iPhone4到iPhone6的设计、制造工艺历程浅析

　这里就阐述一下我对这几个手机在设计和制造工艺上的一些看法。

　　这 5 个型号概括起来就三个外观：

　　iPhone4 的三明治夹心设计。

　　iPhone5 的三段式铝合金一体成型。

　　iPhone6 的全金属一体成型设计。

　　现在回过头来看，这三代手机的设计几乎引领了全球手机设计的风潮。无论是材质、设计还是制造工艺，有些甚至连外观都依葫芦画瓢。

　　先说 iPhone4，对于 iPhone 带来的惊艳震撼，第一次是 07 年的 iPhone 横空出世，原来智能手机可以这么做；第二次是 iPhone4 的发布，原来智能手机可以做得这么漂亮。

 

　　iPhone4 的一个显著特点是采用了 CNC 不锈钢边框，前后配上玻璃，让整机有了一种硬朗、坚固、简洁之美。虽然第一代 iPhone 和后面两代都用不锈钢做边框，但是不同的是 iPhone4 的不锈钢边框是整个手机构造的核心和骨架，屏幕、电池主板以及其他配件都是固定在骨架上面，是为了实现 ID 和结构设计的基础。

　　要谈论这个 iPhone4 的制造工艺之前，先追溯一下它的兄弟产品 Touch 系列。

　　苹果对产品的一体化追求已经到了深入骨髓的地步，在 Touch3 上面，就用了压铸一体成型的不锈钢后盖。

 

　　由于 Touch 上面没有蜂窝网络要求，能够做到更加完整的一体性，从内部来看，其实这个后盖的工艺并没有 iPhone4 那么复杂。首先，它是一快钢板压铸成后盖的样子，在内部固定主板等零件的构造上采用单个不锈钢小组件，然后通过激光点焊跟后盖连接。

 

　　到了跟 iPhone4 同时期的 Touch4 上面，依旧是一块不锈钢压铸成型，不一样的是还加入了注塑成型来实现复杂的内部构造。

　　但是在 iPhone 身上，苹果的要求显然比 Touch 要高，并且要考虑到信号问题，做起来也没有 Touch 那样得心应手。

　　iPhone4 的不锈钢边框的制造难度，无论是它的结构复杂度还是加工精度，现在看来依然是顶级水平，没有超越者。

　　在不锈钢边框内部构造上，并没有像 Touch 系列一样通过点焊来实现，而是由 CNC 直接在边框上切削出形状，工艺复杂度可想而知。

 

　　举个例子，上图中的几个红框标示处，上面那两个小框框，也就是 CNC 倒钩，是用来卡住手机背部那块玻璃。中间那个是螺纹柱，要先在边框上 CNC 出一个圆凹槽，然后激光点焊焊接，这么做这个螺柱是要来固定屏幕。最下面的红色长条框是把中间的不锈钢片激光电焊连接。

　　最右那个是天线隔断注塑，现在看来满大街都是这样的注塑条，这个是苹果的首创，注塑材料是一种质地非常坚固的工程塑料，边框切断后通过这种注塑材料来连接，又能保证信号。所以，现在满大街的金属边框手机都要感谢苹果在材料学方面的探索，而不是在发布会上哗众取宠说我的注塑比你更好。

　　iPhone4 的结构强度非常高，不锈钢材质本来就很坚固，然后前面板是通过螺丝固定在不锈钢边框上，玻璃背盖通过卡扣卡在不锈钢边框上，主板也依附在中间的不锈钢片上，你在 iPhone4 上面很少看到塑料件和用胶水粘合的地方。

　　iPhone4 对后续的手机市场影响非常巨大，以至于消费者都有了一种审美惯性，只要是前后玻璃，中间边框的手机，都觉得好看。最终是，你做到了比它更大，你做到了比它更轻，你做到了比它更薄，但再也没有谁做到了它在工艺和结构上面的水准。

　　苹果产品在 ID 和结构设计上，不难发现它遵循的是化繁为简，统一、完整、坚固、优雅。

　　iPhone4 的三明治设计，包括了前面板、不锈钢边框、不锈钢钢片、玻璃后盖四个大组件。显然，这并不是苹果的最终追求，时过两年，苹果带来了 iPhone5。

　　那晚我也看了发布会，也跟着吐槽了苹果的创新匮乏，这不就是一个拍扁拉长的 iPhone4 么，等了两年你就这点能耐啊。当我后来渐渐接触到 iPhone5/S 后，拆也拆了，才发现，这是迄今为止最精致的 iPhone，没有之一。

　　在制造工艺上，相比 iPhone4 又有哪些进步呢？

 

　　最大的进步是苹果终于把 Unibody 技术运用到了手机上，手机外壳全 CNC 加工。

　　在手机制造里面，这应该是首次这么干。苹果牛逼之处就是在于它不用去看别的手机是怎么做，用什么工艺，它一直在手机上探索运用一些新的工艺，这些工艺并不是突然冒出来的，之前本来就有，但是苹果却可以不计成本的按照设计需要来执行，这就是为什么苹果一直独领风骚。

　　初看上去，外观上面延续了 4 的风格，但是结构和工艺完全变了，Unibody 让机器直接变成了两个部分：屏幕和外壳。再细说一点就是背部的三段式，上下两部分是陶瓷玻璃。这符合了苹果追求极简的风格，同时 Unibody 可以让机器做得更薄，但也对机身内部构造提出了更大的要求，信号问题也更难处理。

 

　　外观上面相比 4 变得更加精细，这种精细体现在无处不在的高光倒角上面：边框上下边倒角、按键高光、底部扬声器孔倒角、不锈钢耳机和闪电接口倒角，甚至连底部两颗螺丝的密纹高光都不放过，这些全部通过 CNC 精雕实现。

　　背部 LOGO、iPhone 字样都通过特殊的阳极氧化，加上上下两端的玻璃，配合苹果对精度的高要求，所以无论你哪个角度观看这部手机，都透露出一种精致的气息。

　　说回制造工艺，Unibody 的设计必然付出昂贵的 CNC 加工成本，产能也难以提升。需要代工厂购置更多的机床，这方面苹果甚至是给代工厂购买机器，扶持对方实现自己的产能需求，有时候为了实现要求，直接把供应商给收购。

 

　　跟 4 的不锈钢框架不一样，5 的整体都是围绕着 Unibody 后盖来展开，这个后盖需要 CNC 出来安放主板、摄像头、尾插排线等细小构造，例如屏幕总成则依旧通过卡口卡在机身上，做手机的都知道，卡口是很难控制好精度的地方，大多数的做法是通过胶水解决。

　　在一样用 Unibody 的 Touch5 和 iPad mini 上面，屏幕是通过胶水跟机壳粘合，在 iPhone5 上，苹果也可以这样做，但是这样做就是对结构的妥协，但是大部分厂商都是通过胶水粘合，即能做到精度又能省事。

　　我们再来看看 iPhone5 之后其他 Unibody 手机是怎么做的。

 

　　这是 HTC ONE M7，当时风靡一时，通过拆解可以看到，它的 Unibody 后盖上面边缘是有一圈注塑，还有胶水，而且，它的后盖就只是一个后盖，主板等全部依附在屏幕那边，在结构复杂度上面先比 iPhone5 略逊一筹，说白点就是这样做更简单，但是 M7 的背部弧线也是一个 CNC 难点，如何让弧线平滑过渡需要付出多一点工时。

 

　　再来看看 ONE 系列的第二代 M8，这一代有了进步，变成了全金属，虽然舍弃胶水改用卡扣，但是仍旧只充当后盖。不过放眼全球，它也是第二好的 Unibody 设计了。

　　说到 iPhone6 了，当我看到 iPhone6 的谍照的时候，我不相信这是苹果的设计，这粗壮的天线条成了大家集体吐槽的焦点。

 

　　跟 5 对比发现，它把 iPhone5 后背的陶瓷玻璃都剔除了，手机外观就剩两个大组件：屏幕和机身。原来这才是真正的全金属，这也是苹果追求一体性的极致体现吧。

 

　　苹果两年做一个 ID，这两年里面，也许出了上百种设计，最后选择这种设计，也有它坚持的理由，手机越来越大，再延续之前四平八稳的 ID，显然有点不适合持握，现实生活中我们接触的物件里面，方正的东西占绝大多数，这样的设计是更讨喜，也更符合人们的心理预期，但如果苹果依旧把 iPhone6 做成 5 的样子，做更薄，出来的效果必定会比现在的样子好看，但是那样怎样，那只是一种保守的设计。

　　所以，苹果必须拿出一种全新的设计来挑战自己。

 

　　改变风格后的 iPhone，从方到圆，机身变大，做成弧形的边框利于握持。这样还不够，苹果把屏幕也要做成大 2.5D 与边框相匹配，做到手机的侧面中心对称这没什么，iPhone4 以来很多手机都可以做到，但是在弧形边框上要做到几乎完美对称，目前还没发现比 iPhone6 更好的了。

　　弧形边框的 CNC 加工难度比 5 的直面要更难，我觉得最难的是屏幕的弧形跟边框弧形的匹配问题，要把这条弧线做到不断层，就是弧线顺畅过度，这对于组合件来说难度太大了。

 

　　没有靓眼的高光边，没有了方正的外形，看上去必然是没有了 iPhone5 的精致感。更要命的是还有突出的摄像头、过粗的注塑条。如果说 iPhone5 是方正、规整、闪耀，那么 iPhone6 相对低调、内敛、华实。

 

　　单论制造难度的话，iPhone6 的难度是要大过 5 的，它要克服信号问题，6 支持的频段比 5 要多，但是却把 5 上面的玻璃去掉了，完全的一体金属，还加入了 NFC 功能，这些对机身的设计提出了严重的考验。

　　现在市面上也有了一大堆把边框做成弧形，正面一样 2.5D 玻璃，有的也在背面贴个 2.5D 玻璃，出来的成果也只是材料的堆叠而已，从来没有哪一部手机做到了 iPhone6 这样的浑然感，哪怕两部手机的价钱一样。

　　后记：

　　这三代产品里，iPhone4 最为坚实，iPhone5 颜值最高，iPhone6 更像是成熟之作。通过迭代发现，苹果一直在一体化金属机身上面前进，iPhone4 的边框到 iPhone5 的金属机身，最后 iPhone6 更彻底的全金属，制约苹果的只有信号问题。

　　最后想说的是，当外界在夸赞以乔纳森为首的苹果工业设计团队的同时，也请给他们优秀的结构工程师和射频信号团队一点肯定。