提起瑞士鐘錶，很多朋友的第一反應都是手工製造，就像下圖這位虔誠的製表師一樣整天枯坐在那，對個零件磨呀磨呀磨……最後再把它們組裝起來，表就造好了。
事實上，現在的高級鐘錶製造已經不再是人們想象中的（一百年前的）樣子了，而是一個科技含量非常高的尖端產業。
最熟悉的陌生材料
近一段時間大家可能有聽說過，許多腕錶裡都有用到硅材質——沒錯，就是電腦、手機的半導體芯片裡用到的硅。
硅材質在當今的製表界絕算不上是新生事物了，瑞士出產的機械錶，上至幾十萬元的土豪級，下至幾千元的入門級，例如下圖中的天梭風度系列腕錶，絕大部分都有使用到硅材質。
大家注意看，圓形的擺輪中間的遊絲就是硅材質的。
從2000年雅典公司推出第一隻裝配了硅質擒縱的樣表開始，近20年間，半數以上的知名品牌先後涉足了這一領域，包括百達翡麗、積家、芝柏、康斯登以及歐米茄、寶璣、天梭等斯沃琪集團旗下幾乎全線的品牌。
按理說，經過了這麼多品牌這麼長時間的醞釀，硅這種材質在鐘錶界應該已經具有了相當深厚的群眾基礎。但實際情況卻恰恰相反，提起硅遊絲、硅擒縱，很多消費者仍舊是一頭霧水。
人們最搞不清楚的一點是：過去的機械錶明明走時蠻準的，為什麼非要發明一種新材料，難道它真的有這麼出色，不用就不行嗎？
先要普及一項基礎的知識，腕錶的心臟，是有擺輪遊絲和擒縱系統組成的，它們以8次/秒左右的頻率進行週期性的協同運作，運作地越精確穩定，表走得就越準。
而硅材質的優越性首先體現在質量輕，密度也比常規金屬材質更均勻，用它製造的遊絲可以更少地受到地心引力的影響。
其次，硅雖然是晶體，但同樣遵守胡克定律，它幾乎沒有彈性滯後的現象，也幾乎不耗能，其運動特性也非常卓越，使用週期可以達到上兆次。
第三，經過加工的硅材質對磁場和溫度變化免疫，意味著腕錶可以勝任任何磁場和溫度環境。
第四點則與製造工藝有關，使用硅材料打造的零部件，不但具有精細的幾何外形，加工精度更是可以達到納米級，且表面十分光滑，作為擒縱機構可以大幅降低因摩擦產生的能量消耗。
因此可以說，硅材質的優越性在腕錶的擒縱和遊絲機構上得到了最充分的體現。
硅質零件的製造——DRIE工藝
大家在中學都有學過，玻璃的化學式就是二氧化硅。像硅這種元素，無論是作為單晶體還是化合物，都是比較硬且脆的，完全不同於金屬的堅韌。所以說，傳統的鑄造、衝壓、切割或是利用CNC數控機床的方式都不適用於硅材質。
在鐘錶行業內，目前可行的硅材質（指適用於機芯零部件）加工方法主要有兩種，其中一種便是DRIE（Deep Reactive Ion Etching）深度反應離子蝕刻工藝，它與半導體芯片的加工基本是相同的。
如果將上百頁論文濃縮成一段文字來描述的話，DRIE工藝就是先通過“照相”的方式將所需的零件圖像投射到一個塗抹了遮光塗層的圓形硅晶片上，當照片生成後，相應位置的遮光塗層就會被洗去。
隨後再利用腐蝕性的光粒子代替傳統的刀具，在硅晶片上蝕刻出所需要的零件（有遮光塗層的部分會被保留，其餘部分會被蝕刻掉）。
“錶王”百達翡麗是利用DRIE技術製造硅質鐘錶元件的“領頭羊”，它通過“Advanced Research”的長期研究項目與瑞士著名的CSEM研究中心及洛桑理工大學合作，共同運營一家位於瑞士納沙泰爾鎮的全球首屈一指的微機械和電子研究實驗室。
早在2005年，百達翡麗便與勞力士、斯沃琪集團和CSEM共同研發出了基於單晶硅的Silinvar™ 材料，克服了硅材質的物理性質易受溫度變化影響的缺陷。之後陸續開發出了材質的擒縱、遊絲和擺輪，共同構成了Oscillomax®硅質擒縱調速機構。
它的硅材質的部分全部採用DRIE工藝製作，零件的公差可以控制在1微米以內，裝配於Ref.5550萬年曆錶（限量300枚）當中。
如果說，以百達翡麗為代表的創新派，是用先進的硅質元件陸續替換掉了傳統的金屬元件，但未改變機械機芯的結構，那麼，以真力時為代表的革新派，就是充分利用硅材質的特性，對傳統的機械腕錶進行了顛覆。
如前所述，機芯腕錶的“心臟”是擒縱調速機構，它以固定的振盪頻率將發條盒輸出的能量分成許多等份，並以之驅動機芯持續平穩地走時。
一套擒縱調速機構通常是由約30枚零件組成：
需要經過組裝、粘合、調校以及潤滑，才能彼此配合默契。
而真力時今年推出的量產型的DEFY Inventor創想家腕錶，其內部搭載的擒縱調速機構，不用30枚零件，僅由一枚單晶硅片組成。
它的厚度僅為0.5毫米，採用與百達翡麗的硅遊絲、硅擒縱相同的單晶硅材質一體成型，就像電子科技裡的集成電路一樣，將遊絲、擺輪和擒縱叉整合在了一起。
由硅材質卓越的物理化學性質決定了，該單晶硅片對一切磁場、溫度變化、摩擦和形變免疫，並且能夠以18 Hz的超高頻率（一般機械錶最高 為4 Hz）做區域性的窄幅振盪，使機芯的走時精度達到了0.3秒/天的頂尖水平，動力儲存為50個小時，同時具備停秒功能。
這款顛覆性的作品，從鏤空錶盤的正面完全看不到機芯的齒輪或是發條盒，因為它們全部位於硅片的下面一層，被圓形的主夾板所遮擋。
另一種製作工藝——LIGA
除了DRIE深度反應離子蝕刻工藝之外，還有一種硅質零件的加工方法叫做 LIGA 平版印刷。LIGA是德文的Lithographie、Galvanoformung和Abformung——即光刻、電鑄和注塑三個詞的縮寫。
它在原理上與DRIE工藝有相似之處，都是利用腐蝕性的光粒子（分為UV紫外線以及X鐳射光）來代替傳統的刀具，並通過在原材料上塗抹遮光塗層蝕刻出所需的形狀。二者之間的不同之處在於，DRIE工藝是將不用的部分蝕刻掉，而LIGA工藝則正相反，是將不用的部分保留下來電鑄成為模具，再利用模具大批量地注模複製出零件。
來看這一款雅典今年新發布的奇想系列Freak X硅質細工鑲嵌腕錶。
它在兩個局部區域使用了硅材質。一處是雅典獨家研製的帶有鎳重量塊和微調薄片的硅質擒縱調速機構，如你所見，如此複雜的立體結構只能通過LIGA工藝來製造。
另一處是錶盤上的硅質細工鑲嵌，它也是一項全新的工藝，先用等離子加速器切割硅晶圓片(wafer)，隨後以手工將120枚硅片組合拼貼，創作出美到不可方物的馬賽克圖案。由於硅片的質薄且脆，極易造成邊緣處的破損，所以對切割和鑲嵌的工藝要求極高，可謂是名副其實的“技術型手工藝”。
與DRIE深度反應離子蝕刻工藝相比，LIGA平版印刷工藝能夠勝任更加立體和複雜的零件結構，而且它不僅限於硅材質，還可以注塑出鎳磷（合金）材質的零部件，就彷彿是讓金屬零部件從模具中生長出來一樣。
譬如安裝在歐米茄超霸月之暗面計時錶中的9300機芯，便集合了非常先進的硅14擺輪遊絲（左下方）和由三層擒縱輪（中間8個齒的異性齒輪）構成的同軸擒縱系統。
前者——扁平狀的硅質遊絲是採用前文中介紹的DRIE工藝製成，而後者——結構特異的三層擒縱輪則為鎳磷材質，以LIGA工藝打造。
再來看西鐵城今年新推出的年走時誤差在±1秒的光動能腕錶。
其內部的Caliber 0100機芯，使用的AT-cut型石英諧振器的頻率為8.4MHz，比傳統石英錶高出了100倍。
為了能將超高精準的石英頻率經由齒輪組一直傳遞到指針上，西鐵城不惜血本，以LIGA工藝製作出了機芯內的各個齒輪零件，以避免因齒輪的微小間隙所造成的指針錯位，確保秒針在每時每刻都能與錶盤上的時標高度重合。
還有勞力士利用 LIGA工藝製作出的高效能的Chronergy擒縱裝置，包括擒縱叉與擒縱輪皆是以順磁性鎳磷合金製成，具備良好的防磁性和能量轉化率，使機芯的精準度保持在每天±2秒以內。
如今Chronergy擒縱裝置已經被裝配在了勞力士最新的32系機芯中。
鎳磷材質最新也是最熱門的應用，則是在以百達翡麗的26-330機芯為代表的齒輪系的“三輪”上。
不曉得大家是否注意過，常規的機械腕錶的中央秒針在運行過程中是會不斷髮生抖動的。簡單來說，當秒輪受三輪驅動時，由於兩組齒輪間存在著間隙，就會造成秒針一邊運行一邊顫抖。
為了克服這一弊端，部分高端製表品牌採用了為秒針增加摩擦力的方式消除細微的震顫，也就是所謂的摩擦秒針。但施加摩擦力會不可避免地增加整個系統的阻力，從而造成額外的動力消耗。
而百達翡麗全新的26-330機芯中則採用了一種“變異”的三輪，它的輪齒結構非常精密，在每顆輪齒內都開有縫隙，縫隙內置22微米的一體成型微型板簧，形似細密的毛刷子。
簡單說來，這種輪齒具有微弱的彈性，從而可以與中央秒針的輪齒緊密齧合，不留下任何震顫的空間。顯而易見，只有LIGA工藝和鎳磷合金才能達到實現如此精密的輪齒加工，最後還要覆以金-銅-銥塗層。
事實上，近十年來，基於LIGA工藝的鎳磷材質已經被廣泛地應用在了高檔機械錶的各個“角落”，比如陀飛輪和萬年曆裝置中的某些零件，只不過它的色澤和質感不像硅遊絲、硅擒縱那樣顯眼。
所以說，如今的高級製表業，已經遠非過去的人們所想象的樣子。其中所蘊含的“黑科技”，能夠很好地解釋為何一枚看似普通的瑞士機械錶，卻能夠賣到成千上萬，甚至幾十萬元。
文
陳光大
“讓現在告訴未來”
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