在蘋果可能應(yīng)用藍(lán)寶石材料和一連串相關(guān)投資的雙重推動下,極特先進(jìn)(GT Advanced Technologies)在過去一年來的股價(jià)突飛猛進(jìn),從2013年二季度的$3-4上漲到2014年二季度的$15以上。即使是其他未曾因蘋果采用而獲益的藍(lán)寶石供應(yīng)鏈,也吸引了不少投資者的眼光。到目前為止,蘋果僅是將藍(lán)寶石應(yīng)用于后方相機(jī)鏡頭保護(hù)和直徑小于10毫米的指紋芯片上,兩者使用的最主要目的是為了保護(hù)、防止位在藍(lán)寶石下方的組件刮傷。
不過,真正讓人們持續(xù)關(guān)注的是,蘋果很有可能于未來某一年的iPhone蓋板玻璃上,采用藍(lán)寶石取代鋁硅酸鹽玻璃材料(aluminosilicate),而且對角線尺寸至少應(yīng)該會在4.7英吋以上。在智能手機(jī)屏幕上使用藍(lán)寶石蓋板的考慮情況,比起前二者來得更為復(fù)雜。除了對應(yīng)的尺寸使得成本跳升外,蓋板材料的選擇并不單單只是考慮防止刮傷而已。蓋板下方就是手機(jī)屏幕,光學(xué)的穿透性也是相當(dāng)重要的因素,而穿透性的高低直接影響到液晶屏幕所需的背光強(qiáng)度,進(jìn)而影響到智能手機(jī)的功耗。
藍(lán)寶石除了先天的物理硬度高,可以抵擋日常生活中灰塵、砂礫的磨損外,往往也被消費(fèi)者視為是一種稀有、珍貴的礦石,而產(chǎn)品廠商自然也樂意以迎合消費(fèi)者既有的心理,來達(dá)到產(chǎn)品營銷的目的。不過事實(shí)上,絕大多數(shù)應(yīng)用于消費(fèi)者產(chǎn)品的藍(lán)寶石材料,就如同所謂的“水晶”一般,其實(shí)都是人工方法制造出來的。藍(lán)寶石之所以昂貴,并不是因?yàn)橄∮?,而是因?yàn)橹圃爝^程(長晶)中需要耗費(fèi)大量的電能與時間。
目前的疑問和商業(yè)行動
藍(lán)寶石蓋板的供應(yīng)鏈主要是材料(藍(lán)寶石晶棒和基板)和加工(成形和涂層)。雖然藍(lán)寶石常見于許多精品手表中,但LED應(yīng)用才真正是藍(lán)寶石材料廠商的主要客戶。主要的藍(lán)寶石材料廠商來自全球各地,如Monocrystal、Rubicon、STC、OCI、Kyocera和USIO。這些廠商擁有數(shù)量龐大的藍(lán)寶石長晶爐,長成晶棒后,利用金剛石線鋸切割,經(jīng)由研磨、拋光等程序,以基板(襯底)的形式銷售給下游客戶,包含2吋、4吋和8吋等形式。
不像Rubicon和Monocrystal已是人們所熟知的藍(lán)寶石材料大廠,極特先進(jìn)是以長晶爐設(shè)備而著稱,而非生產(chǎn)藍(lán)寶石材料。過去半年來,有關(guān)極特先進(jìn)在亞利桑那州(梅薩)安裝長晶爐的消息從來就沒有停過。媒體曾經(jīng)以500臺的數(shù)量來估算產(chǎn)能,并推算出這些產(chǎn)能在一年內(nèi)僅能供應(yīng)iPhone約三分一之的需求,結(jié)論自然是蘋果會有更多的長晶爐需求。
相機(jī)鏡頭、指紋辨識的保護(hù)蓋(小于0.5吋)或是智能手表(約1.5/1.7吋)對藍(lán)寶石的消耗并不大,然而當(dāng)作蓋板玻璃使用(至少4.7吋)時,基板的尺寸、價(jià)格、經(jīng)濟(jì)切割、外型加工良率損失與供應(yīng)鏈產(chǎn)能就絕對是另一個層次的考慮。再者,如果蘋果真的想用整片藍(lán)寶石材料來取代由康寧等廠商提供的鋁硅酸鹽玻璃的話,那么以iPhone的銷售量來做為籌碼,蘋果其實(shí)可以直接跟全球藍(lán)寶石材料大廠談判、立即就可以取得有利的價(jià)格與產(chǎn)能,似乎并不需要透過極特先進(jìn)、從無到有地建立自己的藍(lán)寶石材料供應(yīng)鏈。
從蘋果和極特先進(jìn)在過去三年內(nèi)的商業(yè)行動觀察,或許可以勾勒出蘋果背后的意圖和戰(zhàn)略。2013年9月12日和2014年1月23日,蘋果從美國專利局(USPTO)獲得兩項(xiàng)關(guān)于藍(lán)寶石的專利批準(zhǔn):一個是關(guān)于藍(lán)寶石基板的多層夾層專利(sapphire laminate),另一個是相關(guān)的多層固著技術(shù)專利(attachment techniques)。
2013年11月4日,宣布已經(jīng)與蘋果公司簽訂關(guān)于藍(lán)寶石材料的多年期供貨協(xié)定。根據(jù)此次協(xié)議,極特先進(jìn)將采購并運(yùn)營藍(lán)寶石材料生產(chǎn)設(shè)備,而這些設(shè)備將被安裝在蘋果公司的新工廠中(亞利桑美州的梅薩)。蘋果公司將向極特先進(jìn)預(yù)先支付約5.78億美元的款項(xiàng),后者將自2015年開始,以至少5年的時間,陸續(xù)向蘋果公司報(bào)銷相關(guān)費(fèi)用。另外,2012年11月,極特先進(jìn)從Twin Creeks收購了 Hyperion薄層切片技術(shù),可用來切割約20微米厚度的薄層。2014年4月30日,極特先進(jìn)還宣布將與EV Group共同開發(fā)相關(guān)的專業(yè)貼合制程與設(shè)備,讓由Hyperion技術(shù)所切出的薄層(藍(lán)寶石、碳化硅)得以和特殊處理過的基板(玻璃、硅、塑料)兩相貼合。
從以上的商業(yè)行為來看,我們可以推論蘋果的兩項(xiàng)專利內(nèi)容跟極特先進(jìn)的制程技術(shù)應(yīng)該是相關(guān)的。也就是說,前者利用專利與建立自有的供應(yīng)鏈來建立品牌競爭的門坎,而后者則是讓專利的想法得以量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)。
材料比較
雖然目前使用的藍(lán)寶石材料大多為人造產(chǎn)品,但多數(shù)人仍認(rèn)為藍(lán)寶石比玻璃還有價(jià)值。不過,這也不代表非蘋果品牌可以接受使用藍(lán)寶石蓋板所產(chǎn)生的高昂成本,最有可能的應(yīng)用還是一兩款限量的高端機(jī)種。在NPD DisplaySearch分析了材料的物理特性和蓋板規(guī)格需求后,我們并不認(rèn)為藍(lán)寶石有必然的優(yōu)勢以取代玻璃,作為智能手機(jī)的蓋板。
藍(lán)寶石材料最顯著的一個特性便是硬度,藍(lán)寶石的硬度達(dá)到了莫氏9H,僅次于鉆石(10H)。莫氏硬度(Mohs Hardness)是比較兩種礦物相互碰撞時相對硬度大小(劃痕和耐磨性)的好方法。砂礫或灰塵中含有二氧化硅(SiO2,莫氏硬度7H),當(dāng)其摩擦到智能手機(jī)蓋板玻璃(換算莫氏硬度后,一般低于7H),就容易產(chǎn)生劃痕和細(xì)微損傷。因此,只要蓋板材料的莫氏硬度可以大于7H,那么就可以抵擋住砂礫造成的磨損。但是耐磨性不是蓋板的唯一要求,藍(lán)寶石的沖擊耐受力也比玻璃強(qiáng);雖然藍(lán)寶石的斷裂韌度是2.3 Mpa(鋁硅酸鹽玻璃是0.7 MPa),但是藍(lán)寶石也不能經(jīng)受太大或突然的沖擊。
藍(lán)寶石也有缺點(diǎn),可見光波段的穿透性就是最重要的一個。由于藍(lán)寶石在紫外線波段比起玻璃有更好的穿透性,因此一些工業(yè)用組件采用藍(lán)寶石作為光學(xué)零件。但是,藍(lán)寶石在可見光波段(390-700nm)的光學(xué)穿透率卻不如玻璃,前者約僅大于80%,而后者則是大于90%。精品手表的表盤簡單、僅作為報(bào)時用,因此采用整片藍(lán)寶石材料作為蓋板,對其主要功能影響有限。然而,智能手機(jī)的屏幕與觸控面板是整個人機(jī)接口的核心。較差的穿透率意味著需要加強(qiáng)液晶面板的背光,這對為了追求屏幕高分辨率而已經(jīng)犧牲功耗的智能手機(jī)顯然不是所期望的。
此外,藍(lán)寶石的生產(chǎn)更為耗能,長晶爐需要長時間維持高溫(~2,045°C),而長晶成晶棒的時間約需要三周。其他像是較高的折射率(~1.76-1.78)、比重(~3.95 g/cm³),也會對整體智能手機(jī)的規(guī)格產(chǎn)生影響。通過對藍(lán)寶石優(yōu)缺點(diǎn)的分析,我們認(rèn)為對于總體智能手機(jī)來說,玻璃仍是較平衡的選擇。
蘋果將如何運(yùn)用藍(lán)寶石?
那么蘋果為什么堅(jiān)持使用藍(lán)寶石?答案可能是因?yàn)閷@⒓夹g(shù)以及供應(yīng)鏈的取得。只要蘋果可以通過極特先進(jìn)和下游蓋板成形加工廠商(如藍(lán)思)的供應(yīng)鏈?zhǔn)蛊鋵@尚校敲刺O果就能采用Hyperion技術(shù)切割的20微米藍(lán)寶石薄層覆蓋在iPhone的保護(hù)玻璃上,作一種“表面硬度加強(qiáng)處理”,而不是使用整片藍(lán)寶石材料。如此,蘋果就可以充分發(fā)揮藍(lán)寶石的耐磨性優(yōu)勢,但卻不需要過度遷就藍(lán)寶石材料的成本和劣勢。
如果不是因?yàn)橛腥绱颂厥獾墓し?,蘋果其實(shí)應(yīng)該直接透過全世界已有的藍(lán)寶石材料大廠來建立供應(yīng)鏈,相對來說還是比較容易的。正因?yàn)檫@是前所未有的工法、也因此蘋果才會將供應(yīng)鏈設(shè)在亞利桑那州梅薩、而不是亞洲,以提高保密性并讓其他品牌無法復(fù)制供應(yīng)鏈。如果是采用整片藍(lán)寶石材料來做智能手機(jī)蓋板,那么現(xiàn)有的供應(yīng)鏈已經(jīng)成熟,除了蘋果外,其他品牌自然也是立即可以采用。
極特先進(jìn)表示:“將自2015年開始,以至少5年的時間,陸續(xù)向蘋果公司報(bào)銷相關(guān)費(fèi)用。”也就是說,以蘋果專利與供應(yīng)鏈為基礎(chǔ)的藍(lán)寶石蓋板工法,可能要到2015年才看的到。那么2014年會出現(xiàn)以整片藍(lán)寶石材料才作為蓋板嗎?我們推斷,如果蘋果在2014年就將藍(lán)寶石運(yùn)用于iPhone蓋板中,那么很有可能只會在高階版或甚至限量版的iPhone中使用整片藍(lán)寶石。其實(shí),另一個比iPhone更有可能在2014年應(yīng)用整片藍(lán)寶石材料的產(chǎn)品,就是傳聞中的iWatch。iWatch蓋板僅約1.5吋或1.7吋的對角線,同時屏幕要顯示的信息也沒有iPhone來得復(fù)雜,因此光學(xué)穿透性的影響較低。不過,考慮到成本與終端售價(jià),蘋果很有可能同時推出藍(lán)寶石與鋁硅酸鹽玻璃的版本。
表一、蘋果和GTAT在藍(lán)寶石材料上的商業(yè)行動
來源:NPD DisplaySearch 2014年觸控面板保護(hù)玻璃報(bào)告Touch Panel Cover Glass Report
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