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我們去了 OPPO 的工廠,發現造一部 Reno 手機不簡單

時隔不到一年,愛範兒再次踏入了東莞市長安鎮 OPPO 工業園,世界上有四分之一的智能手機產自東莞,而長安鎮正是東莞智能手機制造業的明珠。雖然還沒有到 5 月,但是地處熱帶邊緣的長安鎮已經相當濕熱了,只要在陽光下走幾分鐘,便是滿頭大汗。不過相比於 OPPO 工業園實驗室裡手機面對的各種嚴苛測試環境,外面的氣象倒顯得歲月靜好。

4 月 10 號,預熱已久的 OPPO Reno 終於發布,作為承接功勳卓著 R 系列的後續主力系列,Reno 一改過去主力機型四平八穩的風格,變得新銳起來:側旋升降結構獨一無二,10 倍變焦相機拍山打鳥。以至於驍龍 855 或者 AK4376A 獨立 HiFi 音頻芯片都沒能成為發布會的重點。

在 OPPO 工廠馬不停蹄地待完一整個下午之後,才明白一定程度上 Reno 發布會上的重點,對應的是手機制造業裡面的付出。屬於軟硬體工程師和產線工人的獨特勞動,才是這款手機的具體價值所在,比如,10 倍變焦相機背後的故事。

OPPO Reno 10 倍變焦版拆解,圖片來自 Zealer

機裡乾坤大

正如充電速度傲視群機的 SuperVOOC 超級閃充技術從立項到發布再到商用經歷了幾個春秋一樣,OPPO 的多倍變焦拍照技術也不是一朝一夕之功。早在 2017 年年初的 MWC 上,OPPO 就展示了 5 倍混合光學變焦技術,到了今年年初,這個技術又進化為 10 倍混合光學變焦技術,直到這個月,才正式用到了 Reno 新機上。

在當時的發布會上,OPPO 副總裁,「網癮少年」沈義人已經簡要講了一些這項技術的賣點和難點。在 OPPO 工廠裡工程師的講解,則是來自一線的聲音。

Reno 十倍變焦版手機的三攝相機提供了等效 16mm–160mm 的焦段,在這個焦段內,照片的像素數始終大於等於 800 萬像素。

不過見過單反長焦鏡頭的人就會知道,一般而言,焦距越長,鏡頭的長度也會隨之增加,以至於有「長槍短炮」這樣的詞來形容各種相機鏡頭,手機端相機鏡頭原理也是類似,怎麽在手機不到 1 厘米厚度裡塞進長焦鏡頭是個技術難題。

Reno 10 倍變焦版的長焦採用了特殊結構

正如小時候看過的「扛竹竿進城門」的故事那樣,雖然手機的厚度塞不下豎向排列的長焦鏡頭模組,但是橫向好幾厘米的空間倒是足夠讓鏡頭模組縱向排列起來了,這就是潛望式結構,其原理和潛水艇的潛望鏡類似。

即便有這樣曲線救國的結構巧思其實也還不夠,落到實處之後,OPPO 工程師發現,三攝模組預估的厚度在 7.1 毫米,再加上螢幕的厚度、對焦馬達的空間和背板的厚度,在滿足影響傳感器光學要求的前提下,這樣手機的厚度鐵定要超過 1 厘米,要麽是整機如磚頭,要麽在攝影頭的位置做一大塊「奧利奧」凸起。

為了控制整機厚度,還有背部的平整,就有必要在潛望式結構的基礎上繼續做改進。

首先就是 D-Cut 工藝,一般而言,鏡片是圓形的,不過在 Reno 的長焦鏡頭模組上,它的部分光學鏡片採用了「非對稱注塑成型工藝」,形象地說就是「D-Cut」工藝,就好像在圓形鏡片上下各切掉一個「D」的形狀,這樣就可以保證有效光學尺寸,甚至一定程度上獲得更優秀的光學參數,最關鍵的,這樣就能把長焦鏡頭模組的厚度,控制在 5.75 毫米。

然後就是對焦馬達的問題,如果給 4800 萬像素主攝和 800 萬像素廣角鏡頭各分配一個對焦馬達的話,那麽原本需要精打細算的內部空間就更捉襟見肘了,於是 OPPO 的工程師又採用了「共馬達」設計,把主攝和廣角的鏡頭的對焦馬達合二為一,做進了一個組件,但是對焦工作還是分開進行互不干擾。相比於兩個用兩個對焦馬達模組,「共馬達」設計能夠節約 2.95mm 的空間,進一步創造了把 10 倍變焦三攝模組塞進手機的可能。

Reno 10 倍變焦版的三攝模組

作為業界率先採用 10 倍變焦三攝方案的廠商,意味著 OPPO 要把從頭到尾的所有坑都踩一遍,最後才有 10 倍混合光學變焦的攝影體驗到消費者手中。

Reno 升降結構示意圖

本來在手機裡面塞一個 10 倍變焦三攝已經夠麻煩了,更麻煩的是,為了保證正面真·全面屏的觀感,OPPO 在前置攝影頭上採用了側旋升降的全新設計,雖然用戶看到的,就是升降的那一部分,所謂「機裡乾坤大,廠中日月長」,這個升降過程中不是因為手機裡藏著一位「推石頭的西西弗斯」,而是通過升降馬達來實現的。

升降馬達

對於結構工程師來說,如何讓升降馬達和三攝模組相安無事地存在於手機背部,是一件頗具挑戰的事情。

前面也提到,除了三攝模組預估的厚度和體積都會比較大,之外再加一個升降馬達那就更佔地方了,還要保證 4000mAh 以上的電池容量,同時,升降馬達和三攝模組挨近了還會相互干擾,主要是升降馬達裡面的磁鐵會影響光學防抖的性能。

一般工程師看到這些問題估計還沒有 996 就已經撓脫發了,OPPO 工程師不同,在認真護發養發的同時,也在想辦法。

前面說了降低三攝模組的體積和厚度,然後中框也能挖出一個凹槽出來,把攝影頭嵌進去,再節約一點兒內部空間。

Reno 側旋升降結構

在升降馬達和三攝模組的共存上,通過 U 型傳達結構減少了馬達的體積,三攝模組則是 L 形,二者剛好能夠不留縫隙的組合在一起,同時還保證了馬達磁鐵和光學防抖組件的安全距離。形象一點兒說,就有點兒像玩「俄羅斯方塊」,把 L 條和方塊放一起的感覺。

「小中框」

同時,在升降模塊裡面,OPPO 不僅僅是放入了前置攝影頭,還有前置柔光燈、聽筒、麥克風和後置閃光燈,這塊小結構裡面的複雜度,堪比中框裡面的主機板,因此,OPPO 也把這個結構叫「小中框」。

別忘了,在 Reno 十倍變焦版裡面,還有驍龍 855 芯片和一塊大電池,橫向線性馬達,以及導熱銅管、導熱凝脂和三層石墨片的散熱組合。

車間工序多

做一部手機需要克服的問題其實也遠遠不止上面說到的那些,對於工程師來說,幾乎每做一個「不一樣」就意味著「新問題」。

比如在 Reno 霧海綠和薄霧粉兩款配色上,實現了背部霧面和亮面兩種質感的交融,如果按照老工藝,兩種質感的交界處會有高度差,摸上去會硌手,影響手感。因此就需要新的「雙面化學拋光提亮」的工藝降低高度差,實現兩個面的幾乎無縫過渡。

再比如,Reno 手機背部鏡頭沒有突出,這意味著玻璃背板光面霧面的交接圓、遮光環、UV 層的 CD 紋理(背板製作工藝的一種)、背部攝影頭膜片鐳切開孔和攝影頭的五層孔位要保持完全一致,不然的話,一點點的公差乘以五次,就是外觀的七扭八歪了。

為了保證五層空位都準確無誤對齊,其實沒別的辦法,就是一層一層地控制公差。

在 OPPO 工業園裡的萬餘名員工當中,除了研發系統之外,還有生產系統,如果說做研發的工程師們總是和空間做鬥爭的話,那麽生產系統的員工們,面對的就是時間的考驗。

在不少的人印象中,手機生產流水線上,坐滿了產線工人,一塊主機板從產線起始的地方開啟屬於自己的奇幻漂流,年輕的產線工人熟練地把 SoC 芯片、記憶體和閃存等等元器件逐一裝上主機板,然後把帶著汗水和青春的主機板傳給下一位工人。

實際上呢,在 OPPO 工業園的 SMT(表面組裝技術,Surface Mount Technology)車間,一條產線上的人並不多,得益於數字化和自動化,從空白主機板到載滿元器件的整個過程中,需要工人直接參與的環節非常少,反倒是專業自動化設備、傳動帶和精密機械臂更多一些。

除了這些頂尖製造設備,OPPO 在 SMT 車間設置了 18 道品質檢測工序,幾乎就是一個生產工序後面接著一個檢測工序,這樣就能保證次品不進入下一個工序。

得益於信息化管理系統和全製造流程的數字化,細如筆尖的元器件都可以被監控和追蹤到,系統能夠準確快速地定位元器件正在哪條產線哪個工序,經過了哪台設備的測試,最終用到哪部手機。

最終,這裡生產的主機板良品率達到了 99.9% 以上,處於業界領先的位置。

主機板生產完畢,它就會被送往總裝車間,在這裡,它們將遇到生命中的另幾半:中框、螢幕、背板、攝影頭組件和電池等等。

到了這裡,人就稍微多了起來,主要由於 Reno 機型的一些特殊性:側旋升降結構新穎複雜,沒辦法完全自動化,需要新增人力和物力來進行這個結構的組裝。

小中框組裝

升降馬達

這個由「小中框」、「升降馬達」和「傳動機構」組成的複雜結構需要經歷 18 個步驟的組裝,其中「小中框」的組裝就需要 14 個步驟。

電池下方是橫向線性馬達

Reno 10 倍變焦版的內部構造更為複雜,除了三攝模組之外,還新增了橫向線性馬達和銅管液冷,多一些硬體,就多一些的人力和物理成本。

廠中日月長

總裝完成後,手機就成型了,然而這遠遠不是手機在工廠之旅的重點,接下來才是手機的受難時刻:QE 實驗室,在這裡,OPPO 將對產品進行抽樣檢測,測試手機的各項品質。

以上各種測試其實只是整個測試環節的一部分而已,還有 10 萬次的按鍵點擊測試,1.8 米的極限跌落測試,耳機和 USB 拔插測試,50kpa 下低氣壓環境測試,鏡頭泡水測試等等…

在 QE 實驗室,手機經歷的測試可以說是「度日如年」,用戶日常的使用習慣,以及各種意外情況都會在這裡百倍千倍地施加給測試手機。

實際上,這些測試標準是遠超國標的,還添加了很多額外的測試環節,比如模擬手機放在牛仔褲後口袋坐下的壓力測試,以及手機在桌面摩擦的測試…

從一塊主機板進入到 SMT 車間開始,到一部手機裝進包裝盒封進塑料薄膜,它和它的夥伴其實已經經歷了品質實驗、環境實驗、破壞性實驗、壽命老化實驗、電性能測試、結構測試、兼容性測試在內的一百五十多項測試。

在紀錄片《深圳一分鐘》當中,有一個數據代表著中國製造業的速度:一分鐘,311 台 OPPO 手機完成生產並銷往 35 個國家,這是宏觀意義上的粗略數據認知。

對於這一批依舊活躍在中國和國際市場上的國產智能手機廠商來說,成功的關鍵其實還是在於對研發、供應鏈、生產品控、渠道等各個環節的尊重和重視,這是微觀意義上的細節較真。

智能手機發展到了這個時候,拚的還是實業能力。植根於製造業中心的 OPPO 建立了巨大的工業園區,龐大的研發和生產團隊,還有產線上先進的設備,這些無不是所謂的「重資產」,但對於最終呈現到消費者手中的手機品質而言,「重」是價值意義上的重。

東莞長安鎮繁忙的景象完全不像北京國貿或者上海陸家嘴那樣光鮮亮麗,硬體的研發和製造是一件低調、隱秘甚至機械枯燥的事情。所以,我們也應該記得,那些把 10 倍變焦相機模塊和側旋升降結構放進一部手機的工程師們,在產線上裝配新結構,在測試儀器前觀察記錄的員工們,國產手機的崛起,首功應當歸於他們。

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