『壹』 盤點小米MIX4後面的黑科技供應商
李星
昨天小米掌門人雷軍在出貨量站上液搜巔峰之際,也舉辦了小米十周年的小米產品發布會,集核眾多智能手機領域黑 科技 一身的小米MIX4,成為了小米走向高端產品定音之錘!
下面就來盤點一下實現這些黑 科技 功能的主要供應商有哪些。
花5億打造地塊CUP OLED全面屏:供應商TCL 科技 華星光電
小米MIX的出身初衷,就是打造全面屏手機,並且加快了安卓的面板顯示技術適配優化進程,從這一點上來講,小米在智能手機的技術進步中,MIX為行業是做出了貢獻的。
與以往小米此前盡可能拉伸面板尺寸,更改面板裝飾框設計,讓面板顯示區域最大可能的占據手機前玻璃保護蓋板區域原理樣,小米還從最開始的幹掉手機額頭上的元器件區域做文章。
那麼移除上面的距離感測器、照度感測器、前置攝像頭、聽筒等,就是最簡單的辦法。這裡面移除聽筒小米此前試過屏幕發聲技術,但隨著後來蘋果推出聽筒立體聲技術加上虛擬環境發聲技術後,聽筒功能可以直接被上喇叭的虛擬聲道取代,直接從邊框出音孔束向發聲,前面板就不用再預留聽筒位了。
至於距離感測器、照度感測器,只要採用OLED顯示屏,由於屏幕本身有超過40%的透過率,所以直接放在顯示屏下面隱藏起來就能把所有的功能調試出來。
最難的其實就是把前置攝像頭給隱藏起來。
此前業界最早是盡量定製小尺寸攝像頭,但隨著前置攝像頭在視頻自拍、視頻直播等領域的需求加強,高像素和大尺寸感測器前置攝像頭功能也成了智能手機的剛需,因此縮小攝像頭尺寸很快就沒有了市場。
後來智能手機品牌為了解決這個問題,推出了包括升降攝像頭等類似的外置傳動攝像頭方案,讓攝像頭在需要的時候,從手機裡面或後面轉移到前面來拍攝,拍攝完成後,再重新隱藏在機身裡面。
這個方式的好處是前顯示面板設計完全可以自由發揮,完全不用考慮攝像頭的布置問題,還有一個好處是,可以把後置主攝攝像頭的專業攝影技術,全部應用到前攝上,上前攝成為真正的直播生產力工具。
但這種方式的缺點也比較明顯,就是前置攝像頭的機械傳動部分,要佔據智能手機機身的大量空間,這對於已經主度集成的智能手機設計來講,要犧牲智能兄汪手機最重的便攜性能,並帶來成本和可靠性的風險。
但不管怎麼講,外置前攝像頭這都將會是未來手機的一個重要發展分支,因為對前置影像的提升是最直接最佳的一個方案。
除了這些方案外,還有什麼辦法讓手機顯示邊界能最接近手機邊框邊界呢,一是把顯示屏做柔性,把顯示屏邊框彎折塞進邊框區域去,二是在顯示屏中間挖個孔讓前置攝像頭的進光窗口移到顯示區域裡面,不影響顯示屏的邊框設計,三就是把攝像頭也放到半透明顯示的OLED面板下面,通過演算法把OLED顯示屏的「窗紗」效果去除掉。
挖孔屏其實還是延續了定製前置小攝頭的一些缺點,所以挖孔尺寸和挖孔數量仍然是影響用戶體驗的因素之一。
把攝像頭放在屏下,其實在光學指紋識別上就已經實現,因為光學指紋識別可以在很大的成像面積感測器上,只抓取很少的幾百個特徵點就能完成識別,與前置攝像頭有成百萬到幾千萬像素解析度的像素麵積,而且還得實現顏色波長的真實重現,所以如何去掉OLED的「紗窗濾鏡「效應,提升攝像頭感測器的感光能力,就成了行業最難攻克的地方。
受半導體材料與晶元設計的限制,攝像頭感測器的技術,現在已經是行業的技術瓶頸了,提升起來十分困難,那麼行業最主要的努力方羨埋仔向就是如何改善OLED顯示屏的「紗窗濾鏡「!這就是靠OLED面板廠提供技術支持。
小米MIX早前可能也對處理頭顯OLED顯示有些輕視,據李星了解,小米雖然調拔了超百名工程師支援,拔了一個億經費來攻堅,最後的結果,還是在TCL 科技 華星光電的配合下,迭代了三次,才得到現在效果。小米把支持屏下攝像頭技術的這首款量產OLED顯示屏取了個名字叫CUP全面屏——Camera Under Panel。
小米在迭代三次後,採用了包括高透過率屏幕設計、高解析力屏幕設計、底層顯示演算法設計、屏下前攝演算法設計等60餘項專利技術。這些技術裡面,涉及到是OLED的像素麵積縮小與排布設計,驅動線路透明化,OLED光學結構材料的光學膜層設計,光路糾正演算法,光波長補償設計,攝像頭像素插值優化,像素復制與融合演算法優化,等等一系列的繁雜工作,據李星從業界了解的信息顯示,其中每一項的調試,可能就是OLED面板產線的工裝治具與生產工藝的大調整,這對於面板廠的試產成本的轉線成本來說,其實小米這5個億花得太值了。
都已經在一塊小小的攝像頭區域花了那麼大的精力了,所以小米CUP全面屏再採用目前行業最成熟的其它頂級OLED顯示技術也是很正常的了。2400*1080的全屏400PPI高像素密度、120Hz的高刷新率,以及480Hz的高觸控報點率,配康寧微晶玻璃蓋板這些,都是行業里高配技術。當然,還有成熟的OLED屏下超薄指紋識別技術。
不過屏下攝像頭技術,還只是實現了可以使用,遠還沒有達到與真正攝像頭的水平,這一點仍然需要行業努力。小米也在官網上表示,因小米CUP全面屏對自拍光線有一定阻礙,需通過後處理演算法校正和優化,故自拍成像與預覽將會有畫質差異,實際效果因具體拍攝條件而存在區別。
全新的陶瓷背板和金屬中框:供應商比亞迪
陶瓷背板技術也是小米MIX的傳統特色,但之前的陶瓷背板,也是小米MIX用戶體驗的一個短板,因為太重和太容易碎,如果帶上套來配陶瓷背板,那跟塑料機殼還有啥區別。
所以小米MIX這一次繼續升級了陶瓷背板工藝,從李星了解的信息顯示,這次小米在供應商上選擇了手機結構件代工業務強勁的的比亞迪。
小米MIX 4背面則採用一體化精密陶瓷,輕量化陶瓷工藝,重量減輕30%,擁有陶瓷白、陶瓷黑以及影青灰三種配色,整機重量 225g,厚度僅8.02mm。比亞迪電子作為小米MIX 4輕量化一體精密陶瓷背板的主力供應商及金屬小A殼(金屬前殼)的獨家供應商!
小米MIX 4的背板採用了更為復雜的精密陶瓷一體成型工藝。比亞迪電子技術團隊經過長達半年的 探索 、改善,依託強大的精密加工能力,用 科技 挑戰前所未有的工藝,打造出渾然一體的機身,質地更高貴、色澤更圓潤。比亞迪在陶瓷背板技術上,早就參與了小米MIX 2S、MIX 3、11 Ultra等多款陶瓷手機精品,雙方還共同創立了聯合實驗室,因此這次技術迭代成功,也是比亞迪多年技術的積累。
小米此前的陶瓷背板供應商還是三環和藍思,由於陶瓷加工工藝屬於標准工藝,只要研發成功就規模復制,但復制產能的投資比重較大,所以在供應鏈上一般是以產能匹配來分配訂單。
據發布會上雷軍表示,小米MIX 4所使用的納米氧化鋯陶瓷經過了1300度、誤差在正負5度之內的三次煅燒,實現了比傳統陶瓷輕30%的技術突破,也有效解決了此前一體式陶瓷機身密度大、重量更重的缺點。實現了「究極堆料」與握持手感之間較為完美平衡。
為實現小米MIX 4的一體化效果,比亞迪電子還首次開發並運用金屬小A殼(金屬前殼),優化天線性能的同時,完美隱藏了天線的隔斷條。超薄的金屬面搭配8個天線隔斷槽極易變形、開裂,這對平面度提出非常大的挑戰。為改善平面度,比亞迪電子技術團隊驗證方案達20多種,持續攻堅克難,提升良率,再篩選精度高且穩定的精雕機雕琢外觀,降低刀紋,減少拋光量,最終呈現出刀紋細膩、高亮精美的細節之美!
均質熱板減重,力壓石墨烯散熱片:供應商墨睿 科技
蘋果最早把石墨烯散熱片帶到電子產品中,其最大的特點就是最小的熱容體積能實現最快的熱管理效果,而且可以大面積柔性貼覆,施工簡單,均熱面積可以拓展到面積最大,迅速把熱量帶到非熱量影響區去,實現對熱敏感元器的保護。
但石墨烯由於原材料分子結構設計和加工水平的限制,所生產出來的產品品質幾乎相差千萬里級別,甚至遇到品質控制不好的時候,還成為熱管理中系統中的集熱板,會破壞產品的熱管理系統,一度被業界笑稱為「偽 科技 「。
此次小米重新採用石墨烯來替代業界更保險的金屬VC均熱板,主要是小米通過產業基金,自己投資了一家上游供應鏈企業,墨睿 科技 。
小米利用墨睿 科技 的石墨烯燒結技術,推出石墨烯「冰封」散熱系統,行業首發3D石墨烯均熱板,厚度為280微米,面積達到1232 mm2 ,覆蓋主板核心發熱區域。總散熱面積高達11588 mm2,大幅提升散熱效率。這塊3D石墨烯均熱板散熱性能與VC均熱板相當,重量僅為VC均熱板的一半,柔性好、可加工性強,成本比VC均熱板低等優勢。
潛望攝像頭和自由曲面鏡頭:供應商舜宇光學 科技
MIX 4此次在影像方面的技術突破僅限於屏下前攝,後置三攝模組在用料上同樣也不簡單。有1億像素1/1.33英寸的大底主攝、有800萬像素的潛望式5倍長焦鏡頭、有主攝和長焦的雙光學防抖,據李星了解,MIX 4還首次配備了帶有自由曲面鏡片的120度、1300萬像素超廣角副攝。
首先在「望遠」能力上,MIX 4具備最大50倍的變焦拍攝能力。5倍變焦之前的焦距應該都是由1億像素的光學防抖主攝負責,而自5倍之後,則交由潛望式防抖長焦副攝進行「接力」。同時在光學防抖機構和驍龍888+的加持下,「望遠」時也能夠很輕松地手持拍攝,絲毫不需要擔心抖動、模糊的問題,真正在往專業相機水平靠擾。
這一次舜宇光學 科技 不但為小米MIX4帶來了成熟的潛望攝像頭鏡片技術與模組加工技術,還為小米MIX4帶來的廣角自由曲面鏡頭技術。舜宇光學 科技 的自由曲面鏡片相比於普通超廣角鏡頭最大的好處——極強的抗畸變作用,成像效果將普通鏡頭20%的畸變率大幅降低至1%左右,如此輕微,肉眼幾乎無法察覺。
鏡頭畸變是一種像差,對畫面的清晰度並無影響。只是畸變的物體影響觀感,也失去了真實度。在傳統攝影時代,消除畸變的方法,主要是利用 PS 等修圖工具,進行畸變矯正。這往往能取得不俗的效果。但在手機攝影時代,人們更希望簡化攝影的程序,減少後期修圖的繁瑣。於是手機廠商們開始鑽研消除畸變的演算法,力圖在成片時自動修正畸變。
自由曲面鏡頭是手機鏡頭中一個妥妥的黑 科技 ,是一片鏡片的表面為獨特的不規則自由結構,它可以將邊緣部分沒有均勻投射的光線校正,讓外界進來的光線可以垂直打到感測器上,從而從根本上解決超廣角的畸變問題(圖1普通鏡頭,圖2自由曲面鏡頭,)。對精度、材料、加工工藝要求極高,要達到頭發絲的1/100以內的精度,加工難度大,所以成本非常高。
自由曲面鏡頭通過光學硬體抑制畸變,理論上比軟體演算法更為穩定。尤其在拍攝視頻時,演算法實時矯正畸變比較困難,這時自由曲面鏡片的硬體優勢就顯現出來了。
更重要的,則是自由曲面鏡片輕巧的特性,為手機攝像頭模組設計,帶來了更多空間。通過引入自由曲面,可以使光學系統的結構變得更緊湊,重量更輕,光學元件數量更少。所以在相似的體積下,自由曲面的應用,可以讓攝像模組的空間利用率更高,這對於高度集成的智能手機設計來說,無疑是妥妥的福音。
實際上,自由曲面鏡片不止應用在眼鏡行業,與光學相關的醫療、投影、印刷掃描等領域也有使用。而光學照明領域的應用更為廣泛,自由曲面設計可顯著增強照明的均勻性。
從上面的描述可以看出,自由曲面鏡片對減少像差,即減弱畸變,有極佳的效果。對於飽受超廣角畸變困擾的手機廠商來說,無疑是一個值得借鑒的設計。
不過,由於手機攝像頭模組的體積有限,內部元器件堆疊復雜,所以對自由曲面鏡片的設計與加工工藝,提出了很高的要求。
不過,自由曲面鏡頭加工良率低,工藝復雜、設備昂貴,因此成本相對較高。目前搭載自由曲面鏡頭的手機還比較少,且只有畸變問題最嚴重的超廣角才配享有。
如果後續舜宇光學 科技 在這方面繼續發力,把自由曲面鏡片的成本降低下來,無論是主攝鏡頭還是長焦鏡頭,都有可能會應用上自由曲面技術。抑制畸變的同時,還有更多空間堆砌光學系統。
最後,小米MIX4在虛擬SIM卡手機安全和近場通訊增加UWB應用上,都進行了加持,在系統內存處理機制上也研發的液態存儲技術消除碎片化卡頓,以及超快充電等,讓這款手機近量貼近高端用戶的使用體驗。
產品越來越「傻瓜」,不再體現「用戶折騰發燒」,而是「用戶無感體驗發燒」 升級,MIX4正式成為了小米走向高端智能手機的定音之錘!