屏手機，不過由于蘋果對于折疊屏的參數要求更為嚴格，目前還是處于預研階段，真正的量產機型可能會在2024或2025年發布?？偠灾?，以手機為代表的移動終端行業無疑正向著折疊等形態創新趨勢邁進。

隨著眾多品牌入局折疊屏手機市場，有利于讓折疊屏上下游軟硬件生態逐步完善。2022年折疊屏手機的銷量會進一步增加，隨著近兩年國內折疊手機著力于解決產品折痕、重量、應用等體驗方面的問題，加上供應鏈技術的成熟和產品成本的下探，將會逐漸解決其高昂的售價與技術體驗不成熟的痛點問題。CINNO Research認為，折疊屏智能手機機型將不斷豐富、價格持續下探。未來折疊屏手機產品形態或將以豎折為主，定價下探至5,000-8,000元檔位，面向大眾中高端市場。而橫向內折次之，定位高端商務市場，且以萬元左右檔位為主。

折疊屏手機成本下降后，終端價格已從1-2萬元下探至萬元以內，2021年12月發布的OPPO Find N折疊屏手機7699元的售價更是進一步將折疊屏手機價格與普通高端手機拉至同一區間。CINNO Research數據分析，2025年全球折疊屏智能手機銷量有望達5,740萬部，年均復合增長率CAGR達66%。未來近2~3年中國市場折疊手機將會迅速發展。 

站在2022年折疊屏手機推向規?；l展的上升期，拓米依靠專利技術儲備、快速建模能力、精密加工與組裝實力，形成了轉軸鉸鏈全流程服務體系，不但在折疊屏行業發展大潮中找準并構建自身的核心競爭力，而且能夠幫助產業突破折疊屏的創新困局，推動折疊屏往前發展普及。 劉漢青總經理表示，公司正快速擴充產能以應對市場需求，“現階段手板產能可達到30套每月，模具產能可達到50套每月，MIM件和機加工產能可達到10萬套每月，現有手動產線4條，預計組裝產能達到300K/M。預計2022年第四季度規劃建設無塵車間手動產線5條，半自動產線2條，可以達到半自動扭力預磨、測量，尺寸CCD全檢等，產線建成后預計組裝產能達到600K/M，可滿足未來市場的需求?！?/p>

除了手機以外，平板電腦和筆記本電腦，未來也都會往折疊的方向上發展。在可折疊的趨勢下，創新與規?；翱谝讶婚_啟，各類終端形態將會持續變化，而未來產業鏈如何發展，不妨拭目以待。