極客君最近看到一則喜大普奔的消息，事關iPhone的信號
蘋果分析師郭明錤發佈了一份關於供應鏈的新報告，涉及2019年和2020年的iPhone
關於今年iPhone的天線，分析師稱，由於供應商和技術的轉變，iPhone的天線結構將發生巨大變化
2019 年的 iPhone 將使用一種改良型的PI（聚酰亞胺）天線結構，即Modified PI（MPI）
我們知道iPhone X上蘋果使用了全面屏設計，增強了視覺衝擊力
但屏佔比增加的同時也對手機內部佈局提出更高標準的考驗，其中就包括天線的設計，當然這個考驗在所有全面屏手機上都存在
△全面屏手機天線淨空區的變化
天線是接收和發送信號的設備，是無線通信最關鍵的零件
別看它看起來沒啥製造難度，但是設計和構造需要考慮很多因素
就像樓房，從外面結構來看並不複雜，但實際上內部結構佈局，整體地理位置涉及到方方面面，建築，可是一門大學問
對於事物，我們往往只能看到表面
△iPhone 6的天線【圖片素材來自於GeekBar】
手機天線屬於全向天線，在水平方向上任意位置都能均勻輻射信號
說著簡單，怎麼做到呢，其中一個要求便是留有足夠大的空間（淨空區），並且不能有屏蔽和干擾
我們知道金屬會對信號，也就是電磁波產生屏蔽，因此它不應該在天線附近存在
我們又知道在曾經某一段時間內，全金屬的設計在手機圈裡掀起一波熱潮
當然，除了萬年塑料的三星，不過三星後期也退出過全金屬機型，這就是後話了
前面說了，金屬對信號有屏蔽作用，為了解決這個問題，手機廠商是怎麼做的呢
最常見的便是在金屬後蓋上進行注塑，例如iPhone 6以及後來相當大一部分的國產機型都採取了這種白帶設計
至於後邊新推出的微縫天線這邊我們就不再講了，你只需要知道，金屬，對信號來說不是個好東西
但你想啊手機內部不可能只有蓋板是金屬啊，當然，因此天線淨空區範圍內不應該出現金屬器件
信號的干擾方式有兩種，輻射型和傳導型
前者是來自於電磁場的干擾
舉個例子，當你手機產生的電磁場靠近別的手機信號產生的電磁場，勢必會產生一定的干擾
後者則是屬於傳輸電路的信號干擾，包括導線、電源、電阻、電感、電容等內部元件
天線都是纏繞在手機的上下邊框部分，但由於推崇全面屏，留給天線的淨空區不斷在壓縮
一方面天線離金屬中框更近，一方面淨空區又受到因為全面屏化要求更高集成度的其他器件擠壓
那叫一個慘，其實大家過得都挺不容易的，擠擠就過去了
以往留給天線的淨空區在9mm以上
但隨著上下邊框越做越窄，現在已經剩不到3mm...
在不斷的壓縮之下，天線的效率下降，最終影響的則是整體發射能量（TRP）
這裡我們需要講到一個原則，天線越長，能覆蓋到的信號頻段越低
因此，在淨空區減小的情況下，天線變短，原本能覆蓋到的低頻段可能會出現TRP偏低的情況，導致不符合運營商的標準
蘋果是怎麼做的呢
為了在更加有限的淨空區內保證信號質量
蘋果在iPhone X上首次使用LCP（液晶聚合物）天線，用於提高天線的高頻高速性能並減小空間佔用
先來認識下LCP，液晶聚合物(LCP)是一種新型熱塑性有機材料，可在保證較高可靠性的前提下實現高頻高速軟板
而之前的iPhone或者說大部分手機用的則是PI（聚酰亞胺）軟板天線
LCP對PI有以下優勢
LCP擁有更強的彎折性，能減小天線尺寸，省去同軸電纜，提高空間利用率
LCP在高頻率下的介電常數穩定，正切損耗小，因此對信號的損耗比PI小十倍，能保證高頻率信號下保持高性能輸出
通俗地講就是，LCP相當於王者級玩家，可以適應高端場次的輸出需求
而PI只是個鑽石段位，一旦比賽級別升級，它的輸出就跟不上節奏
要知道，根據5G發展路線圖，未來通信頻率將有兩個階段的頻率提升
第一階段，在2020年前將通信頻率提升到6GHz，也就是常說的sub 6G，根據3GPP的定義，這個頻率屬於5G的低頻
頻率從450MHZ到6000MHZ，共有255個頻段
第二階段的目標是在2020年後進一步提升到30-60GHz，即毫米波的範圍（mmWave），頻段則是從257-511
而目前4G的頻率是多少呢，詳見下圖
可以看出，主要還是集中在低頻段，當然其中大部分頻段和Sub 6G其實也是重合包含的
（方便前期聯合組網）
因此，我們可以說，在未來，網絡都是超高頻的天下，所以說LCP是適用於未來的天線基材
那為什麼在這個時間節點上，蘋果要改回性能相對更差的PI軟板呢
前面說了，在2020年，我們都是大力發展Sub 6G，5G的低頻。在這個頻段內，PI的性能依然能夠勝任需求
其次，蘋果使用的是Modified PI，改良型的天線
據說由於改變了氟化物配方，在10-15GHz高頻信號上的表現已經與LCP天線幾乎一致，何況這個頻率我們在相當長一段時間內都用不到
再者，則是出於供貨和價格的考慮。LCP雖好，奈何工藝複雜，成本高
此外生產良率低，為了滿足iPhone龐大的供貨，需要提高成品率，犧牲天線性能
儘管理論性能高，因為生產因素實際表現並沒那麼出色，反而被認為是拖累去年iPhone信號的元兇
另外我們也不能忽視改用MPI所帶來的供貨優勢，目前能生產LCP的廠商並不多，而在更換MPI後，供貨商能達到5家
這無疑能增強蘋果的議價能力，讓蘋果更具話語權
但由於新增UWB（超寬頻）和Docking（底座）功能，預計新iPhone的天線成本增加10%-20%
根據天風國際預計，今年將改用4組PI天線搭配2組LCP天線
目前的iPhone Xs系列則是使用6組LCP（由於新增了4×4 MIMO，天線數量增加到6組）
當然，對於消費者來說，我們最關心的是，新iPhone的信號能否改善，在更換新材料之後有沒有可能呢
我認為是有可能的，根據當前說法，MPI能提供LCP的性能，並且在供應鏈上更具優勢
而蘋果在更換材料之後勢必需要重新進行天線的設計，在有前車之鑑之後，我們應該相信蘋果能給出更好的解決方案
早在iPhone 4時期，蘋果也曾在信號上栽過跟頭，俗稱“死亡之握”，但馬上他們就在iPhone 4s上解決了這個問題
此前高通已經和蘋果就專利問題和解，高通重新成為蘋果的基帶供應商
不過我們最早能夠在今年或明年的5G iPhone上見到高通和蘋果的合作
高通擁有比英特爾更強的技術積累，以及更好的網絡兼容性，對此我們不必懷疑
信號更好的iPhone，你期待了嗎？
5G的iPhone，你又有多期待呢？
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