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2019年2月24日，西班牙巴塞羅那，華為消費者BG總裁餘承東剛從Mate X發佈會的舞臺走下來，沒來得及反應，就被全球媒體記者們團團圍住。大家饒有興致地簇擁向前，都希望搶到第一時間上手體驗的機會。超薄機身、獨特外折、全面屏、獨特轉軸、革命性的交互等創新設計，獲得業界廣泛好評和關注。
10月23日，華為宣佈Mate X將於11月15日正式限量開售。這款被外界頻頻關注的摺疊屏手機，是怎麼做出來的？背後有哪些不得不說的故事？
本文將從設計篇、結構篇、扇熱篇三個部分為大家講述。
【設計篇】
摺疊屏手機，要給你“好看”
Mate X ID團隊
手機發展到今日，正面幾乎只剩下一塊屏幕，各個廠家都在極力隱藏不必要的干擾元素，整體形態都像鵝卵石一樣平順過度，各個部件之間嚴絲合縫。所以，作為設計團隊，我們每個人心裡都很清楚，如果摺疊屏手機的顏值、體驗不能匹配、甚至超過當前直板機，很難吸引消費者的興趣。
從2015年開始，華為工業設計團隊就開始向摺疊屏手機ID設計探索，通過三大步驟，最終賦予Mate X令人驚豔的顏值。
第一步：“骨架”採用外摺疊方式
為什麼要摺疊？
早在2015年，CBG & 2012硬工聯合創新團隊就開始了摺疊機的探討以及關鍵技術探索。當時只是覺得這可能是未來的一個手機方向，但很多人還是充滿了懷疑：“直板手機已經夠用了，既輕便又簡單，想用大屏有pad就好了，而且pad市場逐年在萎縮，摺疊沒意義！”
但是到了2017年，全面屏直板手機市場開始逐漸爆發，市場歡迎度很高。而且，移動高清視頻、高分辨率攝影流量逐步提升，更大的屏幕顯然可以獲得更好的觀看體驗。大家意識到用戶對屏幕尺寸的追求是逐步提升的。如果說全面屏是直板手機在有限尺寸範圍內提升屏幕尺寸的最佳解決方案，摺疊屏也許是未來更好的大屏解決方案。收納狀態下具有主流直板手機舒適的握持尺寸，展開使用時又能很好的享受大屏的體驗。
需求有了，實現的條件也在逐步醞釀。隨著OLED（有機發光二極管）屏幕技術的發展，曲面屏幕迅速普及。儘管它們還不是真正意義上的可摺疊屏幕，只能做到一次性固定形狀的折彎，但到了2017年，很多廠家相繼展示並表示已突破可摺疊柔性屏技術，這也堅定了我們做摺疊屏手機的信心。
外折還是內折？
2015年，聯合預研團隊開始設想柔性摺疊屏的應用形式：內折、外折、捲曲等。從2016年開始，各個面板廠家相繼給出了可量產的屏幕技術規格，我們的探索最終聚焦到兩種方式：內折（摺疊後屏幕在內側）、外折（摺疊後屏幕在外側）。
兩種方式各有好處。外折屏在觀感上很酷，收納狀態下可以是雙屏手機，有很多有趣的體驗可以挖掘。比如給別人拍照時，後攝側的屏幕可以作為鏡像顯示，被拍者可以隨時看到自己在取景框中的狀態，再也不用擔心遇到不會拍照的男友了，自拍也可以使用更強性能的後攝來完成。打開的過程也很有趣，從一塊小屏變化到大屏，是可以給人很大的震撼的。
圖1：雙屏拍照體驗示意圖
圖2：外折屏示意圖
內折更像書本的體驗，非常有情懷感和安全感。但為了解決便捷使用的需求，業內通常會在外部多加一塊屏。這樣一來，在現有的柔性屏技術條件下，整機尺寸有所增加。
圖3：內折屏+外屏效果圖
圖4：外折屏（Mate X）與內折屏（友商產品）的整機厚度（mm）對比
基於這些考慮，我們最終選擇外折作為首款摺疊屏手機的“骨架”。但相比內折手機，外折也面臨了更大的挑戰：比如，柔性屏幕全部在外側，日常使用的摩擦、撞擊在所難免，防護成了最大的難題。在這個問題上，轉軸設計團隊和屏幕保護材料團隊做出了關鍵的技術突破，尤其是轉軸要做到“剛柔並濟”。“柔”是指保證屏幕可自由彎曲不受拉扯或擠壓；“剛”體現在任何彎折狀態下，有足夠的剛性支撐屏幕保持平整。同時，屏幕的觸控層是由金屬材質組成的，如果用屏幕包裹住整個機身，這對射頻信號的影響是災難性的。為此，結構和射頻工程團隊也做了足夠多的探索，來攻克這個難題。
第二步：打造苗條“身材”和姣好“面容”
Mate X在有限的空間中容納了更多的硬件功能，囊括了更豐富的體驗，但卻依舊保持著簡約外觀。無論展開或者閉合狀態均體現了全面屏的思考，無劉海，表面平整如一。但這樣一個苗條“身材”和姣好“面容”，是費盡心思才得以設計出來的。
攝像頭是手機裡最厚的器件，特別是隨著手機拍照要求的不斷提升，手機的攝像頭的尺寸規格逐年遞增，更好的畫質必定意味著更大的模組尺寸。因此，攝像頭的擺放位置及方式直接影響到了整機的輕薄和外觀簡潔性。而摺疊機有上下兩層，設計之初我們就堅持，整體厚度不能超出現有手機太多，否則市場接受度會很差。這樣就意味著在展開狀態下，攝像頭必定會突出主機身很多。
為了避免攝像頭凸起，我們做了很多的討論和取捨。
有同事率先提出：機身前後都保留攝像頭，怎麼樣？這個想法剛產生就被拍死了——這樣一來，屏幕就要縮小，無法達成全面屏體驗；如果將攝像頭放在某一層的背部，那麼另一側就要有相應凹坑，展開使用時會很不美觀；如果將攝像頭放在正面屏幕側凸起，一方面用戶會跟現有手機的前攝對比，接受度很差，也會給全面屏的設計造成不小的影響。
圖5：攝像頭的設計是一大難點
這個問題困擾了我們很久。我們發動了很多設計師一起想如何解決這個問題。大家提出了多種方案，有升降攝像頭、翻轉攝像頭、屏下攝像頭等，前前後後做了十幾個外觀方案手板，始終找不到最佳方案。
山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村。就在我們冥思苦想之時，有一個同事跳出來問：為什麼不能利用摺疊機的雙層空間來容納攝像頭？兩層機身為什麼一定要在側面分割？
一言驚醒夢中人。Mate X 的“非對稱”架構由此而產生。如果把摺疊機看成一個完整的O型形態的話，我們把兩層的分界線移到了背部，於是形成了一個類似把手的結構，攝像頭和所有的高規格器件都可以放在這兒。這種形態分割方式是最簡潔的。
圖6：Mate X非對稱架構
這是一個一舉多得的設計。首先，在收納狀態下，看不到任何額外凸起，展開時又可以作為握持的把手，不會因為機身面積變大而感到難以握持又或邊緣硌手，帶來良好的握持體驗。其次，由於背部的屏幕可以配合後攝像頭一起使用，所以正面的主屏也變成了乾淨的全面屏，還省去了一組前攝像頭。同時，天線、USB等元器件也可以放置在把手位置，實現了高度一體化的設計，呈現更簡約的外觀效果。
通過高度一體化、“非對稱”的架構設計，我們賦予了摺疊屏手機苗條、勻稱的“身材”和姣好“面容”。
第三步：讓摺疊屏手機“表裡如一”
說實話，可摺疊的柔性屏幕所有廠商都可以用，摺疊屏手機的形態也可以被快速模仿，但能將這些融入自身核心設計中，並用好的廠商卻不多。
作為精密的傳動部件，轉軸位於摺疊屏中間位置，是摺疊屏手機最為核心的部分，具有中樞般的地位，這也是摺疊屏手機研發過程中最難的地方。
技術的難題姑且可以留給結構工程團隊來實現。但作為工業設計團隊，我們首要解決的是“顏值”的難題。如果轉軸的外觀設計不夠簡約美觀的話，摺疊屏手機閉合或展開時候，會有大的縫隙。在超薄的有限空間下，如何給予轉軸這種複雜的運動結構簡約和美觀的外觀設計？
最初我們有很多備選方案，但外觀都比較複雜。有的像坦克履帶、有的像門窗的合葉，怎麼看都太功能化，像是工業設備，很難匹配當下消費電子產品的簡潔化趨勢。為了保證外觀簡潔化的目標可以落地，我們深入到工程團隊中學習基本的機構原理，一起參與詳細設計。非常佩服我們工程開發團隊的技術實力和耐心，對我們提出的很多苛刻的要求都盡力達成，最終用最簡單的直線和弧形，在一開一合之間，完成了背部和側邊的遮蔽。
最終的設計簡化到只有兩塊金屬滑板的狀態，展開狀態下只有一條接縫。整機外觀看起來非常簡潔、平整，同時也保證了結構的可靠性，實現了真正的“表裡如一”。
創新的高度一體化、非對稱的外摺疊架構、獨特簡約的轉軸設計，讓華為摺疊屏手機擁有薄、輕、全面屏、無劉海、平整簡潔令人驚豔的顏值，雙面屏幕更將給用戶帶來無限潛力的豐富體驗。
作為摺疊屏手機的工業設計團隊，我們最得意的就是，用簡約而不簡單的設計，定義了摺疊屏手機的設計方向，最感動的就是，整個項目團隊，不論是設計人員、研發，還是供應鏈、製造人員，所有人都擰成一股繩，朝著一個方向努力，併為之付出百分之百的熱忱，只為給消費者帶來更好、更驚豔的體驗。
【結構篇】
轉軸設計的“攀登”之路
Mate X轉軸團隊
2019年2月，看著華為Mate X發佈會的現場直播，聽到餘總介紹轉軸開發的難點，表面平靜的我們，內心早已澎湃不已。想起這三年，轉軸設計團隊從一個idea到最後的量產交付，整個開發歷程就是不斷解決難題的過程。
解決這些難題，就像攀登一座座山峰。每翻過一座大山，卻發現有更高更陡峭的山峰在前面，直到登上最高峰，我們才明白，要做到業界第一，沒有捷徑可以借鑑，只有認準方向，堅持不懈把產品做到極致才能成功。
一、踏上“攀登”之路
2015年9月，隨著業界Amoled（有源矩陣有機發光二極體或主動矩陣有機發光二極體）屏技術日趨成熟，我們認識到了摺疊屏手機將會給消費者帶來全新的用戶體驗，開發已經刻不容緩。為了充分挖掘摺疊屏手機的價值，CBG & 2012硬工聯合創新團隊在上海進行了為期3天的封閉討論。
我們從產品的摺疊形態、顯示區域的尺寸與長寬比、屏模組如何固定、屏與轉軸的配合關係、轉軸的功能、彎折角度和力度各個方面反覆推敲。僅僅長寬比例一個問題，就做了十幾種方案來實際體驗。最終確認了內折/外折同時開發，重點研究雙摺形態，以功能樣機為平臺，攻克摺疊手機的各個技術難關。
項目有兩大技術關鍵點，屏和轉軸。作為聯合團隊結構領域責任人，我們義不容辭接下轉軸的開發任務。轉軸設計團隊定下的目標是將轉軸的功能、可靠性與體驗做到業界最佳。
“不就是個轉軸嘛，小意思”。就這樣，團隊一共4人，帶著無知者無畏的心態，開啟了摺疊屏手機轉軸設計的攀登之路。
二、第一座山：想到的方案，專利都被“搶”了
被專利保護壓得喘不過氣
回到總部，我們立即召集結構專家商量對策。第一天討論就發現了問題：這個轉軸不能像普通轉軸一樣只轉動，還要保證屏不褶皺。簡單來說，轉軸運動方式要像紙片一樣攤開和摺疊。如下圖所示：
圖1：轉軸運動方式示意圖
這種運動方式大家從來沒有做過，沒有經驗可循。好在大家都是做結構出身，在學校都學過《機械原理》。我們把教材又拿出來邊學邊畫，凸輪、連桿、齒輪、鏈條各種組合運用。大家相互打趣彷彿又回到了大學生活，開始了第二春。
經過幾輪頭腦風暴，大家想出了好幾種實現方案，辦公室裡面洋溢著輕鬆愉快的氛圍。
“不知道業界用的是什麼方案呢？”項目經理一句話提醒了我們。對啊，摺疊屏手機已經不是一個新概念了，早在2012年，友商已經開始專利佈局，2016年已經有友商開發出樣機並展出過。
我們開始調研業界摺疊屏手機轉軸的實現技術。隨著調研越來越深入，心情也越來越沉重。因為我們想到的方案，基本上都有人搶先申請了專利。相關的專利數量超過50件，甚至連氣囊充放氣這種天馬行空的想法，都申請了專利保護。設計人員最大的苦悶，莫過於發現自己的設計方案已經被別人申請了專利保護，這一件件專利就像一座大山壓著大家喘不過氣來。
但有山就有路。雖然有這麼多的專利，為什麼一直沒有真正的產品出來？肯定有沒想到的地方，有專利解決不了的問題。
隨著研究不斷深入，我們終於找到了突破點：轉軸除了實現開合功能，還應該保證整個開合過程與屏的運動軌跡保持一致，讓屏幕不論是摺疊還是展平，都能得到最大的自由，轉軸要成為屏幕折彎區堅強的後盾。這正是摺疊系統穩定工作的關鍵，也是過往專利難以從方案變成現實的一大原因。
圖2：工作原理概念圖
自研“鷹翼式轉軸”脫穎而出
到了2017年初，團隊確定了轉軸詳細規格以及整機堆疊方案。為了確保方案在業界的領先地位，我們在加大自身設計投入的同時，也在國內外的領先廠商與高校中尋求合作資源。
隨著研發團隊的壯大，我們兵分兩路：一路是內部自研，國內與日本研究所專家聯合設計攻關；另一路是外部合作，通過與高校及企業的機構設計專家們合作攻關。
轉軸技術方案的開發是一個複雜的系統性的工程，為了讓開發有序進行，我們經過嚴謹的反覆討論，將轉軸分解為十來個子系統，如軌跡擬合、開合、阻尼、止位、潤滑等，並結合團隊成員的技能特點合理安排開發任務和計劃。
隨著研究的日益深入，我們也越來越瞭解到業界的水有多深。不同的傳動對設計有哪些不同的側重點與要求？什麼材料既能耐磨又能承重？潤滑油的粘稠度有什麼影響？高低溫環境又有什麼影響？每一個細節都能作為一個專業課題深入研究下去。所幸有華為的大平臺做依託，許多研究有專業的團隊多年的成果積累，尤其是日本研究所的專家，憑藉著在精密機構上多年摸爬滾打的經驗，從設計到加工給了大家很大的啟發。在和專家的交流與碰撞中，團隊專業水平也得到了很大提升。
2017年底，歷時三年，轉軸設計團隊的努力終於取得了成效。自研團隊的“鏈式驅動”方案和外部合作的“擺杆驅動”方案被選為設計階段的優選方案。
經過十幾個日夜的趕工與組裝，兩種轉軸的樣品終於出爐。我們將裝好的兩種方案的整機放在同樣的彎折機臺上測試。結果顯示，合作方案樣品，一開測問題便突現出來。由於採用了多級的連桿方案，尺寸公差層層累計，到整機段裝好屏後，用手擠壓整機屏會拱起失效。而自研的鏈式驅動方案樣品無論在哪個角度都能實現對屏的良好支撐。
2018年初，經過多方角逐，反覆推敲，由轉軸自研團隊打造的“鏈式驅動”方案最終憑藉其運動軌跡精準、功能全面、體積小，壽命穩定的優點一舉勝出，確定作為量產方案落地正式產品項目。
該轉軸設計方案是業界首創，不僅打破了業界的技術壁壘，而且通過發明專利建立了自己的技術控制點。後來大家給它起了一個很酷的名字“鷹翼式轉軸”。
圖3：鷹翼式轉軸示意圖
三、第二座山：史上最嚴苛的“瘦身”計劃
經過一年多的開發與驗證，項目由預研直接切換到量產交付，我們的團隊也由原來的4人增加到了10多人。隨著整機規格越來越清晰，重量和厚度成為轉軸轉量產的最大障礙。
摺疊屏手機在摺疊狀態，相當於兩個手機疊在一起。為了用戶手持和隨身攜帶方便，產品線確定摺疊屏手機整機的尺寸規格，比當前業界最薄的手機還要薄0.5毫米。在此整機設計規格基礎上，產品線對轉軸提出了嚴苛的“瘦身”設計規格要求：長寬高尺寸要降低xx%以上，重量降低xx%以上，同時還要保證抗跌抗彎、彎折壽命等可靠性指標不下降。這個近乎苛刻的設計規格要求，成了擋在我們面前的第二座大山。
為了項目成功，除了勝利，沒有別的選擇！先從轉軸自身簡化做起。從頭到尾一共一百多個零件，我們一個一個審視，從組件到次組件，再到零件：這兩個能不能合併成一個？這裡壁厚能不能挖掉一部分？螺釘能用更小的嗎？為了0.01毫米的厚度大家都能爭得面紅耳赤。
“瘦身”不僅僅是壓縮空間，減小零件尺寸那麼簡單。每一次“瘦身”都可能帶來零件強度的降低，對產品的耐彎折壽命、抗反折能力等可靠性都會帶來負面影響。因此，每精簡一輪都需要仿真同事確認可靠性是否變差，哪裡可以減薄，哪裡不能動，甚至還要增厚，還需要在精密加工中心製作快速原型，組裝整機測試驗證。只有實際測試驗證通過的減薄方案才能最終落地產品。經過一個多月的反覆優化與驗證，重量終於基本達成了規格要求。
可是為了“瘦身”，轉軸的形狀變得更不規則了，對外接口和電池、主板、天線等多個領域有衝突。我們又找到了各個領域的專家一起審視。僅僅為了滿足兩邊共用同規格電池的要求，就嘗試了三種不同的接口方式，不停地快速迭代優化。最終通過轉軸兩邊不對稱設計滿足了各領域的要求。
圖4：瘦身前後對比圖
四、第三座山：精密加工之難，讓供應商都想放棄
極致的設計必然伴隨極致的加工製造工藝。
整個轉軸一百多個零件，材料涉及到金屬粉末注射成型不鏽鋼、液態金屬、注射成型硅膠等多種非常用材料工藝。組裝段涵蓋了業界轉軸常用的基本所有組裝工藝，如焊接、鉚接、潤滑、磨合等。從零部件的加工到組件的組裝和測試都提出了全新的需求。
供應鏈技術資源很有限，供應商無法滿足華為的加工製造工藝要求。在翻蓋功能機時代，轉軸行業曾十分興盛。但在手機步入直板智能機時代後，轉軸廠家也越來越難以為繼。即使個別廠家也在探索新形態的突破，但由於沒有大品牌廠家驅動，行業的整體投入以及創新力都比較弱。而且，做慣了PC機大尺寸產品轉軸的組裝廠也沒有很好的經驗可以借用。當我們將設計規格提供給供應商的時候，反饋的結果基本都是規格太嚴。
可整機的規格對轉軸的訴求是沒有討價還價的餘地。在沒有退路的前提下，所有的成員深入到供應商的製造全流程中去，一個一個的工藝節點蒐集問題，分析原因，討論對策並跟蹤落實到位。
由於摺疊機需要不斷的開合，對轉軸的關鍵部件提出了超高強度及剛度的力學性能要求。尤其是轉軸門板材料，有兩個特別要求，一是外觀要求高，二是適應重度摩擦場景。這是傳統鋁合金、不鏽鋼等手機結構材料遠遠不能滿足的。
經過反覆評估，我們決定選擇具有高強度、高平面度屬性的非晶合金作為轉軸門板的材料。非晶合金自20世紀80年代誕生以來，以其超高強度高彈性的特殊性質，一直屬於研究及關注熱度甚高的先進金屬新材料。長期以來，成分不斷更新、工藝不斷改進，但依然邁不過規模應用這道檻，特別是大面外觀件，只有少量頂尖品牌的高爾夫球頭才會採用。
由於涉及到零件平整度、水口切割，鍍膜抗劃傷等多個方面，業界沒有成功經驗可借鑑，開發過程異常艱難，人拉肩抗，產品良率低到供應商都準備放棄，關鍵時刻，團隊堅持初心，頂住壓力，充分拉通公司內部專家和業界TOP資源，導入鐳雕整形，精密切割和硬質PVD鍍膜等先進製造工藝。經過半年漫長而艱難的攻關，我們實現了非晶工藝能力質的提升，在業界第一次徹底打通大面非晶外觀件全產業鏈。摺疊手機轉軸非晶門板件，也成為全球業界第一個真正規模量產的非晶大面外觀件。
轉軸非晶門板材料鍍膜的超高耐磨要求是一個接踵而至的巨大挑戰。為匹配整機顏色，非晶門板選用黑色偏藍膜。而且，通過整機及轉軸產品要求分解下來的外觀材料性能需求，耐磨性能要達到傳統膜層要求的10倍以上，要求整整高了一個數量級！
經過數月的業界廣泛試產，仍然沒有一家廠商可以滿足轉軸門板所要求的耐磨性能指標。我們只好從氣相沉積膜層設備原理和膜層結構及成分進行分析，重新開發，廣泛甄選業界頂尖PVD（物理氣相沉積）廠商。最終採用了業界高密度等離子膜層沉積設備，設計了比瑞士軍刀所採用的馬氏體不鏽鋼更硬更耐磨的塗層結構，才初步滿足了轉軸門板件的耐磨要求。
到了轉軸成品組裝階段，各種問題層出不窮，我們兵來將擋，水來土掩，從設計到製造全流程分析原因，改善設計和組裝工藝，並跟蹤問題閉環，在問題解決的過程中不斷總結出如“漸進式預磨”、“精密尺寸整形補償”等組裝經驗，組裝過程關鍵檢驗工序從數十項增加至近百項，最終保障了產品的成功交付。
五、後記
直到今天，過去3年多來大家共同奮戰的一幕幕，還彷彿就發生在眼前：在北京拉著廠商挑燈夜戰，在上海爭論技術問題互不相讓，在深圳手動彎折樣機幾小時不停，在松研所畫圖趕工到半夜，在生產現場通宵跟線……
這一段全球獨創、精雕細琢的鷹翼式轉軸研發創新曆程，滿足了人們對未來美好生活的渴望，具有新的劃時代意義！我們相信，無論前路有多遠，山有多高，只要認準方向，盡最大的努力攻堅克難，就沒有走不通的路，沒有翻不過的山！而給消費者帶來真實、有價值的創新，就是世界上最酷的事情！
【散熱篇】
給Mate X手機插上“飛魚鰭”
Mate X熱設計團隊
華為Mate X終於要進入公眾視野了，作為參與其中的熱設計團隊，雖然我們只是其中的小小一環，卻無比激動。
在兩年多的時間裡，面對巨大的散熱考驗，熱設計團隊裡的每個人，都彷彿在冰與火中淬鍊前行，一點點靠近最佳方案，最終通過“飛魚鰭”的散熱設計，解決了摺疊屏手機高難度的散熱難題。這一段不得不說的歷程，回想起來，依然心潮澎湃。
高顏值的“燙手”難題
為讓摺疊屏手機具有高顏值，華為ID設計團隊頗費苦心，經過數輪迭代，最終確定採用非對稱的關鍵元器件佈局方案，讓關鍵元器件集中佈局在手機一側，解決攝像頭擺放問題，避免機身凹凸不平，帶來全面屏、無劉海、超薄的極致用戶體驗。
圖1：幾種方案的對比圖
摺疊手機初看，攤開之後面積會變得很大，手機外殼與空氣的接觸面積大會更加有利於散熱，實際上卻比常規直板機的散熱更加困難，其原因有二：
一是摺疊手機一旦摺疊起來，厚度相當於翻倍，所以單層必須做薄到極致。可這樣一來，內部的發熱器件就離手機外殼更近。這就好比同一個太陽系中，靠近太陽的水星表面溫度450℃+，而距離稍遠的地球溫度更適宜人類生存。在極致的超薄空間，理想的散熱部件根本塞不進去，巧婦也難為無米之炊。
二是摺疊機手機主板佈局只能放在一邊，這樣會導致絕大部分發熱器件都集中在一側，熱得“燙手”，而另外一側基本不升溫。第一次熱仿真的結果印證了我們的預計：主板的一邊，尤其是SOC（系統級芯片）區域的表面溫度，已不是人體能忍受的範圍了，另外一邊卻基本不會升溫，溫差之大簡直就是“冰火兩重天”。“太薄了，相當於手直接摸到器件了！”負責項目的工程師小吳感嘆道。
“這個厚度下，散熱很困難，器件到手機表面距離都不到1毫米了，我覺得應該建議項目組增加手機厚度，同時在手機外殼增加均溫導熱材料。”有同事提出了看法。
“我同意，同時應該建議把手機中框，做成導熱性能更好的銅合金材質，代價是重量增加一部分。”另外一個同事附和道。
“我們做的是新形態的手機，不能完全用常規直板手機的思維，加厚、加重手機固然能解決散熱，但是對顏值、用戶感受是有很大犧牲的。”專家老李提醒道。
此話一出，大家壓力倍增，但同時也明白，在不犧牲用戶體驗的基礎上解決散熱勢在必行。目標確定，卻是從未有過的挑戰，熱團隊展開了多次的研討。
要解決單側大熱源散熱問題，大家首先想到的是“液冷”，即用金屬液冷管將發熱最猛的SOC熱量，導到主板側其他位置，再輔助外殼石墨貼附的均溫方案，將主板側外殼的溫度做到均勻。這就好比攤煎餅，直接用火烤煎餅的一部分，很容易導致溫度過高而燒糊；但如果把煎餅放在平底鍋上，用火烤，煎餅各個位置受熱均勻，熟得快也不容易燒糊。我們的液冷、石墨等方案就相當於將手機做成溫度更均勻的平底鍋，不輕易糊掉。
當然，對於摺疊手機而言，為了不增加厚度，液冷管長度、厚度、拐角均要挑戰設計極限。我們後來還為此特地設計了一根液冷管，長度約100毫米、厚度不到0.4毫米。
但是，這樣就能搞定了嗎？
“飛魚鰭”創意的誕生
我們將方案建模仿真後，發現主板側SOC處的局部溫度確實下降不少，但是依然很熱，並且仍然存在轉軸兩側“一冷一熱”溫差窘境，因為沒有方案能跨過轉軸將熱量傳遞。這就像是剃頭的擔子一頭熱，如何讓扁擔傳熱？
大家繼續天馬行空地發散思維。
“能不能找到一種導熱良好且能承受多次彎折的材料，搭接在手機兩側？這樣就能把主板的熱量過渡一部分到另一邊。”一向腦回路清奇的小吳率先發言。
“不行，導熱金屬承受不了不斷彎折的考驗，做薄會改善一些壽命，但是導熱能力會下降很多，不靠譜！”有多年經驗的兄弟對方案做出了評價。
“導熱能力足夠的金屬顯然行不通，把摺疊機綁定在一個銅板上，還能折得動麼？太影響手感了！”
“非金屬也不行啊，也耐不住多次彎折的。”
……
大家你一言，我一語，幾乎可以認定，沒有一種材料能滿足兼顧導熱，可彎折且長度自由變化。對業內相關的摺疊散熱解決方案進行全面調研後，更是確認了這一點。
“我們能不能對導熱材料進行一些特殊的設計，讓它具備摺疊的特性呢？比如鋼筋不能彎折，但是我們做成鐵鏈後就能折成任意形狀？”專家老李不肯放棄，鼓勵大家：“既然沒有路，隨便開拓一片荒原就是路，走錯了沒關係，大家一起開墾，總有正確的方向！”
用常見金屬實現跨軸導熱，必然影響摺疊手感體驗，增加重量且可靠性差；
用常見非金屬如石墨導熱，不能實現長度自由收縮，且可靠性差；
能實現自由彎曲伸縮，基本只有橡膠一類的材質，然而不具備導熱能力；
但如果按照老李說的，把導熱材料的彎折區域進行結構化設計加工，說不定會具備耐彎折且自由伸縮的特性。
於是大家按照自己的理解，提出了多個設計的idea。有的類似摺扇，有的像雙節棍，有的像彈簧。
“我覺得魚鰭的結構更具有代表性，”充滿想象力的小吳在討論中說出了她的想法，同時走到白板處向大家畫圖示意：“把導熱材料中間區域，做成收縮形狀的魚鰭紋路，手機摺疊時能收攏，手機展開時又能不太費力地拉伸開來，這樣既不會影響手機開合手感，導熱性能也不會下降。”
我們至今仍然深深記得會議室小白板上各種方案的對比分析，大家在上面不停塗塗抹抹，擦掉又重來。經過長達兩週的論證分析與仿真，我們一致認為，把傳統導熱材料進行類似於“魚鰭”的仿生結構化加工，是有可能實現耐彎折、回彈良好的目標的。
樣品必須神形兼備
然而，這種仿生結構如何加工出來？這是方案面臨的最大難題。
為了論證清楚方案可行性，接下來的幾個月時間，我們不斷與行業專家交流方案，從材料選取、仿生結構設計、如何生產加工、如何組裝等多方面做了研討。同時，為了儘快做出方案demo，我們展開了與供應商的技術合作。當技術需求傳達給供應商工程師的時候，對方表示，從來沒有接觸過這種需要結構化設計的導熱材料。
大家一起確定了需要解決的兩個關鍵問題：一是這種仿生結構如何加工；二是材料長期在不斷的彎折回彈過程中必然存在變形，如何確保長期使用後依然回彈良好，這就好比一個彈簧，長期拉扯變形，收縮能力必然會打折扣。
要將這種仿生結構加工出來實現量產，只能匹配設計相應的模具來加工，採取“鳥槍法”，即不斷設計嘗試多種模具參數加工，看哪種方案加工出來的結構最符合形態特徵。起碼要達到外觀“長得像”，並且加工後材料性能不受影響。經過一系列的嘗試，我們選出了其中最靠譜的一種。但是輕輕拉扯了幾下，“魚鰭”就完全變形，根本沒有回彈性能，更別說放在手機裡承受數萬次拉扯與彎曲！
我們都很失望。僅僅形狀“長得像”是徒有其表的，要讓它真的實現回彈收縮才是神形兼備，這也就是我們前期預想的第二個關鍵問題。
這個棘手的問題讓大家一籌莫展。我們只能用笨辦法，常駐供應商處，不斷嘗試各種可能的材質。終於，一個多月後，我們接到駐廠同事小劉的電話，語氣中透著興奮：“找到合適的材質了！複合後回彈效果不錯，已經測了一萬次了，沒有問題！”
緊接著，我們拿到批量樣品，一系列的耐彎折測試展開。在10萬次反覆彎折的情況下，樣品沒有任何磨損變形，導熱性能依然良好，這讓我們總算心裡有了底氣。自此，新形態摺疊手機的熱解決方案翻開新的一頁。
量產挑戰業界極限加工能力
2018年方案轉為量產，面臨的問題也更加突出，技術方案究竟能否實現量產，轉化為商業應用呢？這個問題一直拷問著大家。
還沒開始試製，問題就來了：由於這種有特殊結構的材料，不同於其他導熱模切材料，製作過程異常複雜。普通材料要實現量產生產，1到3把刀具就可以，但我們的材料要實現量產，至少需要20多把刀具，超出當前業界的極限加工能力。這就好比是繪畫，之前我們讓供應商畫的都是水墨黑白畫，不管什麼圖案，一種顏料就能搞定，現在要畫五彩斑斕的油畫，顏料繁多，順序複雜，複雜度成為了加工極限。
方案太複雜了，需要簡化！
“羅馬不是一天建成的，卻是一塊塊磚壘起來的，只要搞清楚每塊磚堆的順序，我們就有辦法去優化”，參與項目的小劉很快奔赴供應商，檢查“每塊磚”是如何堆成的。
在試製過程中，我們不斷與供應商、工藝同事交流優化方案，在保證性能、可組裝的基礎上優化製程，爭取每一道製程的刀具功能最大化，把每道製程摳出來看能否優化。經過14次的修模優化，長達7個月的方案迭代，終於讓製程穩定，讓方案可量產化。
給手機插上“飛魚鰭”
技術已實現量產，但要把這種“魚鰭”裝進手機，還需要解決裝配上的難題：“到底是在手機摺疊的時候裝配，還是在展開的時候裝配？展開狀態下裝配普通夾具，造成拉伸變形的問題怎麼解決？摺疊狀態下裝配，怎麼能準確定位？怎樣裝配對轉軸不會有影響？”一個接一個的問題。專家老施出謀劃策，和工藝同事充分驗證，不斷攻關嘗試，設計了能準確將“魚鰭”裝進手機的專用夾具方案。甚至，針對材料運輸過程中可能出現的問題，經驗豐富的“老司機”旺哥還對包裝做了針對性設計。
在一次又一次的優化攻關中，我們終於將小吳想象中的“飛魚鰭”裝進了摺疊手機。實測效果與預期吻合，既可實現彎折，又能將手機主板側的熱量，跨過轉軸導到另一邊，手機降溫效果明顯。
這是一次大自然智慧與華為工程師的完美互動，也是熱設計團隊對於用戶體驗的執著追求。
回首整個過程，無不充滿著奇幻的想象與百折不撓的嘗試。放眼未來，更多的挑戰等待著我們。要做出引領業界的極致產品，我們將踏足更廣袤的荒原，我們將把更多的想象力裝進產品，給用戶帶來極致的體驗！
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