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3C電子市場回暖，先進制造賦能工藝升級

文：傳動網2024年第五期

　　AI人工智能的應用落地、外觀設計的創新突破、工藝的進化升級，觸發新一輪的產品代際躍遷，從2024年開始這一跡象日漸明顯，3C電子市場逐漸回暖復蘇。而在制造端，則迫切需要利用更多新質生產力和先進加工工藝來實現產品設計上的奇思妙想，協助制造企業確保產品高品質、降低生產成本，同時也做好對供應鏈的管控工作。

　　組編/編輯部

　　3C電子制造是2024年為數不多的亮點市場之一，其中仍以智能手機、VR/AR穿戴式電子設備為大宗。根據市場分析機構Canalys發布的《二季度，Canalys智能手機全方位榜單及預測：AI、高端手機、5G、折疊屏》報告稱，2024年第二季度，全球智能手機市場景氣度持續提升，但基于成本上漲的因素，庫存周轉、營商環境仍存在一定的挑戰，因而預計2024年全球智能手機出貨量約為12億臺，同比上升約5%(如圖1所示)。

　　而在另一家調研機構TechInsights的數據跟蹤調查顯示，2024年8月全球智能手機出貨量(批發)和銷售量(零售)分別同比增長3%和2%，市場增勢出現放緩(見圖2)。作為全球智能手機的重要風向標，TechInsights預計，最新一代iPhone 16系列的發貨時間將縮短，將在2024年下半年實現約7250萬臺的出貨量，同比增長4%左右。

　　在中國，隨著今年9月華為全球首款三屏折疊屏Mate XT非凡大師的驚艷亮相，標志著其堅守高端市場的決心。10月初，從供應鏈傳出的最新消息顯示，華為的市場主力產品MATE 70已開始量產，最快可能在10月底或11月初發布。據消息稱，華為已經為Mate70系列建立了充足的零部件庫存，相較去年的Mate60系列，供應量將增加40%到50%。而華為旗下另一品牌機型Pura 70也是沖擊高端市場的又一利器。

　　另外，在VR/AR穿戴式電子產品部分，知名分析師郭明錤最新文章指出，蘋果的新款M5版本Vision Pro 2預計在2025年下半年量產，亮點包括Apple Intelligence與空間計算整合，硬件變化主要是處理器采用運算能力大幅升級的M5(目前為M2)，以確保有更好的Apple Intelligence用戶體驗。

　　從目前來看，AI人工智能、折疊屏、5G通信等成為了能夠帶動市場呈現又一波“換機潮”的主要誘因。Canalys預計2024年AI手機滲透率將達到17%，并且這一數字將在2025年進一步快速成長，來到30%，蘋果仍然是該領域的頭號“玩家”，今年二季度以1800萬臺的出貨規模占據了AI手機51%的市場份額。市場研究機構Counterpoint Research發的折疊屏智能手機出貨量追蹤報告顯示，全球折疊屏智能手機出貨量在2024年第二季度同比增長了48%(見圖3)，報告指出，該季度的同比增長得益于西歐、關鍵亞洲市場和拉丁美洲市場的增長，以及中國品牌的持續領先。

　　制作工藝追求極致體驗

　　工藝的進化升級，在制造端往往意味著生產成本的增加、供應鏈管控難度的增大，更需要的是利用先進加工工藝來實現設計上的奇思妙想。

　　舉例來說，據相關媒體報導，盡管在外觀部分沒有太大的新意，但iPhone 16系列新增的相機控制鍵在制作上卻頗費一番功夫。iPhone 16里整機大約由200多個料件組成，并采用了三層堆疊工藝構成，其中，光是那一顆比米粒大不了多少的相機控制鍵，就有足足9層不同結構和零部件組成。為了將如此小體積的零部件精確地組裝到一起，廠商使用了全自動的中框流水線，在機械臂的運作下，一個個元器件被自動撕除保護膜、翻轉、貼合元器件、安裝通風口網紗、安裝按鍵卡扣等等。

　　針對只比中框高出最多0.1mm的相機控制鍵，iPhone 16系列采用了真空無縫焊接工藝，來確保其內部結構的精密接觸。與此同時，激光傳感器會在焊接過程中自動測量焊接情況，以0.001mm為單位對公差進行檢測，并且系統會根據測得的公差，從多達10種不同規格的墊片里進行選擇，從而確保出廠的每一臺機器里，相機控制鍵都會有一致的視覺和觸覺體驗。除此之外，盡管相機控制鍵不大，但其配套的感應排線卻不短、幾乎達到了1/2機身側面中框的長度，并且是完全嵌入在中框內部，因此組裝難度更是極高。

　　另外，為了延長電池壽命和提升整體性能，iPhone 16新機的鋼殼電池是高確定性創新增量，有望帶動鋼殼、電芯、PACK等多個制造工藝環節的全面更新。

　　近年來，在設計上做出更大創新的應該首推華為的Pura 60、70系列智能手機，以及最新的三屏折疊屏Mate XT非凡大師。前者一舉打破以往市場上大多數鏡頭模組設計非方即圓的設計形式，采用三角形設計代表“銳意”，并首創旋動伸縮鏡頭結構，突破了智能手機與單反相機可變光圈的壁壘，成為市場上的一道亮麗風景線。

　　在保證Pura 60、70系列三角“風向標”旋動伸縮攝像頭的高可靠度集成方面，格外考驗制造工藝。首先，一個有足夠強度的框架結構才能保證手機跌落時攝像頭不會被摔壞;其次，密封結構將確保在反復伸縮運動后，外殼與鏡頭連接處仍能滿足IP68的防水防塵性能;最后，伸縮鏡頭里有著精密的機械齒輪結構和復雜的電路布置，同樣依賴微米級高精度的安裝，任何一點微小的誤差都可能直接影響到產品的性能和用戶體驗。

　　華為三屏折疊屏Mate XT非凡大師這一旗艦機型的屏幕既能內折，也能外折，外折需要更好的抗撞擊和抗劃傷能力，相比之下，內折屏幕較薄，不需要太多的外部保護，同時需要用到鉸鏈設計負責內折和外折，而要將外折做得和內折一樣薄且保持其抗拉伸能力，技術實現難度可想而知。

　　運控新質生產力凸顯

　　在以智能手機為代表的3C消費電子產品不斷進行代際躍升的過程中，一批工控自動化行業廠商也在貢獻著他們的力量。

　　從控制專家的視角出發，匯川為千萬部Pura機型的生產集成了“光潔外觀、高速高精”這兩大獨樹一幟的美之關鍵。匯川提供的CNC系統解決方案幫助精雕機在運行精密性(精度誤差控制在微米級)和穩定性上表現出色，特別是攝像頭旋動伸縮設計并非易事，匯川CNC系統的象限痕自學習補償能夠全面覆蓋2D-3D加工場景，無需二次打磨，即呈現光潔、完美的表面外觀;LEC算法可消除輪廓失真問題，開啟后加工速度提升20-50%，滿足大批量穩定、高良率的生產要求。

　　助力國產3C智能制造高質量發展，維宏股份突破了高速高精、多軸聯動、多通道及復合控制等多軸聯動關鍵核心技術，在電腦、通訊、消費性電子行業上有著廣泛應用，尤其是在手機保護片、蓋板、手機按鍵、手機邊框等方面具有行業內領先地位。例如，在智能手機中框、后蓋、按鍵、卡托加工環節，維宏伺服全套系統提供成熟完善的多Z控制方式及多Z補償方式;支持多種類型刀庫，直排刀庫、圓盤刀庫、鏈式刀庫等;支持多Z 剛性攻牙;內置HPCS算法、循圓功能使得加工高效率、高精度;維宏第三代高性能伺服，帶寬更寬，性能更強;新一代軸向電機轉矩波動低，搭配維宏控制系統特有算法，可有效解決換向刀紋、光潔度等問題。

　　此外，在消費電子產品制造過程中，點膠和外觀瑕疵檢測等都是重要的加工工序。然而由于這類產品越來越多的三維異形化設計，讓這些工序變得更為復雜，例如在對智能穿戴類產品/游戲設備，像鼠標/手柄/手機等進行側邊點膠時，直角坐標型的點膠機械臂已經無法滿足需求，需要機械臂在不同的姿態下將膠水精準的點涂于產品的空間軌跡上，為此，五軸聯動加工技術開始越來越多地被采用，在點膠、切割、打標、焊接等工藝中，它可以一次性完成軌跡加工，縮短生產過程鏈，簡化生產管理。五軸聯動技術是在原來X、Y、Z 三軸平臺的基礎上，加入了兩個旋轉軸，以雙轉臺結構為例：在雙轉臺結構中第四軸的轉動影響到第五軸的姿態，第五軸的轉動無法影響第四軸的姿態，第五軸為在第四軸上的回轉坐標，這樣五個軸聯合運動，從而達到任意位置及姿態角的控制及運動。

　　作為致力于軟硬件一體化專案的領先自動化提供商，研華科技專門針對三維五軸點膠應用打造了一套創新、易用的解決方案，大大降低了五軸聯動控制的實現“門檻”，解決了五軸控制核心關鍵的兩大挑戰，即如何進行3D運動軌跡規劃解決軌跡來源的問題，以及如何根據軌跡進行空間五軸聯動控制的問題，可被應用在手機中框、異形屏/曲面屏、智能耳機、智能眼鏡等3C電子產品的點膠工序中。

　　AI機器視覺技術的運用同樣不可小覷。隨著近年來AI人工智能技術的飛躍發展，AI 機器視覺技術正引領智能制造邁向新的階段，其核心趨勢在于從單一視覺模態向多模態、跨模態的深度融合，以及大模型與小模型在工業場景下的協同應用。

　　奧普特(OPT)在機器視覺領域深耕多年，特別是在3C電子、新能源等領域，公司與國內外知名設備廠商和終端用戶有著長期的合作經歷，擁有豐富的機器視覺產品的設計、應用案例庫。針對異形膠路檢測，OPT基于多種涂膠工藝的全新3D算法可兼容斷膠、塌膠、缺膠、膠寬及膠高等多種測試需求，提升檢測精度及效率;利用內置的深度學習算法，OPT智能讀碼器能自動學習高級語義特征，讀取條碼信息時不易受到打碼工藝及表面材質等影響，讀取率高;除此之外，公司也積極拓展工業傳感器智能數據處理與分析軟件技術以及直驅、驅控一體技術的整合，開發出高速分選、超高速碳纖維直線電機及三維掃描平臺等。

　　AI驅動消費電子剛性需求上升

　　從今年上半年的產業鏈反饋來看，受益于新興市場消費表現強勁及高端機型升級的帶動，3C自動化領域發生了一些變化，市場呈現出一定的上升態勢。有設備端廠家表示，隨著AI智能化、網聯化的發展，下游行業應用需求激增，推升了主要以技術、結構、材料變更引發的設備新需求，預計在明、后年兩年3C消費類電子產品“換機潮”的大趨勢下，2024年會是3C設備類市場的起步之年，經過下半年重點產品項目的量產爬坡之后，新一輪的設備發展新周期即將展開。

　　特別是在Al人工智能技術的驅動下，消費電子領域無論是移動端、PC端，還是PC周邊端都會產生新的用戶體驗，也會在一定程度上拉動消費。根據聯發科和Counterpoint在2024年5月聯合發布的“生成式AI手機產業白皮書”數據，生成式AI手機存量規模將會從2023年的百萬部級別增長至2027年的12.3億部，滲透率從2023年的不到1%增長至2027年的43%，CAGR約為187%(圖4)。

　　當前，全球各大品牌廠商都在積極投入到新的應用潮流中，傳導至零組件、模組及終端廠商也都呈現出向上跡象，例如基于Al功能對散熱、攝像頭模組、揚聲器、驅動模塊等提出的新的技術挑戰，以及基于環保要求未來許多結構件的工藝轉變等帶來的新的商業機會等，在產業復蘇周期的共振下，市場需求被進一步激活。

　　另據海外知名咨詢機構預測，蘋果智能手機2025年的銷量有望達到2.5億部，而2026年則可能進一步攀升至2.8億部。如此龐大的銷量增長預期，將直接刺激產線容量的擴增，預計增幅將超過20%，這意味著產線設備供應商需要提前準備，以滿足設備需求高峰的到來。由于AI手機的硬件配置與傳統機型有著本質的不同，這將促使整個產線進行一次全面的更新升級。以手機按鍵為例，在傳統的工藝制程中，往往需要16臺CNC設備來完成一個結構件的處理;但目前一些頭部企業僅僅使用一臺設備即可完成新一代智能手機按鍵的加工組裝，這背后是他們不斷在材料端、工藝端、設備端大膽創新的成果，在為公司帶來成倍生產力提高的同時，也為客戶帶來了部件性價比的大幅躍升——越來越多的新質生產力正源源不斷地被引入到3C電子制造領域。

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