[科技新報]藍寶石水晶玻璃是Apple所看好的材料？技術整合大螢幕應用成為可能

 

 

 

Apple 與著名的的太陽能設備與藍寶石水晶玻璃製造商達成了一筆達 5 億 7,800 萬美元的交易，特別的是這筆交易內容是極特先是要把生產設備建製在 Apple 新建在美國亞歷桑那州的廠房中，這個做法可能牽涉到藍寶石水晶玻璃的加工改善、美國生產與組裝配送等多個考量，在結構調整與改良下，藍寶石水晶玻璃未來在 Apple 產品應用的範圍應會逐步擴大，包含到整個 iPhone 上全部改用藍寶石水晶玻璃都有可能。

 

 

 

藍寶石水晶玻璃（ Sapphire Crystal）是屬於人工合成的玻璃製品，也是 Apple 近來很感興趣的材質之一（另一自然就是拿下使用權卻只停留在測試的液態金屬 Liquidmetal 了），蘋果為對它感興趣主因在於，除了其如同玻璃般無色透明外，最重要是其硬度與韌性與現有來自康寧 Corning 的 Gorilla 強化玻璃更佳。

 

 

 

Source: MIT Technolgy Review

▲未切割加工的藍寶石水晶玻璃

 

以抗刮性來說，藍寶石水晶玻璃達到了莫式硬度 9，僅次於鑽石，在韌性方面 Gorilla 大約是 0.7MPa．m0.5，藍寶石水晶玻璃則是達到了 3MPa．m0.5，也就是四倍以上的水準。

 

不過藍寶石水晶玻璃也不是沒有缺點，首先由於硬度高、抗刮等堅固的特性，藍寶石水晶玻璃較密度也較大，約為 3.98 g/cm3，比 Gorilla 的 2.54 g/cm3 高，因此在同樣尺寸與厚度下，藍寶石水晶玻璃的重量就是會比 Gorilla 玻璃更重。除此之外，雖然兩種材質都有不錯的光學品質，但藍寶石水晶玻璃在折射率較高，也就是在同樣的光源亮度下，Gorilla 的顯示會較為明亮，而些都是高硬度所換來的代價。

 

除此之外，藍寶石水晶玻璃另一重大的問題就是加工成本過高與耗時，導致其成品是 Gorilla 玻璃的 3 到 4 倍以上的價格，雖然 Yole Développement 分析師 Eric Virey 曾表示 未來幾年藍寶石水晶玻璃做為手機螢幕表面的價格將會由原本的 30 美元的成本下降到 20 美元，但對比到 Gorilla 不到 3 美元的成本，還是貴上太多，這也是目前藍寶石水晶玻璃無法大規模採用的最大問題，而多使用在腕錶等較高單價的商品上主因。

 

 

Apple 對藍寶石水晶玻璃的研究甚深，也深知其發展現況，顯然他們找到了解決生產上的因應方式，關鍵正是在極特先進身上，要知道極特先進的主業在太陽能上面，藍寶石的只占其總營收的 11%，Apple 會找上它自然有他的原因在，除了極特先進擁有較大的藍寶石長晶爐，可生產較大尺寸重量的藍寶石水晶玻璃之外，極特先進在 2012 時自 Twin Creeks 手取得了切割太陽能基板的相關技術，這個技術除了運用在太陽能產業的太陽能電池切割之外，也可運用在藍寶石水晶玻璃上，這技術可能才是蘋果與他合作的最重要原因。

 

Source:Extreme Tech

▲Twin Ceeks 研發的「氫離子加速器」可用來切割藍寶石玻璃

 

 

這個名為「氫離子加速器」（Hydrogen ion particle accelerator ）的設備是利用氫離子來控制各式晶圓切割的精準度，用以避免原材料的無謂浪費與切割厚度太薄所造成的碎裂，自然也可以省下大量的成本，按照 Extreme Tech 的說法，這個設備本質上根本是一個離子加農炮（ion cannon）。

 

控制離子來做切割應用的想法雖非 Twin Creeks 首創，先前也有類似概念的測試，但不同的是 Twin Creeks 所研發的設備大幅降低了成本，讓停留在實驗室的概念得以在商業市場中量產應用。

 

透過這個新技術，Apple 有機會降低藍寶石水晶玻璃的成本，雖然其相對密度較高、重量較重，但只要成品夠薄，整體而言將有機會比現有的 Gorilla 強化玻璃更輕，這對不斷追求更輕更薄外觀的 Apple 來說，是一個非常大的誘因。

 

由於蘋果投入藍寶石水晶的金額相當高，這個交易下未來極特先進的業務收入可能反會以藍寶石為大宗，根據 Cantor Fitzgerald 分析師 Brian White 的估算，極特先進其藍寶石的營業額為原本為 2,890 萬美元，未來將會成長至現有規模的 15 至 16 倍之譜，約在 4 億 8,000萬 至 6 億 4,000 萬美元之間。

 

在這合作計劃中，Apple 一開始會投入 5 億 7,800 萬美金讓極特先進於五年陸續報銷，但並未實際談到雙方合作的時間長短，也就是說這數目還只是一開始合作的預付款，長久下來 Apple 投入金額必定超過這個數目。