Привет.
Какой материал лучше для корпуса телефона? Вопрос вовсе не праздный с практической точки зрения, большинство наверняка ответит на него однозначно и просто: дешевле всего пластик, затем идет стекло, потом уже металл, и дальше идет градация: алюминий, нержавеющая сталь, титан. Процитирую Бродского: «Взгляд, конечно, очень варварский, но верный».
Выбор материала, способ его обработки, конструкция телефона – все это взаимосвязанные вещи, и они намного интереснее, чем кажется на первый взгляд. Люди зачастую воспринимают фразы вроде «армированный алюминий» исключительно как маркетинговые, а слова про титановый корпус – как нечто реальное, словно перед нами чистый титан без примесей и добавок. Попробуем вместе разобраться, чем различаются материалы, как они влияют на себестоимость телефона, какие ограничения накладывают на производителей. А начнем мы с пластика.
Table of Contents
- Пластики — самый массовый материал в электронике
- Металл — алюминий, нержавейка, титан. Есть ли отличия?
- Армированный алюминий, маркетинг или реально другой материал
Пластики — самый массовый материал в электронике
На снимке вы видите практически идентичные по дизайну смартфоны. Перед вами Samsung Galaxy A27 и A57, аппараты одного поколения, но в старшей модели рамка корпуса из алюминия, в младшей модели это пластик.
Давайте посмотрим на аппараты сбоку.
Металл можно отличить по вставкам пластика другого цвета, они нужны для антенн, так как металл непрозрачен для радиосигнала, отсюда необходимость такого решения. Начинка устройств более-менее одинакова, масса телефонов должна совпадать, но она заметно различается, вес Galaxy A27 – 200 грамм, A57 – 179 грамм. Как следствие, эргономика старшей модели значительно лучше, так как она весит меньше и имеет ровно такую же батарею, сходную начинку.
Разница в весе почти полностью обусловлена разницей в материалах, выбранных для корпуса. В теории можно сократить толщину пластика, облегчить модель, но тогда она не пройдет внутренние тесты на падение, удары и так далее.
Попробуем задать вопрос с подковыркой: а существует ли пластик, который может быть по прочности таким же, как алюминий, позволит создавать корпус телефона с теми же характеристиками?
На рынке существуют тысячи вариантов различного пластика, и среди них множество материалов, которые не просто могут быть аналогичными алюминию, а даже превосходят его по целому ряду параметров. Например, есть суперконструкционные полимеры (PEEK, PEI, PPS), углепластики, среди которых наиболее известен карбон. В среднем корпус из карбона будет весить на 40% меньше, чем таковой же из алюминия.
Посмотрите в табличку со свойствами различных материалов.
Почему же тогда рынок не наводнили корпуса из карбона или других пластиков? Ответ нужно искать в стоимости производства и обработки материалов. Себестоимость карбона в готовом корпусе от трех до пяти раз выше, чем для алюминия 6000-й серии. Для производства углеволокна требуется многоступенчатый синтез (то есть большие химические заводы), обжиг в высокотемпературных печах без доступа кислорода. Отсюда крайне высокая себестоимость.
Другой негативный момент – пластик имеет другую теплопроводность, он плохо умеет отводить тепло. Для современных процессоров это необходимость, перегрев включает троттлинг процессора, заставляет смартфон работать хуже. Получается, что использование карбона не просто дорогое удовольствие, тут необходимо добавить высокоэффективную систему охлаждения, она также прибавит дополнительные деньги к себестоимости.
Нельзя сказать, что все производители используют один и тот же тип пластика, они сильно различаются между собой по характеристикам, себестоимости, отличия в цене могут быть кратными. Например, в том же Galaxy A27 используется пластик, который стоит дешевле, чем в realme 16 Pro+.
В realme добились максимального сходства пластика с металлом, он вызывает те же ощущения, но не холодит руку, когда вы берете телефон. Это простой способ на глазок определить, какой материал перед вами, отличается теплопроводность. Но зачастую компании научились так маскировать пластик, что с ходу определить материал невозможно, а значит, для покупателя вся разница – в весе устройства и эргономике, которая вытекает из этого параметра.
В бюджетном и среднем сегменте массово используется поликарбонат (PC/PC-ABS). Примерно в 80% всех телефонов из пластика используют именно его, преимущества в легкости работы с пресс-формами, высокой ударопрочности, возможности получить любой цвет корпуса.
Следующий по сложности — гластик, сочетание поликарбоната и акрила. Материал создан для имитации стекла, спинка такого аппарата выглядит зеркальной, как стекло, но ей можно придать и матовый блеск, как у флагманов. Хороший пример – модели Honor 600 и 600 Pro, в первом гластик, во втором стекло для задней панели. Подчеркну, что гластик используется именно для оформления задней панели, он может сочетаться с обычным пластиком для корпуса телефона, это разные детали.
Говоря про корпус, мы часто забываем о внутреннем шасси аппарата, на котором крепится плата, вся электроника. Обычно оно также создается из пластика, если говорить о массовых моделях, тут используется полиамид (вы наверняка знаете его под коммерческим именем нейлон). Полиамиды PA6/PA66 содержат добавки из стекловолокна (от 30 до 50% от массы), что делает их прочными и жесткими, они отлично выдерживают удары и при этом стоят недорого. Появление телефонов, которые с легкостью выдерживают падения с высоты, удары по корпусу, — это результат использования полиамидов и специальной конструкции, которая стоит относительно недорого. В качестве примера такой технологии можно вспомнить ArmorShell от realme, модель C85 Pro. Внешне никак не увидеть тот факт, что этот аппарат имеет высокий уровень защиты, но он выдерживает падения, деформируется, но не бьется, нет сколов. И еще этот аппарат выдерживает длительное погружение в воду, но это уже совсем другая история, не связанная с использованием пластика конкретного типа.
В некоторых моделях можно увидеть использование арамида и кевлара (задние панели), такой материал красив, устойчив к царапинам и порезам, но цена его обработки крайне высока, поэтому он не может быть массовым.
Обратите внимание, что на рынке нормой является сочетание разных материалов в конструкции одного устройства. Например, тот же Galaxy A27 имеет корпус из пластика, а вот задняя спинка из стекла. Причина использования стекла очевидна – ему можно придать блеск, добиться меньшего веса устройства (при использовании пластика можно смело прибавить минимум 7-8 грамм при тех же характеристиках). Производители всегда ищут оптимальное сочетание материалов, при этом ориентируются на внутренние стандарты качества, телефон должен выдерживать падения, истирание поверхности при контакте с ключами, одеждой и так далее. Почитайте, как тестируют телефоны в лаборатории производителя.
Металл — алюминий, нержавейка, титан. Есть ли отличия?
Обычно люди не видят никакой разницы между типами металла, который используется в корпусе телефона, самого его наличия более чем достаточно, и дальше уже можно не углубляться в обсуждение того, чем, собственно различаются материалы. С точки зрения потребителя, это, наверное, правильно, но нам интересно удовлетворить свое любопытство, понять, в чем разница для производителя.
Также как пластик, металл может быть разным, при производстве используются различные сплавы. Например, для алюминиевых корпусов самыми распространенными являются сплавы 6000-й серии (их существуют десятки, различающиеся теми или иными параметрами, есть и заметная разница в стоимости). Но начнем мы обсуждение с изготовления корпуса. Это процесс, который происходит вне завода по сборке смартфонов, на него уже приезжает готовая деталь, и мало кто может похвастаться тем, что видел, как именно производят корпуса из алюминия.
Экономически оправдана штамповка корпуса, так как вырезание фрезой из единого куска металла стоит крайне дорого и занимает много времени. В прошлом Apple использовала фрезу для выпиливания корпусов для MacBook из единого бруска алюминия, тогда в отходы шло около 70% металла (он собирался и затем снова переплавлялся в бруски, металл не пропадал). Начиная с 2026 года в Apple отказались от этой технологии и также перешли к ковке.
Поставщик металла выдавливает разогретый алюминиевый сплав в прямоугольный профиль, после остывания он нарезается на заготовки.
Следующий этап – это ковка, в форму, уникальную для корпуса вашего телефона, подается алюминиевая заготовка, пресс вбивает ее, и вы получаете деталь. Она далека от завершения, так как это всего лишь грубый прообраз корпуса.
Следующий этап не менее важен, фрезеровка происходит на станках с компьютерным управлением, фреза снимает все ненужное и лишнее. В этот момент вырезаются все необходимые отверстия под разъемы: динамики, порт зарядки, микрофоны, лоток SIM-карты, клавиши управления. Себестоимость корпуса зависит от времени загрузки станка, как быстро он может обработать заготовку. В индустрии разброс времени напрямую зависит как от самого станка (его цены), так и от выбранного материала. В среднем можно говорить о времени обработки от тридцати минут до полутора часов.
Чтобы оценить различия, давайте возьмем корпус одного и того же смартфона и попробуем просто поменять сплав, в одном случае это будет 6000-я серия, во втором – более прочная 7000-я серия. Ровно те же размеры, вес заготовки, но различается прочность материала и время на его обработку вырастает с 40 минут до 55 минут. Как результат, себестоимость растет моментально, а мы еще не учли повышенный износ фрезы, необходимость использования других материалов для нее (тоже более дорогие). Себестоимость заготовки из 7000-й серии выше минимум на 25%, материал по своим характеристикам близок к мягким сортам стали.
А есть еще отбраковка, она заметно выше, чем для 6000-й серии. Если вы изготавливаете тонкий корпус, то надо помнить, что пластичность 7000-й серии заметно ниже, любой скачок температуры, локальный нагрев фрезы (не поступила вода для охлаждения на корпус или на полградуса изменилась ее температура) дает микротрещины, заготовка идет в брак. На хорошем оборудовании брак для 6000-й серии составляет до 4% (на плохом он выше, до 6-7%), а вот для 7000-й серии он уже доходит до 6-7% (и 10-11% соответственно).
На этом изготовление корпуса вовсе не окончено, необходимо добавить прозрачные пластиковые врезки для прохождения радиосигнала. В заготовке корпуса уже есть прорези для них, под высоким давлением наносят специальный пластик (Nano Injection Molding, технология называется так, сокращенно NMT). Идея такая же, как у суперклея, на молекулярном уровне происходит сцепление пластика с металлом, дальше необходимо срезать излишки пластика, и деталь снова поступает на фрезу, где проходит этот процесс. Именно так возникает заготовка для корпуса, но она далека от финальной, требуется еще несколько технологических процессов, чтобы довести корпус до состояния, когда он может использоваться при сборке смартфона.
Армированный алюминий, маркетинг или реально другой материал
Когда в Samsung появился термин «армированный алюминий» и в обзоре одного из первых флагманов компании я повторил сказанное компанией, мне пришло письмо, в котором человек грозил подать в суд на меня лично, производителя и на всех на свете за то, что мы рассказываем о том, чего в природе не существует. Комичность ситуации оставлю за скобками, но именно тогда мне захотелось разобраться в вопросе, что тут наносное, а что реально сделано для таких корпусов.
Например, в последнем поколении флагманов S26 используется второе поколение армированного алюминия (Armor Aluminum 2). В основе сплав 7000-й серии (если быть точным, то это авиационная марка 7075-Т6, она взята за основу). В теории кто-то может взять ровно тот же сплав и заявить, что получил те же возможности, что и во флагманах Samsung, вот только правдой это не будет. Вопрос не в повторении сплава, а в его изменении плюс в процессе производства, который также влияет на итоговый результат.
В Samsung добавили в изначальный сплав скандий и цирконий, что повысило устойчивость материала к царапинам (плюс 10% от обычного сплава плюс время обработки фрезой, как вы уже понимаете из процесса производства).
Другой немаловажный момент – создание другой структуры металла (сверхмелкозернистая структура). Во время выплавки материал постоянно деформируют, чтобы кристаллическая решетка изменилась, материал становится более вязким.
На следующем этапе вместо привычного создания профиля для заготовки идет многократная ковка (в чем-то сходно с технологией изготовления дамасской стали). Брусок проходит через несколько циклов горячей штамповки в прессе, задача – убрать все внутренние дефекты материала.
Последующая фрезеровка занимает почти в два раза больше времени, чем для обычного алюминия 6000-й серии, фрезы из-за вязкости металла не могут работать быстро.
Для Samsung стоимость армированного алюминия в два раза выше, чем простого корпуса из алюминия 6000-й серии, но сложность технологического процесса оправдана тем, что сам корпус может быть очень тонким, максимально облегченным. Например, создание тонкого Fold7/8 было бы невозможно без этой технологии, характеристики устройства пострадали бы (тонкий корпус из 6000-го сплава не был бы таким же прочным и устойчивым к падениям, отсюда большее число разбитых аппаратов). В себестоимости средняя цена корпуса 6000-й серии составляет около 10 долларов, а вот такой же корпус из армированного алюминия в два раза дороже.
Так что, несмотря на то, что «армированный алюминий» — исключительно маркетинговый термин, придуманный внутри Samsung, по факту это другой материал, имеющий значительные отличия как по химическому составу в сравнении с изначальным сплавом, взятым за основу, так по итоговой обработке. Да и по дороговизне материала видно, что себестоимость растет не просто так, она не взята с потолка из желания заработать.
P.S. Текст получается большим, вероятно, в чем-то тяжелым из-за обилия подробностей технологического цикла. Поэтому решил разбить его на несколько частей, чтобы не наступать на горло собственной песне, не упрощать описание процессов, не обобщать моменты там, где это точно не нужно.
В следующей части обязательно поговорим про другие типы металлов, как они меняют себестоимость устройств, в чем их плюсы и минусы.