讚歎！從iPhone 4到6看蘋果的工藝進化史

PCM.DSD

iPhone 4、4S、5、5s和6一路走來工藝有什麼進步？又處在同時期的什麼水平？
這裏就闡述一下幾個手機在設計和製造工藝上的一些差異。


這5個型號概括起來就三個外觀：
iPhone 4的三明治夾心設計。
iPhone 5的三段式鋁合金一體成型。
iPhone 6的全金屬一體成型設計。

現在回過頭來看，這三代手機的設計幾乎引領了全球手機設計的風潮。無論是材質、設計還是製造工藝，有些甚至連外觀都依葫蘆畫瓢。

先說iPhone 4，對於iPhone帶來的驚艷震撼，第一次是07年的iPhone橫空出世，原來智慧手機可以這麼做；第二次是iPhone 4的發佈，原來智慧手機可以做得這麼漂亮。


iPhone 4的一個顯著特點是採用了CNC不銹鋼邊框，前後配上玻璃，讓整機有了一種硬朗、堅固、簡潔之美。雖然第一代iPhone和後面兩代都用不銹鋼做邊框，但是不同的是iPhone 4的不銹鋼邊框是整個手機構造的核心和骨架，螢幕、電池主板以及其他配件都是固定在骨架上面，是為了實現ID和結構設計的基礎。

要談論這個iPhone 4的製造工藝之前，先追溯一下它的兄弟產品Touch系列。
蘋果對產品的一體化追求已經到了深入骨髓的地步，在Touch 3 上面，就用了壓鑄一體成型的不銹鋼後蓋。


由於Touch上面沒有蜂窩網路要求，能夠做到更加完整的一體性，從內部來看，其實這個後蓋的工藝並沒有iPhone 4那麼複雜。首先，它是一快鋼板壓鑄成後蓋的樣子，在內部固定主板等零件的構造上採用單個不銹鋼小元件，然後通過鐳射點焊跟後蓋連接。


到了跟iPhone 4同時期的Touch 4上面，依舊是一塊不銹鋼壓鑄成型，不一樣的是還加入了注塑成型來實現複雜的內部構造。
但是在iPhone身上，蘋果的要求顯然比Touch要高，並且要考慮到信號問題，做起來也沒有Touch那樣得心應手。

iPhone 4的不銹鋼邊框的製造難度，無論是它的結構複雜度還是加工精度，現在看來依然是頂級水平，沒有超越者。
在不銹鋼邊框內部構造上，並沒有像Touch系列一樣通過點焊來實現，而是由CNC直接在邊框上切削出形狀，工藝複雜度可想而知。


舉個例子，上圖中的幾個紅框標示處，上面那兩個小框框，也就是CNC倒鉤，是用來卡住手機背部那塊玻璃。中間那個是螺紋柱，要先在邊框上CNC出一個圓凹槽，然後鐳射點焊焊接，這麼做這個螺柱是要來固定螢幕。最下面的紅色長條框是把中間的不銹鋼片鐳射電焊連接。

最右那個是天線隔斷注塑，現在看來滿大街都是這樣的注塑條，這個是蘋果的首創，注塑材料是一種質地非常堅固的工程塑料，邊框切斷後通過這種注塑材料來連接，又能保證信號。所以，現在滿大街的金屬邊框手機都要感謝蘋果在材料學方面的探索，而不是在發佈會上嘩眾取寵說我的注塑比你更好。

iPhone 4的結構強度非常高，不銹鋼材質本來就很堅固，然後前面板是通過螺絲固定在不銹鋼邊框上，玻璃背蓋通過卡扣卡在不銹鋼邊框上，主板也依附在中間的不銹鋼片上，你在iPhone 4上面很少看到塑膠件和用膠水粘合的地方。

iPhone 4對後續的手機市場影響非常巨大，以至於消費者都有了一種審美慣性，只要是前後玻璃，中間邊框的手機，都覺得好看。最終是，你做到了比它更大，你做到了比它更輕，你做到了比它更薄，但再也沒有誰做到了它在工藝和結構上面的水準。
蘋果產品在ID和結構設計上，不難發現它遵循的是化繁為簡，統一、完整、堅固、優雅。

iPhone 4的三明治設計，包括了前面板、不銹鋼邊框、不銹鋼鋼片、玻璃後蓋四個大組件。顯然，這並不是蘋果的最終追求，時過兩年，蘋果帶來了iPhone 5。

那晚我也看了發佈會，也跟著吐槽了蘋果的創新匱乏，這不就是一個拍扁拉長的iPhone 4麼，等了兩年你就這點能耐啊。當我後來漸漸接觸到iPhone 5/S後，拆也拆了，才發現，這是迄今為止最精緻的iPhone ，沒有之一。

在製造工藝上，相比iPhone 4又有哪些進步呢？


最大的進步是蘋果終於把Unibody技術運用到了手機上，手機外殼全CNC加工。

在手機製造裏面，這應該是首次這麼幹。蘋果牛逼之處就是在於它不用去看別的手機是怎麼做，用什麼工藝，它一直在手機上探索運用一些新的工藝，這些工藝並不是突然冒出來的，之前本來就有，但是蘋果卻可以不計成本的按照設計需要來執行，這就是為什麼蘋果一直獨領風騷。

初看上去，外觀上面延續了4的風格，但是結構和工藝完全變了，Unibody讓機器直接變成了兩個部分：螢幕和外殼。再細說一點就是背部的三段式，上下兩部分是陶瓷玻璃。這符合了蘋果追求極簡的風格，同時Unibody可以讓機器做得更薄，但也對機身內部構造提出了更大的要求，信號問題也更難處理。


外觀上面相比4變得更加精細，這種精細體現在無處不在的高光倒角上面：邊框上下邊倒角、按鍵高光、底部揚聲器孔倒角、不銹鋼耳機和閃電介面倒角，甚至連底部兩顆螺絲的密紋高光都不放過，這些全部通過CNC精雕實現。

背部LOGO、iPhone 字樣都通過特殊的陽極氧化，加上上下兩端的玻璃，配合蘋果對精度的高要求，所以無論你哪個角度觀看這部手機，都透露出一種精緻的氣息。

說回製造工藝，Unibody的設計必然付出昂貴的CNC加工成本，產能也難以提升。需要代工廠購置更多的機床，這方面蘋果甚至是給代工廠購買機器，扶持對方實現自己的產能需求，有時候為了實現要求，直接把供應商給收購。


跟4的不銹鋼框架不一樣，5的整體都是圍繞著Unibody後蓋來展開，這個後蓋需要CNC出來安放主板、攝像頭、尾插排線等細小構造，例如螢幕總成則依舊通過卡口卡在機身上，做手機的都知道，卡口是很難控制好精度的地方，大多數的做法是通過膠水解決。

在一樣用Unibody的Touch 5和iPad mini上面，螢幕是通過膠水跟機殼粘合，在iPhone 5上，蘋果也可以這樣做，但是這樣做就是對結構的妥協，但是大部分廠商都是通過膠水粘合，即能做到精度又能省事。

我們再來看看iPhone 5之後其他Unibody手機是怎麼做的。


這是HTC ONE M7，當時風靡一時，通過拆解可以看到，它的Unibody後蓋上面邊緣是有一圈注塑，還有膠水，而且，它的後蓋就只是一個後蓋，主板等全部依附在螢幕那邊，在結構複雜度上面先比iPhone 5略遜一籌，說白點就是這樣做更簡單，但是M7的背部弧線也是一個CNC難點，如何讓弧線平滑過渡需要付出多一點工時。


再來看看ONE系列的第二代M8，這一代有了進步，變成了全金屬，雖然捨棄膠水改用卡扣，但是仍舊只充當後蓋。不過放眼全球，它也是第二好的Unibody設計了。

說到iPhone 6了，當我看到iPhone 6的諜照的時候，我不相信這是蘋果的設計，這粗壯的天線條成了大家集體吐槽的焦點。


跟5對比發現，它把iPhone 5後背的陶瓷玻璃都剔除了，手機外觀就剩兩個大組件：螢幕和機身。原來這才是真正的全金屬，這也是蘋果追求一體性的極致體現吧。


蘋果兩年做一個ID，這兩年裏面，也許出了上百種設計，最後選擇這種設計，也有它堅持的理由，手機越來越大，再延續之前四平八穩的ID，顯然有點不適合持握，現實生活中我們接觸的物件裏面，方正的東西占絕大多數，這樣的設計是更討喜，也更符合人們的心理預期，但如果蘋果依舊把iPhone 6做成5的樣子，做更薄，出來的效果必定會比現在的樣子好看，但是那樣怎樣，那只是一種保守的設計。

所以，蘋果必須拿出一種全新的設計來挑戰自己。


改變風格後的iPhone ，從方到圓，機身變大，做成弧形的邊框利於握持。這樣還不夠，蘋果把螢幕也要做成大2.5D與邊框相匹配，做到手機的側面中心對稱這沒什麼，iPhone 4以來很多手機都可以做到，但是在弧形邊框上要做到幾乎完美對稱，目前還沒發現比iPhone 6更好的了。

弧形邊框的CNC加工難度比5的直面要更難，我覺得最難的是螢幕的弧形跟邊框弧形的匹配問題，要把這條弧線做到不斷層，就是弧線順暢過度，這對於組合件來說難度太大了。


沒有靚眼的高光邊，沒有了方正的外形，看上去必然是沒有了iPhone 5的精緻感。更要命的是還有突出的攝像頭、過粗的注塑條。如果說iPhone 5是方正、規整、閃耀，那麼iPhone 6相對低調、內斂、華實。


單論製造難度的話，iPhone 6的難度是要大過5的，它要克服信號問題，6支援的頻段比5要多，但是卻把5上面的玻璃去掉了，完全的一體金屬，還加入了NFC功能，這些對機身的設計提出了嚴重的考驗。

現在市面上也有了一大堆把邊框做成弧形，正面一樣2.5D玻璃，有的也在背面貼個2.5D玻璃，出來的成果也只是材料的堆疊而已，從來沒有哪一部手機做到了iPhone 6這樣的渾然感，哪怕兩部手機的價錢一樣。

後記：
這三代產品裏，iPhone 4最為堅實，iPhone 5顏值最高，iPhone 6更像是成熟之作。通過迭代發現，蘋果一直在一體化金屬機身上面前進，iPhone 4的邊框到iPhone 5的金屬機身，最後iPhone 6更徹底的全金屬，制約蘋果的只有信號問題。

最後想說的是，當外界在誇讚以喬納森為首的蘋果工業設計團隊的同時，也請給他們優秀的結構工程師和射頻信號團隊一點肯定。