全面剖析藍(lán)寶石保護(hù)玻璃的商業(yè)價(jià)值

在蘋果(Apple)可能應(yīng)用(人造)藍(lán)寶石材料和一連串相關(guān)投資的雙重推動(dòng)下，美國藍(lán)寶石材料生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商極特先進(jìn)(GTAdvancedTechnologies)在過去一年來的股價(jià)突飛猛進(jìn)，從2013年二季的3~4美元上漲到2014年第二季的15美元以上。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)寶石玻璃應(yīng)用于后方相機(jī)鏡頭保護(hù)和直徑小于10mm的指紋晶片上，兩者使用的最主要目的是為了保護(hù)、防止位于藍(lán)寶石玻璃下方的元件刮傷。不過，真正讓人們持續(xù)關(guān)注的是，蘋果很有可能在未來某一代的iPhone保護(hù)玻璃玻璃上，以藍(lán)寶石材料取代鋁矽酸鹽玻璃材料(aluminosilicate)，而且對(duì)角線尺寸至少應(yīng)該會(huì)在4.7英寸以上。

在智能型手機(jī)屏幕上使用藍(lán)寶石保護(hù)玻璃的考慮情況，比起前二者來得更為復(fù)雜。除了對(duì)應(yīng)的尺寸使得成本跳升外，保護(hù)玻璃材料的選擇并不單單只是考慮防止刮傷而已。NPDDisplaySearch表示，保護(hù)玻璃下方就是手機(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)寶石除了先天物理硬度高，可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)品行銷的目的。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∮校且驗(yàn)橹圃爝^程(長(zhǎng)晶)中需要耗費(fèi)大量的電能與時(shí)間。

目前的疑問和商業(yè)行動(dòng)

藍(lán)寶石保護(hù)玻璃的供應(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(zhǎng)晶爐，長(zhǎng)成晶棒后，利用金剛石線鋸切割，經(jīng)由研磨、拋光等程式，以基板的形式銷售給下游客戶，包含2英寸、4英寸和8英寸等形式。

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(zhǎng)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(梅薩山)安裝長(zhǎng)晶爐的消息從來就沒有停過。媒體曾經(jīng)以500臺(tái)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(huì)有更多的長(zhǎng)晶爐需求。

相機(jī)鏡頭、指紋辨識(shí)的保護(hù)蓋(小于0.5英寸)或是智能手表(約1.5/1.7英寸)對(duì)藍(lán)寶石的消耗并不大，然而當(dāng)作保護(hù)玻璃玻璃使用(至少4.7英寸)時(shí)，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(duì)是另一個(gè)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矽酸鹽玻璃的話，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(dòng)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(gè)是關(guān)于藍(lán)寶石基板的多層夾層專利(sapphirelaminate)，另一個(gè)是相關(guān)的多層固著技術(shù)專利(attachmenttechniques)。

2013年11月4日，極特先進(jìn)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)定，蘋果將采購并運(yùn)營藍(lán)寶石材料生產(chǎn)設(shè)備，而這些設(shè)備將被安裝在該公司的新工廠中(亞利桑美州的梅薩山)。蘋果將向極特先進(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(shí)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TwinCreeks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EVGroup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、碳化矽)得以和特殊處理過的基板(玻璃、矽、塑膠)兩相貼合。

蘋果和GTAT在藍(lán)寶石材料上的商業(yè)行動(dòng)

從以上的商業(yè)行為來看，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(jìng)爭(zhēng)的門檻，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。不過這不代表非蘋果品牌可以接受使用藍(lán)寶石保護(hù)玻璃所產(chǎn)生的高昂成本，最有可能的應(yīng)用還是一兩款限量的高階機(jī)種。在分析了材料的物理特性和保護(hù)玻璃規(guī)格需求后，該機(jī)構(gòu)也不認(rèn)為藍(lán)寶石材料有必然的優(yōu)勢(shì)可取代玻璃作為智能型手機(jī)的保護(hù)玻璃。

藍(lán)寶石材料最顯著的一個(gè)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(MohsHardness)是比較兩種礦物相互碰撞時(shí)相對(duì)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矽(SiO2，莫氏硬度7H)，當(dāng)其摩擦到智能手機(jī)保護(hù)玻璃玻璃(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，只要保護(hù)玻璃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。

但是耐磨性不是保護(hù)玻璃的唯一要求，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2.3Mpa(鋁矽酸鹽玻璃是0.7MPa)，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(gè);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)用元件采用藍(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(jiǎn)單、僅作為報(bào)時(shí)用，因此采用整片藍(lán)寶石材料作為保護(hù)玻璃，對(duì)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(gè)人機(jī)介面的核心。較差的穿透率意味著需要加強(qiáng)液晶面板的背光，這對(duì)為了追求屏幕高解析度而已經(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(zhǎng)晶爐需要長(zhǎng)時(shí)間維持高溫(~2,045°C)，而長(zhǎng)晶成晶棒的時(shí)間約需要三個(gè)星期。其他像是較高的折射率(~1.76-1.78)、比重(~3.95g/cm3)，也會(huì)對(duì)整體智能手機(jī)的規(guī)格產(chǎn)生影響。透過對(duì)藍(lán)寶石優(yōu)缺點(diǎn)的分析，NPDDisplaySearch認(rèn)為對(duì)于整體智能手機(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＠?、技術(shù)以及供應(yīng)鏈的取得。只要蘋果可以透過極特先進(jìn)和下游保護(hù)玻璃成形加工廠商(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(shì)，但卻不需要過度遷就藍(lán)寶石材料的成本和劣勢(shì)。

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(duì)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(huì)將供應(yīng)鏈設(shè)在亞利桑那州梅薩山、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)保護(hù)玻璃，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(shí)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)寶石保護(hù)玻璃工法，可能要到2015年才看的到。那么2014年會(huì)出現(xiàn)以整片藍(lán)寶石材料才作為保護(hù)玻璃嗎?

如果蘋果在2014年就將藍(lán)寶石運(yùn)用在iPhone保護(hù)玻璃中，那么很有可能只會(huì)在高階或甚至限量版的iPhone中使用整片藍(lán)寶石。其實(shí)，另一個(gè)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保護(hù)玻璃僅約1.5英寸或1.7英寸的對(duì)角線，同時(shí)屏幕要顯示的資訊也沒有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(shí)推出藍(lán)寶石與鋁矽酸鹽玻璃的版本。