華為Mate Xs 2背后的研發(fā)故事：從結(jié)構(gòu)到材料的創(chuàng)新之路

近日，華為舉辦折疊旗艦創(chuàng)新技術(shù)媒體溝通會，解密新一代折疊旗艦華為Mate Xs 2創(chuàng)新技術(shù)背后的故事。得益于研發(fā)團隊在工業(yè)設(shè)計、材料科學、交互體驗、續(xù)航快充等領(lǐng)域 的深入研究，華為Mate Xs 2實現(xiàn)了超輕薄、超平整、超可靠的巨大突破。

第三方數(shù)據(jù)顯示，在剛剛過去的5月，中國市場折疊屏手機銷量前三名均來自華為，包括華為Mate Xs 2、華為P50 Pocket和華為Mate X2。國內(nèi)主流三方電商平臺，華為Mate Xs 2消費者好評度穩(wěn)居第一，深受廣大消費者的喜愛。目前，三款華為折疊屏手機也在華為商城、各大授權(quán)電商及線下華為體驗店、華為授權(quán)零售商火熱銷售中。

從結(jié)構(gòu)到材料的底層創(chuàng)新，解決重量難題

華為Mate Xs 2整機重量僅255g^[1]，是目前業(yè)界最輕的折疊大屏手機，做到了接近普通直板手機的重量和厚度，突破大眾對折疊屏手機重量的認知。

華為Mate Xs 2的研發(fā)團隊從強度和密度兩個維度出發(fā)，從理論上對各種材料進行組合研究，尋遍了幾乎所有的材料，依然沒有找到符合研發(fā)團隊的要求的材料。之后，研發(fā)團隊便將研究方向聚焦到材料的空心化技術(shù)上。受到鳥類骨骼結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，研發(fā)團隊向大自然學習，在玻璃纖維材質(zhì)的電池蓋上首創(chuàng)超輕中空微珠工藝，上下兩層采用超輕玻璃纖維，中間一層采用中空玻璃微珠，最終實現(xiàn)電池蓋重量下降50%，真正做到了又輕又薄。

華為Mate Xs 2在鉸鏈上也做了優(yōu)化，從結(jié)構(gòu)部件較多的鏈式結(jié)構(gòu)優(yōu)化為虛擬雙旋鉸鏈結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵零件數(shù)量下降了28%，從而達成整機的輕量化。

為了滿足極簡設(shè)計的要求，華為Mate Xs 2的鉸鏈龍骨必須滿足1500MPa的強度要求，這相當于兩頭成年的大象站到硬幣上，硬幣所承受的壓強。與此同時，鉸鏈的支撐結(jié)構(gòu)要做到盡量輕盈，密度僅為6.5g/cm3，遠低于普通鋼材的7.85g/cm3。為了滿足這樣的要求，華為建造了一座“超級材料實驗室”，擁有最完備的生產(chǎn)和測試產(chǎn)線，包括9大類生產(chǎn)設(shè)備、12大類監(jiān)測設(shè)備，通過對材料的成分、工藝進行端到端的創(chuàng)新研究，不斷帶來業(yè)界領(lǐng)先的MIM材料。

屏幕與鉸鏈的精準聯(lián)動控制，實現(xiàn)極致平整

屏幕的平整度同樣是折疊屏用戶最關(guān)心的指標之一，作為折疊屏手機領(lǐng)域的先行者，華為進行了大量技術(shù)研發(fā)探索，最終實現(xiàn)華為Mate Xs 2的屏幕平整度相比Mate Xs提升70%^[2]，展開后屏幕平整順滑。

超平整屏幕的關(guān)鍵是屏幕和轉(zhuǎn)軸的超精準聯(lián)動，華為Mate Xs 2獨創(chuàng)雙旋鷹翼鉸鏈，實現(xiàn)從屏幕到鉸鏈的精準聯(lián)動。雙旋鷹翼結(jié)構(gòu)，通過恒長控制，一體伸縮，減少對屏幕的橫向拉伸；圓心同軸設(shè)計，精準貼合，減少縱向影響，實現(xiàn)鉸鏈精準貼合屏幕；最后，通過多點共軸控制，降低段距帶來的誤差影響，減少立體扭曲，使得轉(zhuǎn)軸和屏幕貼合更緊密。

從第一代折疊屏開始，華為就在持續(xù)進行鉸鏈的優(yōu)化和研究，不斷改進。華為Mate Xs 2業(yè)界首創(chuàng)的雙旋鷹翼鉸鏈，依托雙旋鷹翼結(jié)構(gòu)、圓心同軸設(shè)計和多點共軸控制，讓轉(zhuǎn)軸和屏幕實現(xiàn)精準的聯(lián)動，帶來超平整的使用體驗。

研究應力波的有序傳播，重塑穩(wěn)固認知

為解決華為Mate Xs 2外折屏幕可靠性的問題，華為研發(fā)團隊從基礎(chǔ)理論、材料結(jié)構(gòu)進行深入研究，全面創(chuàng)新，使機身內(nèi)外更加強勁可靠，可實現(xiàn)抗跌落2.5倍、抗沖擊2.8倍和抗擠壓1.4倍優(yōu)于前代產(chǎn)品，重塑超可靠折疊大屏認知。

提升屏幕可靠性技術(shù)的一個關(guān)鍵方向是研究應力波的有序傳播。由于應力波在不同介質(zhì)的折射率不同，兩種不同介質(zhì)材料折射率差異越大，反射率也就會越大。通過尋找不同介質(zhì)的組合，最大化波的反射率，應力波就會被快速分解，從而確保屏幕堅韌可靠。

華為通過對屏幕的不同疊層方案進行微米級的精確仿真研究，采集千萬量級可靠性大數(shù)據(jù)，精細化調(diào)優(yōu)收斂最優(yōu)方案，以找到不同材料的組合，最大化應對外力沖擊，最終首創(chuàng)復合強化結(jié)構(gòu)屏幕，使用“硬+軟+硬”三層高分子復合疊層結(jié)構(gòu)，形成“保護層+緩沖層+阻隔層”的三層結(jié)構(gòu)，有效吸收和緩沖外力，更好地保護屏幕核心顯示模組，從而確保屏幕的可靠耐用。

同時，依托于“超級材料實驗室”的全制程材料研究能力，華為Mate Xs 2首創(chuàng)了復合支撐鉸鏈結(jié)構(gòu)，有效提升鉸鏈強度，更提升手機的抗摔、抗沖擊能力。

應用高硅負極電池，突破傳統(tǒng)電池瓶頸

折疊屏手機擁有更大的屏幕，對續(xù)航能力也提出了更高的要求。目前，業(yè)界主流的手機電池正極材料能量密度提升已經(jīng)接近瓶頸，華為在電池領(lǐng)域進行突破，在華為Mate Xs 2典藏版上使用了高硅負極電池。

但是，高硅負極電池有相當大的技術(shù)難點，體積膨脹系數(shù)大、首次充放效率低、電阻率大就是限制高硅負極電池規(guī)模應用的三大挑戰(zhàn)。華為Mate Xs 2通過碳包覆結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新柔性聚合物粘結(jié)劑來抑制膨脹和脫落；創(chuàng)新地使用鋰箔補鋰，將首次充放電效率提升26%；在硅負極電池里使用納米碳管技術(shù)，將導電能力提升4倍，進一步提升硅負極電池的性能表現(xiàn)。

解決了高硅負極電池的應用阻礙，華為Mate Xs 2最終帶來業(yè)界最高硅占比高硅負極電池，更高能量密度和更大電池容量，比傳統(tǒng)石墨負極材料的能量密度大幅提升21%。同時，華為Mate Xs 2還擁有AI并行電源管理、15重安全防護和智能充電管理，保證充電效率更高、充電更安全。

首創(chuàng)自適應UI引擎，重構(gòu)大屏體驗

華為一直致力于與全球開發(fā)者展開深入合作，推動折疊屏應用生態(tài)建設(shè)，不斷提升折疊屏手機用戶體驗。華為Mate Xs 2持續(xù)創(chuàng)新突破，首創(chuàng)自適應UI引擎，通過自學習獲取原有布局信息，針對大屏顯示重新優(yōu)化布局，如文字從折疊態(tài)兩行顯示優(yōu)化為展開態(tài)一行，重新排版布局、采用同色系元素智能填充、圖片居中等方式讓畫面協(xié)調(diào)美觀。而技術(shù)上，開發(fā)者無需重新開發(fā)，只需要簡單的修改，就可快速優(yōu)化快速上線，方便第三方應用接入。

通過多種方式適配優(yōu)化，截至目前，華為Mate Xs 2在Top 300應用已實現(xiàn)了100%大屏適配，Top 2000應用已實現(xiàn)了90%大屏適配，涵蓋閱讀、視頻、網(wǎng)購、游戲、社交、辦公、出行、理財?shù)榷鄠€場景，足以覆蓋消費者使用折疊屏手機的方方面面。

三年五代持續(xù)突破，領(lǐng)跑折疊賽道

作為折疊屏手機賽道的引領(lǐng)者，華為從未停止創(chuàng)新的腳步。自2019年推出首款折疊屏手機華為Mate X以來，華為堅定不移地在折疊技術(shù)上攻堅求新，無論是折疊方式、硬件配置還是交互體驗，不斷突破折疊屏科技新高度與美學新高度，為用戶帶來獨特的驚艷設(shè)計與突破認知的極致體驗。

三年五款折疊旗艦，華為持續(xù)引領(lǐng)折疊行業(yè)發(fā)展。面向未來，華為會加大對折疊旗艦研發(fā)投入，為消費者帶來更加極致的使用體驗，推動折疊屏手機邁入理想之境。

[1] 上述宣稱重量不包括屏幕保護膜的重量，12GB+512GB典藏版重量為257克(含電池)。

[2] 數(shù)據(jù)來源于華為實驗室。

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