來源:iVacuum真空聚焦
【康沃真空網】北京時間9月8日凌晨，蘋果舉行秋季新品發布會，正式發布iPhone 14系列機型，并公布國行版機型售價。全新推出的iPhone 14/Plus、iPhone 14 Pro/Pro Max，包含6.1英寸和6.7英寸兩種尺寸。這是對其主流智能手機型號的更新，取消了mini型號，而全面擁抱更大的機身尺寸。
據悉，iPhone 14將于9月16日發售，起售價5999元；iPhone 14 Plus于10月7日發售，起售價6999元；iPhone 14 Pro/Pro Max于9月16日發售，起售價分別為7999元、8999元。
從iPhone 4開始，蘋果手機開始走進中國大眾的視野。作為一年一度的“科技春晚”，每次新品發布會都會成為人們關注的焦點。用戶看的是新品的賣點，業內人士看的是核心科技、全球3C產業鏈的走勢乃至整個電子產業的發展方向。
當然，本次iPhone 14系列機型的發布也向我們展示了幾項移動端的頂尖技術。值得注意的是，這些核心技術中，大部分都與真空應用密不可分。可以說沒有真空技術，iPhone 14這件“科技藝術品”根本不會存在。
本期以iPhone14為例，聊一聊在手機研發制造過程中關于“真空”那些事。
在說iPhone 14系列機型之前，我們先來說一說本文主要涉及的真空濺射鍍膜和真空蒸發鍍膜這兩種主流的PVD鍍膜方式。
● 真空濺射鍍膜的靶材具有高純度、高密度、多組元、晶粒均勻等特點，一般由靶坯和背板組成。靶坯屬于濺射靶材的核心部分，是高速離子束流轟擊的目標材料。靶坯被離子撞擊后，其表面原子被濺射飛散出來并沉積于基板上制成電子薄膜。由于高純度金屬強度較低，因此濺射靶材需要在高電壓、高真空的機臺環境內完成濺射過程。
▲ 真空濺射鍍膜工作原理示意圖
● 真空蒸發鍍膜是指在真空條件下，通過蒸發源加熱蒸發某種物質使其沉積在基板材料表面來獲得薄膜的一種技術。被蒸發的物質被稱為蒸鍍材料。真空蒸發鍍膜系統一般由三個部分組成：真空室、蒸發源或蒸發加熱裝置、放置基板及給基板加熱裝置。在真空中為了蒸發待沉積的材料，需要提供蒸發熱使蒸發物達到足夠高的溫度以產生所需的蒸汽壓。
▲ 真空蒸發鍍膜工作原理示意圖
屏 幕
iPhone 14和iPhone 14 Plus絢麗的超視網膜XDR顯示屏采用OLED技術，HDR峰值亮度可達1200nit，還擁有2000000:1的對比度并支持杜比視界。iPhone 14 Pro和iPhone 14 Pro Max對LTPO技術進行了改進，刷新率最低可下探至1Hz，HDR峰值亮度從1200nit提升至1600nit，戶外最高亮度可達2000nit，為目前手機屏幕所能達到的最高值。可以說，屏幕相比于iPhone13 Pro系列有明顯提升。
上文提到的LTPO技術，其實是一種刷新率調節技術，能夠自適應屏幕刷新率，通過降低刷新率的方式，降低手機屏幕功耗，達到省電的目的。但是它本質上還是OLED屏，并沒有修改發光方法或發光原理。所以iPhone 14系列機型的屏幕主要還是運用了OLED技術。
在制備OLED顯示屏時，真空鍍膜技術是生產的基礎環節。玻璃基板要經過多次磁控濺射鍍膜形成 ITO玻璃，經過ITO基板預處理后制備OLED材料包括有機小分子、高分子聚合物、金屬及合金等。為保證大面積膜層的均勻性，大部分有機小分子薄膜都要通過真空熱蒸鍍來制備。顯示器的性能如分辨率、透光率等都與薄膜的性能密切相關。
此外，為防止水氧和灰塵進入OLED顯示器件內部而導致其壽命和性能下降，需要對OLED進行封裝。薄膜封裝是目前主流的OLED封裝工藝，通常依靠PECVD（等離子增強化學氣相沉積）方式實現，或者采用ALD（原子層沉積）工藝達到產品效果。為了實現平板顯示產品的抗反射、消影等功能，還要通過真空蒸鍍在鍍膜環節中增加相應膜層的鍍膜。
外 觀
iPhone 14系列的機身采用精美耐用的航空級鋁金屬設計，提供午夜色、藍色、星光色、紫色和紅色 5 種配色選擇。
許多用戶表示，iPhone產品擁有絢麗的外觀，這種材質的“高級感”自然離不開它的工藝和材料，除了超精密的切割開槽（外形）、納米注塑（金屬框）、陽極氧化（鋁中框）、高光精密拋光、采用專利性高強度性能的材料外，還有一項核心的表面處理工藝：PVD磁控濺射。
磁控濺射鍍膜一直是高端手機機型在外殼上所采用的色彩附著工藝，它可以形成不同顏色效果的涂層，能極大地增強產品的外觀金屬質感，讓產品的檔次得到提升。據悉，2017年蘋果首次在iPhone X 上使用了PVD鍍膜工藝為iPhone的不銹鋼中框染色。2020年，蘋果在金色iPhone 12 Pro 上還試水了PVD工藝的升級版：高功率脈沖磁控濺射（HIPIMS）工藝。
鏡 頭
鏡頭方面，Phone 14和Phone 14 Plu搭載全新主攝和前置原深感攝像頭，引入1200萬像素主攝像頭具有更大的傳感器和1.9微米的像素，配備f/1.5光圈和OIS，首次具有自動對焦功能。iPhone 14 Pro的后置主攝升級到了4800萬像素，f/1.78，24m焦距，新傳感器擁有不同的像素模式。
消費電子產品的攝像頭核心器件是模組、鏡頭、光學材料及元件，而真空鍍膜技術在光學鏡頭、光學傳感器等部件的生產制造中有廣泛的應用。
芯 片
芯片是手機的核心元件，iPhone 14和iPhone 14 Plus兩種機型都采用配備5核圖形處理器的A15仿生芯片，iPhone 14 Pro則搭載了A16處理器，采用臺積電最新的N4P工藝，內置160億顆晶體管，為電源效率、顯示屏和攝像頭帶來性能提升。
芯片制造工藝非常復雜，下列步驟都需要在真空環境下完成：
· 沉積：將材料沉積在晶圓上，會運用到PVD（物理氣相沉積）、PECVD（等離子增強化學氣相沉積）、SACVD（常壓化學氣相沉積）、LPCVD（低壓化學氣相沉積）、ALD（原子層沉積）；
· 刻蝕：選擇性去除晶圓上的材料；
· 離子注入：用離子摻雜硅晶圓表面，以改變材料的電氣特性并增加器件電導率；
· 晶圓搬運：晶圓通過轉移模塊從處理室 A 移動到處理室 B；
· 光刻：定義圖案并將它們轉移到設備的每一層上。分為紫外線UV光刻術和極紫外光EUV光刻術。
另外，需要真空計量和真空檢漏技術的幫助，確保生產設施從加工室到排氣系統的真空完整性。
當然，關于手機生產過程中真空技術的應用遠不止這些。比如iPhone 14中號稱有史以來續航最強的電池，iPhone特有的超瓷晶面板，各種iPhone配件，甚至是隨處可見的手機保護膜，其生產過程都需要真空技術的支持。
所以說沒有真空，就沒有iPhone 14。真空技術讓我們享受到了科技的快樂與便利。
