藍寶石：看蘋(píng)果打造無(wú)法復制的供應鏈

　　在蘋(píng)果(Apple)可能應用(人造)藍寶石材料和一連串相關(guān)投資的雙重推動(dòng)下，美國藍寶石材料生產(chǎn)設備供應商極特先進(jìn)(GTAdvancedTechnologies)在過(guò)去一年來(lái)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(píng)果采用而獲益的藍寶石供應鏈，也吸引了不少投資者的眼光。

　　到目前為止，蘋(píng)果僅是將藍寶石玻璃應用于后方相機鏡頭保護和直徑小于10mm的指紋晶片上，兩者使用的最主要目的是為了保護、防止位于藍寶石玻璃下方的元件刮傷。不過(guò)，真正讓人們持續關(guān)注的是，蘋(píng)果很有可能在未來(lái)某一代的iPhone保護玻璃玻璃上，以藍寶石材料取代鋁矽酸鹽玻璃材料(aluminosilicate)，而且對角線(xiàn)尺寸至少應該會(huì )在4.7英寸以上。

　　在智能手機屏幕上使用藍寶石保護玻璃的考慮情況，比起前二者來(lái)得更為復雜。除了對應的尺寸使得成本跳升外，保護玻璃材料的選擇并不單單只是考慮防止刮傷而已。NPDDisplaySearch表示，保護玻璃下方就是手機屏幕，光學(xué)的穿透性也是相當重要的因素，而穿透性的高低直接影響到液晶屏幕所需的背光強度，進(jìn)而影響到智能手機的功耗。

　　藍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，往往也被消費者視為是一種稀有、珍貴的礦石，而產(chǎn)品廠(chǎng)商自然也樂(lè )意以迎合消費者既有的心理，來(lái)達到產(chǎn)品行銷(xiāo)的目的。不過(guò)事實(shí)上，絕大多數應用于消費者產(chǎn)品的藍寶石材料，就如同所謂的“水晶”一般，其實(shí)都是人工方法制造出來(lái)的;藍寶石之所以昂貴，并不是因為稀有，而是因為制造過(guò)程(長(cháng)晶)中需要耗費大量的電能與時(shí)間。

　　目前的疑問(wèn)和商業(yè)行動(dòng)

　　藍寶石保護玻璃的供應鏈主要是材料(藍寶石晶棒和基板)和加工(成形和涂層)。雖然藍寶石常見(jiàn)于許多精品手表中，但LED應用才真正是藍寶石材料廠(chǎng)商的主要客戶(hù)。主要的藍寶石材料廠(chǎng)商來(lái)自全球各地，如Monocrystal、Rubicon、STC、OCI、Kyocera和USIO。這些廠(chǎng)商擁有數量龐大的藍寶石長(cháng)晶爐，長(cháng)成晶棒后，利用金剛石線(xiàn)鋸切割，經(jīng)由研磨、拋光等程式，以基板的形式銷(xiāo)售給下游客戶(hù)，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寶石材料大廠(chǎng)，極特先進(jìn)是以長(cháng)晶爐設備而著(zhù)稱(chēng)，而非生產(chǎn)藍寶石材料。過(guò)去半年來(lái)，有關(guān)極特先進(jìn)在亞利桑那州(梅薩山)安裝長(cháng)晶爐的消息從來(lái)就沒(méi)有停過(guò)。媒體曾經(jīng)以500臺的數量來(lái)估算產(chǎn)能，并推算出這些產(chǎn)能在一年內僅能供應iPhone約三分一之的需求，結論自然是蘋(píng)果會(huì )有更多的長(cháng)晶爐需求。

　　相機鏡頭、指紋辨識的保護蓋(小于0.5英寸)或是智能手表(約1.5/1.7英寸)對藍寶石的消耗并不大，然而當作保護玻璃玻璃使用(至少4.7英寸)時(shí)，基板的尺寸、價(jià)格、經(jīng)濟切割、外型加工良率損失與供應鏈產(chǎn)能就絕對是另一個(gè)層次的考慮。再者，如果蘋(píng)果真的想用整片藍寶石材料來(lái)取代由康寧等廠(chǎng)商提供的鋁矽酸鹽玻璃的話(huà)，那么以iPhone的銷(xiāo)售量來(lái)做為籌碼，蘋(píng)果其實(shí)可以直接跟全球藍寶石材料大廠(chǎng)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(guò)極特先進(jìn)、從無(wú)到有地建立自己的藍寶石材料供應鏈。

　　從蘋(píng)果和極特先進(jìn)在過(guò)去三年內的商業(yè)行動(dòng)觀(guān)察，或許可以勾勒出蘋(píng)果背后的意圖和戰略。2013年9月12日和2014年1月23日，蘋(píng)果從美國專(zhuān)利局(USPTO)獲得兩項關(guān)于藍寶石的專(zhuān)利批準：一個(gè)是關(guān)于藍寶石基板的多層夾層專(zhuān)利(sapphirelaminate)，另一個(gè)是相關(guān)的多層固著(zhù)技術(shù)專(zhuān)利(attachmenttechniques)。

　　2013年11月4日，極特先進(jìn)宣布已經(jīng)與蘋(píng)果公司簽訂關(guān)于藍寶石材料的多年期供貨協(xié)定。根據此次協(xié)定，蘋(píng)果將采購并運營(yíng)藍寶石材料生產(chǎn)設備，而這些設備將被安裝在該公司的新工廠(chǎng)中(亞利桑美州的梅薩山)。蘋(píng)果將向極特先進(jìn)預先支付約5.78億美元的款項，后者將自2015年開(kāi)始，以至少5年的時(shí)間，陸續向蘋(píng)果公司報銷(xiāo)相關(guān)費用。

　　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(lái)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(kāi)發(fā)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)貼合制程與設備，讓由Hyperion技術(shù)所切出的薄層(藍寶石、碳化矽)得以和特殊處理過(guò)的基板(玻璃、矽、塑膠)兩相貼合。

　　蘋(píng)果和GTAT在藍寶石材料上的商業(yè)行動(dòng)

　　從以上的商業(yè)行為來(lái)看，可以推論蘋(píng)果的兩項專(zhuān)利內容跟極特先進(jìn)的制程技術(shù)應該是相關(guān)的。也就是說(shuō)，前者利用專(zhuān)利與建立自有的供應鏈來(lái)建立品牌競爭的門(mén)檻，而后者則是讓專(zhuān)利的想法得以量產(chǎn)實(shí)現。

　　材料比較

　　雖然目前使用的藍寶石材料大多為人造產(chǎn)品，但多數人仍認為藍寶石比玻璃還有價(jià)值。不過(guò)這不代表非蘋(píng)果品牌可以接受使用藍寶石保護玻璃所產(chǎn)生的高昂成本，最有可能的應用還是一兩款限量的高階機種。在分析了材料的物理特性和保護玻璃規格需求后，該機構也不認為藍寶石材料有必然的優(yōu)勢可取代玻璃作為智能型手機的保護玻璃。

　　藍寶石材料最顯著(zhù)的一個(gè)特性便是硬度，藍寶石的硬度達到了莫氏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)，當其摩擦到智能手機保護玻璃玻璃(換算莫氏硬度后，一般低于7H)，就容易產(chǎn)生劃痕和細微損傷。因此，只要保護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玻璃的唯一要求，藍寶石的沖擊耐受力也比玻璃強;雖然藍寶石的斷裂韌度是2.3Mpa(鋁矽酸鹽玻璃是0.7MPa)，但是藍寶石也不能經(jīng)受太大或突然的沖擊。藍寶石也有缺點(diǎn)，可見(jiàn)光波段的穿透性就是最重要的一個(gè);由于藍寶石在紫外線(xiàn)波段比起玻璃有更好的穿透性，因此一些工業(yè)用元件采用藍寶石作為光學(xué)零件。

　　但是，藍寶石在可見(jiàn)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(pán)簡(jiǎn)單、僅作為報時(shí)用，因此采用整片藍寶石材料作為保護玻璃，對其主要功能影響有限。然而，智能手機的屏幕與觸控面板是整個(gè)人機介面的核心。較差的穿透率意味著(zhù)需要加強液晶面板的背光，這對為了追求屏幕高解析度而已經(jīng)犧牲功耗的智能手機顯然不是所期望的。

　　此外，藍寶石的生產(chǎn)更為耗能，長(cháng)晶爐需要長(cháng)時(shí)間維持高溫(~2,045°C)，而長(cháng)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 )對整體智能手機的規格產(chǎn)生影響。透過(guò)對藍寶石優(yōu)缺點(diǎn)的分析，NPDDisplaySearch認為對于整體智能手機來(lái)說(shuō)，玻璃仍是較平衡的選擇。

　　蘋(píng)果將如何運用藍寶石?

　　那么蘋(píng)果為什么堅持使用藍寶石?答案可能是因為專(zhuān)利、技術(shù)以及供應鏈的取得。只要蘋(píng)果可以透過(guò)極特先進(jìn)和下游保護玻璃成形加工廠(chǎng)商(如藍思)的供應鏈使其專(zhuān)利可行，那么蘋(píng)果就能采用Hyperion技術(shù)切割的20微米藍寶石薄層覆蓋在iPhone的保護玻璃上，作一種“表面硬度加強處理”，而不是使用整片藍寶石材料。如此，蘋(píng)果就可以充分發(fā)揮藍寶石的耐磨性?xún)?yōu)勢，但卻不需要過(guò)度遷就藍寶石材料的成本和劣勢。

　　如果不是因為有如此特殊的工法，蘋(píng)果其實(shí)應該直接透過(guò)全世界已有的藍寶石材料大廠(chǎng)來(lái)建立供應鏈，相對來(lái)說(shuō)還是比較容易的。正因為這是前所未有的工法、也因此蘋(píng)果才會(huì )將供應鏈設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(wú)法復制供應鏈。如果是采用整片藍寶石材料來(lái)做智能手機保護玻璃，那么現有的供應鏈已經(jīng)成熟，除了蘋(píng)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(kāi)始，以至少5年的時(shí)間，陸續向蘋(píng)果公司報銷(xiāo)相關(guān)費用。”也就是說(shuō)，以蘋(píng)果專(zhuān)利與供應鏈為基礎的藍寶石保護玻璃工法，可能要到2015年才看的到。那么2014年會(huì )出現以整片藍寶石材料才作為保護玻璃嗎?

　　如果蘋(píng)果在2014年就將藍寶石運用在iPhone保護玻璃中，那么很有可能只會(huì )在高階或甚至限量版的iPhone中使用整片藍寶石。其實(shí)，另一個(gè)比iPhone更有可能在2014年應用整片藍寶石材料的產(chǎn)品，就是傳聞中的iWatch。

　　iWatch保護玻璃僅約1.5英寸或1.7英寸的對角線(xiàn)，同時(shí)屏幕要顯示的資訊也沒(méi)有iPhone來(lái)得復雜，因此光學(xué)穿透性的影響較低。不過(guò)，考慮到成本與終端售價(jià)，蘋(píng)果很有可能同時(shí)推出藍寶石與鋁矽酸鹽玻璃的版本。