和往年一樣，郭明錤在 6 月到來前就把新 iPhone 從產(chǎn)品到銷量預(yù)測了個(gè)遍，除了還沒摸到實(shí)物外，我們對(duì)這個(gè)既陌生又熟悉的產(chǎn)品幾乎沒有懸念。

　　上周，郭明錤公布了一份關(guān)于蘋果天線供應(yīng)商的業(yè)務(wù)報(bào)告，預(yù)測蘋果將在今年下半年把天線軟板供應(yīng)商從目前的嘉聯(lián)益轉(zhuǎn)為臻鼎、東山精密與臺(tái)郡三家。

　　而出于工藝成本和良品率的原因，新 iPhone 的天線軟板材質(zhì)也會(huì)從目前的 LCP（Liquid Crystal Polymer）逐步轉(zhuǎn)為成本更低的 MPI（Modified PI）。

　　目前，iPhone XS Max、iPhone XS 和 iPhone XR 均采用多天線的布局。在 iPhone XS Max 的中框上，我們能找到 6 根天線，它們各司其職有著不同的分工，而在機(jī)身之下，它們連接著 LCP 軟板，和手機(jī)主板實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

　　通訊革命改變手機(jī)形態(tài)

　　手機(jī)從最初的大哥大到今天經(jīng)歷了數(shù)十種形態(tài)發(fā)展，但在變化的背后始終離不開通訊技術(shù)進(jìn)化的因素。

▲Motorola DynaTAC. 圖片來自：Motorola Blog

　　而在過去數(shù)十年的發(fā)展中，手機(jī)信號(hào)頻率從 MHz 迭代到了 GHz；用于收發(fā)信號(hào)的物理天線從機(jī)身以外隱藏到邊框以內(nèi)，數(shù)量也從一根變成了今天的數(shù)條。

▲ 1G~5G 網(wǎng)絡(luò)及各功能通訊波段. 圖片來自：中銀國際證券報(bào)告

　　我們常在路由器、對(duì)講機(jī)上看到的天線其實(shí)和過去 1G、2G 時(shí)代的手機(jī)有點(diǎn)相似，在手機(jī)通訊的萌芽階段，1G 網(wǎng)絡(luò)的頻段只有 800MHz，發(fā)射頻率低、波長較長。因此初代手機(jī)天線往往會(huì)被設(shè)計(jì)在機(jī)身外部，讓信號(hào)收發(fā)效率更高，從而讓手機(jī)和基站聯(lián)通實(shí)現(xiàn)通話。

▲ 圖片來自：CBS News

　　當(dāng)然了，想讓手機(jī)打得出電話，前提是需要給手機(jī)接上那根 5~10 厘米長的天線，所以初期的手機(jī)就像一塊板磚。在 90 年代的電影中，大哥大一度是富豪身份的象征，一來它不是普通百姓所有，二來它大得足夠夸張。

　　不過如果你對(duì)早期手機(jī)還有印象的話，除了大哥大，相信你也會(huì)記得這兩種天線樣式的手機(jī)：

硬直螺旋天線，鞭式拉伸天線。

▲ 采用鞭式設(shè)計(jì)的 MotorolaStarTAC 85. 圖片來自：PCmag

　　這兩種手機(jī)是我對(duì)手機(jī)這一產(chǎn)品的最初認(rèn)知（暴露自己是個(gè) 90 年代人了），此時(shí)手機(jī)通訊已經(jīng)邁入 2G 的 GSM / CDMA 雙模時(shí)代，頻段支持也從單一 800MHz 擴(kuò)展到了 800MHz~1800MHz 。

　　其原理和前面的大哥大外置天線一樣，得益于頻段提升縮減了信號(hào)波長，2G 時(shí)代的天線得以隱藏到機(jī)身內(nèi)部，繼而讓手機(jī)變成真正意義上「一手掌握的機(jī)器」。

　　1999 年，諾基亞發(fā)布了全球第一臺(tái)內(nèi)置天線手機(jī)——諾基亞 3210。這款手機(jī)在當(dāng)時(shí)就像一股清流，它一改了手機(jī)過去天線外露的形態(tài)，刷新了大眾對(duì)當(dāng)時(shí)手機(jī)形態(tài)的認(rèn)知。

　　更關(guān)鍵的是，沒有天線的手機(jī)更輕巧也更好看。

　　手機(jī)變得好看或許不全是天線的功勞，畢竟隨著通訊基建逐步完善，基站覆蓋量翻倍，手機(jī)也沒必要再將天線暴露于外，所以我們也要把這些綜合因素計(jì)算在內(nèi)，如果說天線完全改變了手機(jī)形態(tài)，那未免說得有點(diǎn)夸張。

　　但不可否認(rèn)的是，天線對(duì)手機(jī)往后發(fā)展也的確存在決定性作用，尤其在手機(jī)成為人類萬物互聯(lián)起點(diǎn)的今天，天線布局對(duì)手機(jī)的設(shè)計(jì)和交互起到了體驗(yàn)上的影響。

　　我們常說基帶，但也別忘了同樣重要的天線

　　「多天線」起源于 3G，普及于 4G。

　　此時(shí)手機(jī)的通訊頻段已經(jīng)從過去的 800MHz 提升至 1800MHz~2100MHz，也就是我們目前常用的通訊頻段，而天線的尺寸也被控制在 4 厘米以內(nèi)。

▲ iPhone 4 擁有兩條不同分工的天線，它們分別承擔(dān) WiFi、GPS 以及日常通訊任務(wù)。

　　新一代通訊技術(shù)革命推進(jìn)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和 App 發(fā)展。此時(shí)手機(jī)能做到的也不單只有簡單的通訊，諸如 GPS、WiFi、藍(lán)牙連接功能都在手機(jī)里同時(shí)發(fā)芽，顯然過去的天線布局不能滿足這些需求，因此多天線協(xié)作就有了存在的必要性。

　　不過盡管「多天線」能解決手機(jī)功能協(xié)作的問題，但廠商從 1 到 X 的邁進(jìn)，也并非一路暢通。

▲ iPhone 4 的死亡一握，成為了這款產(chǎn)品永遠(yuǎn)不被忘記的烙印。

　　一個(gè)廣為人知的例子是，蘋果曾嘗試在 iPhone 4 的不銹鋼中框通過注塑工藝安裝雙外天線，從而避免金屬對(duì)信號(hào)的干擾，讓手機(jī)擁有金屬和玻璃機(jī)身同時(shí)，也能讓手機(jī)的通話、GPS、藍(lán)牙等功能正常運(yùn)作。

　　然而好景不長，由于 iPhone 4 的兩根注塑天線分為上下兩部分，位于下部的外天線恰好是用戶最容易觸碰的地方，當(dāng)用戶手握手機(jī)時(shí)，手機(jī)往往會(huì)因?yàn)橛脩羰终普趽跆炀€而導(dǎo)致信號(hào)大幅衰弱。

　　iPhone 4「死亡一握」的說法便由此而來。

　　▲ iPhone 4s 對(duì)比 iPhone 4（天線設(shè)計(jì)）. 圖片來自：AnandTech

　　當(dāng)然解決辦法還是有的。在之后的 iPhone 4S 上，蘋果在機(jī)身增加了天線數(shù)量，從 iPhone 4 的 2 條增加為 4 條，并且還加入了天線切換策略——當(dāng)用戶在手握設(shè)備天線區(qū)域時(shí)，手機(jī)會(huì)自動(dòng)切換到信號(hào)最好的天線，如此類推，從而避免再次出現(xiàn)死亡一握的尷尬情況。

　　時(shí)至今天，「多天線」設(shè)計(jì)和智能切換仍被廣泛應(yīng)用，而且根據(jù)不同的產(chǎn)品特性，手機(jī)廠商也會(huì)對(duì)手機(jī)天線進(jìn)行不同的變形。

▲ 黑鯊手機(jī) 2 天線布局簡介

　　前段時(shí)間黑鯊發(fā)布了黑鯊手機(jī) 2，這款手機(jī)號(hào)稱采用「交叉天線 + 側(cè)天線」的方案，從而避免用戶橫向握持手機(jī)時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性造成的影響；而榮耀的 V20 也在 V 型天線的基礎(chǔ)上增加側(cè)天線排列，同樣也是為了避免用戶握持手機(jī)時(shí)對(duì)信號(hào)的影響。

　　諸如以上兩個(gè)品牌針對(duì)產(chǎn)品而定制天線的廠商有不少，但他們的目的也是同樣為了優(yōu)化手機(jī)信號(hào)。雖然我們提及到信號(hào)問題時(shí)往往會(huì)說到基帶，但其實(shí)天線對(duì)手機(jī)信號(hào)也起到了決定性作用。

　　今年蘋果在 iPhone XS 系列和 iPhone XR 上采用了英特爾供應(yīng)的 XMM7560 基帶。不巧在蘋果換上新基帶后，iPhone XS / XR 都出現(xiàn)了信號(hào)不佳的尷尬情況，公眾便自然將矛頭指向了基帶供應(yīng)商英特爾。

　　不過對(duì)于 iPhone XS 的信號(hào)問題，除了基帶，在網(wǎng)絡(luò)上也存在另一種說法：

　　個(gè)人簡介為「華為天線工程師」的網(wǎng)友 l.2016 在去年的知乎提問中曾提出，iPhone XS 的信號(hào)問題根本，其實(shí)是來自于蘋果第一次使用的 4*4 MIMO 天線（手機(jī)收發(fā)信號(hào)主要由三部分構(gòu)成：基帶、射頻、天線），而導(dǎo)致蘋果冒險(xiǎn)使用 4*4 MIMO 的原因，很大一部分是來自于通訊運(yùn)營商的壓力。

今年是 iPhone 第一次做 4*4 MIMO。所以可以在外觀上明顯可以看出多開了 2 條縫，就是為了多加 2 個(gè)天線，從原來的 2*2 升級(jí)到 4*4。很不幸的是增加天線不是多開個(gè)槽就可以多做一個(gè)天線這么簡單。4*4 MIMO 天線同頻工作時(shí)的隔離度是非常難搞定的。同時(shí)原來的天線體積也會(huì)變小，導(dǎo)致性能下降。大家現(xiàn)在只關(guān)注到 lte 信號(hào)不好，其實(shí)頂部的分集，GPS/WIFI 天線性能也是變差了。——知乎網(wǎng)友「l.2016」在《如何評(píng)價(jià) iPhone XS 系列手機(jī)信號(hào)不佳》的提問回答

　　l.2016 在之后的回答中補(bǔ)充，由于 iPhone XS 能在 4 個(gè)天線中自動(dòng)切換，因此信號(hào)問題可能能在之后的軟件優(yōu)化中改進(jìn)。另外由于天線的涉及領(lǐng)域較廣，因此信號(hào)問題的觀點(diǎn)他僅以個(gè)人的射頻知識(shí)推論。

為了迎接 5G，廠商要做的并不只是排天線

　　雖然目前沒有任何一家權(quán)威機(jī)構(gòu)能為 iPhone XS 的信號(hào)問題定論，但在郭明錤這份報(bào)告中，他認(rèn)為 iPhone XS 目前在用的 LCP 天線不但提高了單機(jī)成本，而且也影響了手機(jī)在某些場景下的收發(fā)效能。

目前由于 MPI 在 4G 和 LTE 頻段中的無線效能表現(xiàn)已經(jīng)不輸 LCP，但 MPI 的生產(chǎn)和成本比 LCP 更具優(yōu)勢，因此我們預(yù)期大部分的新款 iPhone 天線軟板將舍棄 LCP 改用 MPI 材料。

▲ iPhone XS 各天線分工（包括 2.4G/5G WiFi、高頻天線等）. 圖片來自：GeekBar

　　不過考慮到 MPI 材質(zhì)在初期的產(chǎn)能，郭明錤預(yù)估新 iPhone 依然會(huì)在一定比例上繼續(xù)使用 LCP，從天風(fēng)國際去年公布的這張預(yù)測圖能看到，相比于目前的 iPhone XS / XR，「2H19」的 iPhone 將會(huì)采用 MPI + LCP 的組合天線結(jié)構(gòu)。

　　廠商要考慮 MPI 不無道理，雖然 LCP 天線是目前先進(jìn)且被廣泛使用的天線方案，但相比于傳統(tǒng)的 PI 材質(zhì)，一臺(tái) iPhone 的 LCP 天線成本約 6~10 美元，這要比傳統(tǒng)的 PI 材質(zhì)成本高出數(shù)倍。

　　與此同時(shí)，LCP 天線也存在工藝復(fù)雜、良品率低的技術(shù)問題，考慮到蘋果對(duì)供應(yīng)鏈的議價(jià)能力有限，因此物料成本僅為 LCP 天線 70%、中低頻段性能和 LCP 接近的 MPI 便有了價(jià)格優(yōu)勢。

　　▲ LCP 材料表現(xiàn)突出，但 MPI 擁有接近的性能和一定的價(jià)格優(yōu)勢。

　　另一方面，在 Sub-6GHz 和 mmWare 毫米波（3~5GHz；20~30GHz）兩種 5G 頻段下，手機(jī)必需要更多的天線去處理高頻傳輸?shù)耐掏拢@便需要更高的成本去布置 6 條甚至更多的天線，而在 MPI 的中低頻效能追上 LCP 這個(gè)大前提，同時(shí)也出于對(duì)制造成本和售價(jià)的控制，廠商選用成本更低的 MPI 和 LCP 混搭布局，也并非絕不可能。

　　假若按照天風(fēng)國際公布的這個(gè)邏輯猜想，若下一代 iPhone 會(huì)采用組合天線的方案，那么手機(jī)可能會(huì)通過天線切換策略在低中高頻段自動(dòng)切換天線：當(dāng)手機(jī)用到 2G 中低頻段時(shí)，首選會(huì)用 MPI；而當(dāng)手機(jī)在大流量網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，會(huì)選擇 LCP。

　　▲ 2H19 iPhone 混搭天線方案設(shè)想. 圖片來自：天風(fēng)國際

　　當(dāng)然，要迎接 5G 的到來，手機(jī)廠商也并非只增加天線就能完成任務(wù)，和網(wǎng)路關(guān)聯(lián)的還有基帶、處理器等核心零件，而更大的信息處理能力往往也需要更大的電池支持，電池容量又和手機(jī)的大小體積掛鉤。

　　所以在 5G 這個(gè)節(jié)點(diǎn)到來之前，我們可見的是，智能手機(jī)的內(nèi)部設(shè)計(jì)正出現(xiàn)著變化。

　　vivo 在去年發(fā)布了首款支持 5G 網(wǎng)絡(luò)的概念手機(jī)APEX 2019，這款手機(jī)的獨(dú)到之處并非只是支持 5G，而是 vivo 在這款手機(jī)內(nèi)采用了立體堆疊設(shè)計(jì)的主板。

　　利用手機(jī)的縱向立體空間，新增加的 5G 模塊被設(shè)置在主板上方，這樣做的目的能將主板面積縮小 30% 的同時(shí)，也增加了 20% 的布板面積，繼而保障手機(jī)擁有大容量電池來支撐手機(jī)的 5G 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作。

▲ 三星 Galaxy S10 5G 版同樣采用了復(fù)式主板設(shè)計(jì). 圖片來自：TechInsights

　　與此同時(shí)，我們在 5G 版的 Galaxy S10 手機(jī)上，也能看到類似的主板設(shè)計(jì)。但無論是 vivo 還是三星，它們都將面臨手機(jī)散熱問題的考驗(yàn)，因此「薄」將不會(huì)再是廠商在 5G 時(shí)代的首要設(shè)計(jì)追求，網(wǎng)絡(luò)能力和散熱是他們短期內(nèi)的追求目標(biāo)。

　　智能手機(jī)實(shí)際上只是通訊革命下受影響最大的一種產(chǎn)品，在 5G 到來后，諸如平板電腦、筆記本電腦等電子設(shè)備的設(shè)計(jì)、工藝，甚至定價(jià)都會(huì)因?yàn)橄乱淮ㄓ嵓夹g(shù)的出現(xiàn)而有不同程度的變化。

　　總體而言，新一代通訊技術(shù)的出現(xiàn)正推進(jìn)著電子行業(yè)的巨輪往各方面突破，諸如主板工藝、天線設(shè)計(jì)、電池續(xù)航、對(duì)供應(yīng)鏈的把控力等等等等，顯然廠商接下來要迎接的挑戰(zhàn)，遠(yuǎn)比我們想象中的要多。MPI 和 LCP 的天線組合，其實(shí)只是平衡 5G 手機(jī)零件成本的其中一種辦法而已。

　　手機(jī)因通訊技術(shù)的變化而改變，正如過去的手機(jī)從物理鍵盤變成觸屏、從電話變成萬物互聯(lián)的起點(diǎn)、轎車從有人到無人駕駛，新通訊技術(shù)的出現(xiàn)讓手機(jī)有了新形態(tài)的可能。接下來的手機(jī)和電子產(chǎn)品會(huì)因?yàn)?5G 而變成什么樣，仍有待我們共同去見證。

　　題圖來源：CBS News

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的通讯革命正改变着手机的天线和形态的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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