無懼2米高空跌落康寧大猩猩玻璃的前世今生

程可可

“大猩猩”的誕生

作為一家歷史悠久的企業，康寧的歷史可以追溯到1851 年，在光纖、消費電子玻璃面板占據了數一數二的市場份額。玻璃一直是康寧公司最主要的業務之一，從制作電燈泡到生產鋼化玻璃，從日常玻璃制品到直升機風擋玻璃，康寧逐漸成為玻璃領域的領導者。而進入消費電子領域，是從2007 年與蘋果的合作開始。

當時，蘋果正打算推出首款iPhone，需要一塊足夠耐用的屏幕，追求完美的喬布斯找到康寧公司，希望康寧在6 周內開發出一款輕薄耐磨堅硬的玻璃面板。為此，康寧公司改進了“熔融下拉”工藝，在提高玻璃黏性的同時，使得玻璃具備了足夠的抗壓能力，這就是第一代康寧大猩猩玻璃。

熔融下拉工藝需要先將純砂與其他無機材料加熱到1000℃以上進行熔融，然后將熔融的玻璃攪拌均勻后流入一個稱為“熔融封閉隔熱管”的V 形底大型收集槽。熔融狀態的玻璃從隔熱管的兩邊均勻外溢，兩側玻璃流在隔熱管的V 型底部融合。融合的玻璃流進入拉制設備，下拉出微米級厚度的玻璃板。接下來，玻璃還會經歷一番離子交換的過程：玻璃成型要浸泡在硝酸鉀溶液中使其發生離子交換反應，用鉀離子置換原有的鈉離子，最終獲得強度更出色的玻璃面板，這期間還有很多更復雜的工藝和秘密配方。由于熔融下拉的生產過程高度自動化，手或者其他工具不會接觸玻璃表面，后續無須進行表面研磨或拋光，生產出的超薄玻璃透光率高，且表面質量優秀，大大減少了生產時間和成本。

在大猩猩玻璃誕生之前，絕大多數手機用的都是塑料屏幕，表面容易磨花，手感與視覺體驗也很糟糕。而康寧生產的第一代大猩猩玻璃同時具有輕薄、耐磨、防刮花的特性，為智能手機提供了出色的觸控和視覺體驗。趁著觸屏智能手機發展的東風，康寧大猩猩玻璃由此開始成為手機屏幕的標配。

歷經更迭，不斷變強

2012 年消費電子展會（CES）上，康寧推出第二代大猩猩玻璃。相比之前的第一代產品，第二代大猩猩玻璃的厚度降低了20%，從1.0mm 減少為0.8mm。同時保持了行業領先的抗損性、堅硬度以及抗劃傷性能，使終端設備擁有更纖薄、更時尚的設計，同時優化了畫面顯示亮度和觸控體驗。

2013年推出的第三代大猩猩玻璃帶來了行業獨占技術—“原生防損”技術（Native DamageResistance），通過調整玻璃分子基團技術來加強材質強度，在減輕劃痕損傷的同時，有效延緩甚至阻止已有玻璃表面損傷的進一步擴大。這使得第三代大猩猩玻璃不僅擁有更強的抗破損能力，劃痕的肉眼可見度也較前代減少了40%。即使在受損后，玻璃的后續強度也較前代增加了50%。加上致密化的新特性，受到沖壓時能夠將一部分沖擊力吸收進玻璃之中，從而有效減少玻璃受損的概率?？祵幰惨虻谌笮尚刹Ａд驹谥悄苁謾C玻璃蓋板材料的行業巔峰，產品成為蘋果與Android 的旗艦機型指定材料，產能供不應求。

隨著iPhone 屏幕不斷增大，蘋果再次要求康寧對大猩猩玻璃進行改進，特別是在降低玻璃應力與提升玻璃表面硬度等方面。2014 年11 月，康寧推出了第四代大猩猩玻璃，號稱是當時最堅硬的玻璃屏幕之一，展示出非常強的抗摔能力。從1 米高處掉落時，即使掉落到粗糙的表面上，其完好率仍可保持在80% 以上，堅硬程度是鋁硅酸鹽玻璃的兩倍。而當時同樣廣泛被應用在智能手機上的鈉鈣玻璃，在同樣的實驗條件下破裂率接近100%。

2016 年7 月，康寧推出第五代大猩猩玻璃。此次最大的提升在于抗跌落表現，當屏幕正面朝下從1.6 米的高度跌落到粗糙表面時，其完好率能達到80%。相比第四代，第五代大猩猩玻璃在粗糙表面的抗跌落能力提升了1.8 倍，完好率是其他采用鈉鈣等材質競品玻璃的4 倍。在耐磨性方面，第五代大猩猩玻璃也較四代提升了2 倍，同樣是普通鈉鈣玻璃的4 倍。值得一提的是，由于耐摔性和耐磨性的增加，康寧不得不在厚度上做出妥協，第五代大猩猩玻璃的厚度達到了0.6mm，而第四代厚度僅為0.4mm。

2018 年7 月，康寧推出第六代大猩猩玻璃，相比于第五代大猩猩玻璃，第六代極大地提升了抗摔性，并且更加貼合現代設備設計需求。根據康寧給出的數據，人們平均每年要摔落7 次手機，平均一次從1.6 米或以上的高度跌落，而大多數場景還是從1 米或以下高度跌落。第六代大猩猩玻璃針對這種情況進行了改良，通過使用全新的、得到化學強化的玻璃組分，擁有更高的表層壓應力，進一步提升了第六代大猩猩玻璃的抗損性能。在實驗室測試中，第六代大猩猩玻璃平均能經受15 次從1 米高度到粗糙表面的跌落，這一成績兩倍于第五代大猩猩玻璃。相同測試條件下，鈉鈣玻璃和鋁硅玻璃等其他競品玻璃在首次跌落時就出現損壞。除了更堅固的玻璃強度，第六代大猩猩玻璃還針對前后都是玻璃的全面屏手機進行了優化，有更高的透光率、更好的觸控靈敏度、更好的防刮等特性，適應超窄屏幕邊框、無線充電、多彩配色等設計需求。

抗跌落、抗刮擦雙提升

Victus 被康寧視為最堅韌的大猩猩玻璃，全新的命名與定位有關，此前的第一代、第三代產品側重抗刮擦性能，第五代、第六代側重抗跌落性能，而Victus 則實現了抗跌落和抗刮擦性能的同時顯著提升。在實驗室測試中，大猩猩玻璃Victus 能從高達2 米的高度跌落至堅硬粗糙的表面并保持完好，而鋁硅酸鹽玻璃通常從不足0.8 米的高度跌落時便出現損壞。相比第六代大猩猩玻璃，Victus 的抗跌落性能提升了25%，抗刮擦性能也提升了2 倍，與競品鋁硅玻璃相比更是高出四倍之多。從生產成本的角度來說，大猩猩玻璃Victus 出色的抗刮擦性能讓生產線良率更高。無論是3D 的屏幕玻璃還是2D 的后蓋玻璃，大猩猩玻璃Victus 的成本與第六代大致相當。

圍繞消費者關心的性能方面，康寧通過四項模擬實驗來展示大猩猩玻璃Victus 的性能。在努普刮擦試驗中，以堅硬的鉆頭在玻璃上刮擦，結果顯示鋁硅玻璃僅施加4 牛頓的力就出現了嚴重劃痕，Victus被施加8 牛頓的力后劃痕輕微。殘留強度測試通過加壓來體現玻璃有劃傷后的承受能力，經過上一個試驗的Victus 施力100.5kg 后仍然完好。跌落測試塔模擬手機高空墜落到粗糙地面上的場景，Victus 跌落高度為0.5 米，跌落后完好無損。動態沖擊跌落模擬將玻璃測試片安裝在有一定弧度的基架上，模擬現實中跌落時產生的手機彎曲變形，Victus 沖擊能量為6.67 焦耳，經歷沖擊跌落后沒有損傷。

據康寧透露，大猩猩玻璃Victus 通過改良配方和對鋁硅玻璃進一步的強化，實現了更好的抗跌落和抗刮擦性，即便開孔也不會對玻璃的堅韌程度有所影響。三星將在不久之后成為第一家使用Victus 的手機制造商。

寫在最后

在“誤打誤撞”地進入消費電子領域后，康寧不斷提升大猩猩玻璃的抗跌落、防刮擦能力，并緊跟手機在全面屏、無線充電、指紋識別等方面的設計需求，擴展新特性。截至目前，超過45 個品牌、超過80 億臺設備使用來自康寧的大猩猩玻璃，康寧大猩猩玻璃已經成為手機等移動終端的標配。不過隨著柔性屏幕、折疊屏幕的興起，未來手機的形態必定會更加多樣化，康寧大猩猩玻璃又將如何適應未來的移動終端？