【導(dǎo)讀】在蘋果手機(jī)的帶動(dòng)之下，線性馬達(dá)作為新一代手機(jī)用馬達(dá)技術(shù)逐漸被手機(jī)廠商所認(rèn)可，小米6、一加5等手機(jī)在2017年先后搭載線性馬達(dá)。相比于目前主流的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達(dá)，線性馬達(dá)優(yōu)勢明顯，在觸覺反饋方面帶來的體驗(yàn)大幅提升。
出于對用戶體驗(yàn)的重視，蘋果在觸覺反饋方面一直處于全球領(lǐng)先的地位，從Macbook的Multi?Touch，到Applewatch的Force Touch，再到iPhone 6s/6s Plus的3D Touch，直到2016年iPhone 7/7 Plus的壓感式Home鍵。越來越真實(shí)的觸覺體驗(yàn)與Taptic Engine密不可分，蘋果的Taptic Engine在振動(dòng)馬達(dá)方面銳意創(chuàng)新，從轉(zhuǎn)子馬達(dá)到定制化高端線性馬達(dá)，為蘋果系列產(chǎn)品真實(shí)的觸覺體驗(yàn)提供了物理基礎(chǔ)。
在蘋果手機(jī)的帶動(dòng)之下，線性馬達(dá)作為新一代手機(jī)用馬達(dá)技術(shù)逐漸被手機(jī)廠商所認(rèn)可，小米6、一加5等手機(jī)在2017年先后搭載線性馬達(dá)。相比于目前主流的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達(dá)，線性馬達(dá)優(yōu)勢明顯，在觸覺反饋方面帶來的體驗(yàn)大幅提升。
蘋果力推真實(shí)觸覺反饋，引領(lǐng)智能手機(jī)走向線性馬達(dá)時(shí)代
1、蘋果力推3D Touch，憑Taptic Engine提供真實(shí)觸覺反饋
出于對用戶體驗(yàn)的重視，蘋果在觸覺反饋方面一直處于全球領(lǐng)先的地位，早在2014年以前，蘋果Macbook便成功采用了Multi?Touch多指觸控技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)輕點(diǎn)、輕掃、雙指開合等觸控功能。2014年蘋果將Multi?Touch升級為Force Touch，并應(yīng)用于新款Macbook、Applewatch等產(chǎn)品上。
Force Touch與傳統(tǒng)的Multi?Touch長按/短按通過時(shí)間區(qū)分出不同的操作指令不同，F(xiàn)orce Touch技術(shù)基本原理是通過壓電薄膜或壓力傳感器捕捉壓力大小，提取電路的波峰波谷值來進(jìn)行編碼。可以實(shí)現(xiàn)沒有方向指向的壓力信息回饋，從而在功能上可以實(shí)現(xiàn)“用力長按”、“加速控制”、“壓力感應(yīng)繪圖”等豐富的操作內(nèi)容。
2015年的iPhone 6s/6s Plus手機(jī)中，蘋果進(jìn)一步將Force Touch升級為3D Touch，除了能夠感應(yīng)到輕擊和按壓不同的兩層壓力，還能感應(yīng)到第三層壓力——“重壓”，按壓深度的不同，最終系統(tǒng)判斷執(zhí)行的操作也不盡相同，正是因?yàn)檫@三層壓力，蘋果才將其稱之為“3D”。
但是，僅僅只有指令和屏幕功能變化的觸覺技術(shù)（Force/3D Touch）遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足手機(jī)使用者對物理回饋的需求。如果說Force/3D Touch技術(shù)改變了設(shè)備的輸入體驗(yàn)，那么Taptic Engine改變的則是輸出反饋體驗(yàn)，F(xiàn)orce/3D Touch與Taptic Engine是相輔相成的協(xié)作關(guān)系。
Taptic Engine是蘋果產(chǎn)品的振動(dòng)模塊，采用LRA線性馬達(dá)電機(jī)，能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到振動(dòng)的最佳狀態(tài)，還能控制振幅以及頻率，這是普通ERM轉(zhuǎn)子馬達(dá)所做不到的。
Taptic Engine元件最早出現(xiàn)在2015年初發(fā)布的New Macbook筆記本電腦上，觸摸板應(yīng)用了Force Touch以檢測觸摸板受力狀況，在此基礎(chǔ)上集成了Taptic Engine進(jìn)行觸覺反饋。采用Taptic Engine的蘋果版“touch cover”帶來的鍵盤敲擊振動(dòng)反饋比微軟 touch cover的零反饋體驗(yàn)要強(qiáng)的多。
隨后，在2015年的Apple Watch智能手表中也開始采用Taptic Engine技術(shù)。在Apple Watch中，Taptic Engine是設(shè)備通知系統(tǒng)的中繼，強(qiáng)化聲音提醒，給用戶帶來一個(gè)豐富的感官體驗(yàn)。采用線性馬達(dá)的Taptic Engine不僅可以產(chǎn)生振動(dòng)，還能控制振幅以及頻率，從而產(chǎn)生強(qiáng)弱分明且十分安靜的振動(dòng)，甚至可以模擬出心跳那種頻率忽高忽低的振動(dòng)效果。
在蘋果2015年款iPhone 6s和iPhone 6s Plus手機(jī)中，同樣內(nèi)置了Taptic Engine，設(shè)計(jì)上有所升級，能夠準(zhǔn)確再現(xiàn)點(diǎn)擊、觸碰以及其他觸覺效果，有效地創(chuàng)建了一種引人關(guān)注的用戶體驗(yàn)。
根據(jù)IT之家的拆解，iPhone 6s采用的是直線長條形Taptic Engine，iPhone 6s Plus采用的是方形Taptic Engine，二者的區(qū)別在于長條形Taptic Engine體積較大，導(dǎo)致電池體積受到壓縮，縮水95mAh，而方形Taptic Engine體積較小，可以盡量少影響電池體積和容量，由于設(shè)計(jì)難度大一些，成本比長條形Taptic Engine要高。
正是由于iPhone 6s/6s Plus在Taptic Engine方面的升級，使得iPhone 6s/6s Plus的引入了3D Touch功能，能夠在原有Force Touch輕按、輕點(diǎn)的基礎(chǔ)上，新增了重按這一維度的功能，比Apple Watch上的壓力觸摸屏技術(shù)更加敏感。
2、蘋果手機(jī)振動(dòng)馬達(dá)演變史，從轉(zhuǎn)子馬達(dá)走向線性馬達(dá)
事實(shí)上，基于對產(chǎn)品用戶體驗(yàn)細(xì)節(jié)的重視，在觸覺反饋方面，蘋果公司一向引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展趨勢。
從iFixit針對iPhone的歷代拆解來看，在iPhone 6s/6s Plus之前的iPhone主要采用ERM偏心轉(zhuǎn)子電機(jī)的振動(dòng)馬達(dá)。iPhone 4 GSM版采用轉(zhuǎn)子振動(dòng)馬達(dá)，都有一個(gè)偏離中心的轉(zhuǎn)子，在它轉(zhuǎn)動(dòng)起來以后，就能產(chǎn)生全方位的極致震顫體驗(yàn)。施加正電壓電機(jī)旋轉(zhuǎn)，施加負(fù)電壓電機(jī)制動(dòng)。這種執(zhí)行器的特色在于成本低，而且技術(shù)成熟。
實(shí)際在iPhone 4s（以及iPhone 4的CDMA版）身上，蘋果嘗試過LRA線性諧振馬達(dá)，但由于當(dāng)時(shí)線性馬達(dá)技術(shù)水平的限制，采用的是Z向圓形線性馬達(dá)，器件的體積較大，基于空間利用率的考量，在iPhone 5、5c、5s、6身上再度回到ERM轉(zhuǎn)子馬達(dá)。
隨著XY向長條形和方形線性馬達(dá)技術(shù)的成熟，在蘋果2015年款iPhone 6s和iPhone 6s Plus手機(jī)中，重新嘗試使用LRA線性馬達(dá)。
2017年蘋果更進(jìn)一步，在全新一代的iPhone 7和iPhone 7 Plus手機(jī)，拋棄了傳統(tǒng)的物理按壓式Home鍵，取而代之的是一枚帶有壓力傳感功能的新型Home鍵。不同于以往的單擊、雙擊、長按三種基本操作，這顆按鈕將通過振動(dòng)觸覺反饋為用戶提供觸感操作。之前的機(jī)械式Home鍵在使用過程中飽受詬病，成為售后返修的重災(zāi)區(qū)。而壓感技術(shù)的使用徹底解決這一痛點(diǎn)。
盡管不能物理式按下，但通過細(xì)膩的Taptic Engine振動(dòng)模擬，可以保證模擬的點(diǎn)擊手感，獲得實(shí)時(shí)觸摸反饋。這要得益于Taptic Engine線性馬達(dá)技術(shù)提供的先進(jìn)觸覺反饋。
配合iOS 10，用戶使用舊設(shè)備（iPhone 6S/6S Plus）上的線性振動(dòng)馬達(dá)和新設(shè)備（iPhone 7/7Plus）上的Taptic Engine都可以產(chǎn)生一種新的振動(dòng)感覺，但是運(yùn)行同一個(gè)振動(dòng)時(shí)，iPhone 7/7Plus明顯會(huì)振得更“干脆”，也更強(qiáng)勁。能配合相關(guān)的動(dòng)作提供更精確、更好的反饋，最好的例子就是系統(tǒng)設(shè)置中調(diào)整日期和時(shí)間滾輪的振動(dòng)效果。這與蘋果不斷升級線性馬達(dá)技術(shù)密不可分。
3、線性馬達(dá)已經(jīng)打開市場，被多款創(chuàng)新型手機(jī)所采用
手機(jī)用傳統(tǒng)ERM轉(zhuǎn)子馬達(dá)技術(shù)成熟，成本較低，目前單顆成本在1美元左右，而新型的LRA線性馬達(dá)加工難度大，成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達(dá)。根據(jù)ZOL和手機(jī)報(bào)等的分析，目前蘋果iPhone 7/7 Plus采用的高端XY向線性馬達(dá)單顆成本為8-10美元。高昂的價(jià)格是阻礙線性馬達(dá)大規(guī)模應(yīng)用的重要因素，但是正如我們前文的分析，線性馬達(dá)在振動(dòng)模式、觸覺反饋效果等方面巨大的優(yōu)勢，使得除了蘋果之外的其他手機(jī)廠也開始嘗試使用中低端線性馬達(dá)產(chǎn)品。
2017年4月，小米發(fā)布全新旗艦手機(jī)小米6，在微型馬達(dá)方面開始使用線性馬達(dá)，盡管出于成本方面的考慮，小米6的線性馬達(dá)與蘋果相比在器件性能方面有較大的差距，iPhone可以通過多級振動(dòng)+軟件算法來實(shí)現(xiàn)3D Touch以及模擬Home鍵的觸感，而小米6則在震感以及功能上都有所欠缺，整體觸覺反饋效果仍有距離，但是相比于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子馬達(dá)仍是不小的進(jìn)步。
2017年6月，一加5發(fā)布，采用類似于蘋果iPhone 4s所采用的圓形線性馬達(dá)，與目前蘋果線姓馬達(dá)采用XY軸向振動(dòng)模式不同，一加5的線性馬達(dá)屬于Z軸向振動(dòng)模式，在振動(dòng)細(xì)膩度和體驗(yàn)方面不及蘋果手機(jī)，但是與同檔次采用轉(zhuǎn)子馬達(dá)的手機(jī)相比，震感緊湊，即停即止的特點(diǎn)帶來優(yōu)秀的振動(dòng)反饋，可調(diào)節(jié)輕度、中等、強(qiáng)烈三擋。
盡管出于成本方面的考慮，目前安卓系智能手機(jī)并未大規(guī)模使用先進(jìn)的線性馬達(dá)，但是以小米6、一加5為代表的新手機(jī)已經(jīng)開始嘗試使用線性馬達(dá)，未來隨著線性馬達(dá)技術(shù)的進(jìn)步，規(guī)模效應(yīng)將得以體現(xiàn)，相應(yīng)產(chǎn)品的成本價(jià)格將逐漸被手機(jī)廠所接受，線性馬達(dá)有望得到大規(guī)模應(yīng)用。
全面屏?xí)r代已經(jīng)到來，線性馬達(dá)應(yīng)用空間被打開
1、手機(jī)進(jìn)入全面屏?xí)r代，取消Home鍵大勢所趨，線性馬達(dá)迎來新機(jī)遇
自2016年底開始，手機(jī)顯示屏的競爭在三星、小米、LG等廠商的推動(dòng)之下，已經(jīng)向18:9甚至18.5:9、19:9、20:9的長寬比挺近，高屏占比全面屏成為大趨勢。
2016年10月小米MIX概念手機(jī)的問世徹底激活高屏占比消費(fèi)者市場。小米MIX采用6.4英寸夏普屏幕，屏占比高達(dá)91.3%，是首部屏占比超過90%的商業(yè)化智能手機(jī)，出色的外觀驚艷全球。由于在加工技術(shù)難度、良率與成本方面的較大壓力，小米MIX并未大規(guī)模銷售，但是小米MIX成功吸引了全球消費(fèi)者的眼球，高屏占比開始成為消費(fèi)者選擇手機(jī)的重要因素。
2017年3月，三星推出其最新的旗艦型機(jī)種Galaxy S8和S8＋，標(biāo)志著“高屏占比”的全面屏已經(jīng)成為頂級廠商的選擇。
作為全球智能手機(jī)的領(lǐng)頭羊，蘋果公司自然不甘人后，最新款iPhone大概率配備高屏占比顯示屏。2016年底根據(jù)臺灣Digitimes的報(bào)道，蘋果計(jì)劃在2017年第3季推出的首款A(yù)MOLED手機(jī)iPhone8，將采用5.8寸18.5:9的長寬比例亮相，面板由三星供應(yīng)，為全屏幕手機(jī)再添風(fēng)采。
隨著智能手機(jī)進(jìn)入全面屏?xí)r代，標(biāo)志性的Home鍵將被取消。但是機(jī)械式Home按鍵帶來的觸覺反饋對于手機(jī)而言是至關(guān)重要的，尤其對于在用戶體驗(yàn)方面精益求精的巨頭，如蘋果、三星等。因此，虛擬按鍵將與振動(dòng)馬達(dá)配合，從而提供媲美甚至超越機(jī)械式按鍵的觸覺反饋體驗(yàn)，成為極有吸引力的方案。所以說，全面屏背景下，取消Home鍵將為振動(dòng)馬達(dá)帶來新機(jī)遇。
2、人機(jī)交互體驗(yàn)需要真實(shí)觸覺反饋的存在，線性馬達(dá)大有作為
觸覺反饋是智能終端全新的升級，是未來智能終端升級的重要方向，這個(gè)升級也是人體感官的延伸。PC時(shí)代，鍵盤和鼠標(biāo)這兩大交互設(shè)備的出現(xiàn)，極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)在普通消費(fèi)市場的應(yīng)用。2007年蘋果手機(jī)橫空出世，配有的大尺寸觸控顯示屏幕，為消費(fèi)者帶來了前所未有的用戶體驗(yàn)，引領(lǐng)越來越多消費(fèi)者選擇智能手機(jī)。基于當(dāng)下展望未來，語音、觸覺、體感交互已經(jīng)成為未來發(fā)展的重要方向，語音可以解放雙手，體感可以豐富肢體體驗(yàn)，觸覺可以進(jìn)一步增強(qiáng)觸摸體驗(yàn)。
未來，智能終端的升級過程主要包括如下幾個(gè)方面：
1）計(jì)算中樞的升級，傳統(tǒng)手機(jī)計(jì)算能力非常有限，智能終端配備的中央處理器已經(jīng)相當(dāng)于一臺電腦，這是其他一切高級功能的基礎(chǔ)。
2）視覺升級，包括兩個(gè)部分，高像素?cái)z像頭和大觸摸屏，它們讓手機(jī)具備了處理圖像的能力，同時(shí)在顯示效果方面更加真實(shí)逼真。
3）聽覺升級，包括三個(gè)部分——耳機(jī)，麥克風(fēng)和音頻分析系統(tǒng)，通過MEMS陣列、指向性麥克風(fēng)等新技術(shù)提供三維立體聲效果。
4）觸覺升級，包括觸感，壓力感覺和振動(dòng)反饋。觸覺反饋的關(guān)鍵是反饋，也即對觸覺的精細(xì)感覺（壓力感知膜）和多樣化的反饋（如線性馬達(dá)）,可以不僅僅是振動(dòng)，還可以是聲音和顯示。但是振動(dòng)是提供貼身終端不可替代的一種反饋，未來的應(yīng)用空間十分巨大，振動(dòng)反饋模塊未來的空間不僅僅是手機(jī)，它可以拓展到很多互動(dòng)娛樂場景和工具中去。
除了應(yīng)用于手機(jī)上作為觸覺反饋的核心部件，微型振動(dòng)馬達(dá)在可穿戴設(shè)備、游戲機(jī)控制器、VR體感手柄、感應(yīng)手套等設(shè)備上也大有作為，線性馬達(dá)替代傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子馬達(dá)，從而提供更加出色的觸覺反饋效果。例如，蘋果力推的Appleatch便采用振動(dòng)馬達(dá)，提供模擬心跳反饋；日本MIRAISENS公司在2017年3月展示了具有觸覺反饋的VR手柄，集成了微型振動(dòng)馬達(dá)；日本Exiii公司在2017年4月展示通過振動(dòng)馬達(dá)實(shí)現(xiàn)觸覺反饋的智能手套。
線性馬達(dá)性能優(yōu)越，技術(shù)壁壘高，掌握先發(fā)優(yōu)勢的公司將顯著受益
1、線性馬達(dá)相比于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達(dá)性能優(yōu)越
手機(jī)微型振動(dòng)馬達(dá)的作用是讓手機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)效果。在線性馬達(dá)（LRA）出現(xiàn)之前，手機(jī)采用的微型馬達(dá)主要為轉(zhuǎn)子馬達(dá)（ERM），按照結(jié)構(gòu)可以分為圓柱形（Bar）和扁平形（Coin）兩種。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達(dá)利用電磁感應(yīng)原理，電磁力來驅(qū)動(dòng)馬達(dá)軸心的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)偏心鐵或偏心錘的轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的離心力使得快速旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)振動(dòng)。因此，它是通過一個(gè)被稱作偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量傳動(dòng)器（ERM）的小型馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)振動(dòng)。
轉(zhuǎn)子馬達(dá)有它自身的局限性，如啟動(dòng)慢、剎車慢。ERM轉(zhuǎn)子馬達(dá)存在慣性，需要過驅(qū)動(dòng)才能更快速地旋轉(zhuǎn)，因此啟動(dòng)慢、剎車慢。傳統(tǒng)ERM馬達(dá)觸發(fā)一個(gè)簡單的觸覺反饋，如點(diǎn)擊，需要耗時(shí)100到200ms，如果需要快速重復(fù)點(diǎn)擊，ERM馬達(dá)就會(huì)產(chǎn)生明顯延遲感，無法實(shí)現(xiàn)多個(gè)振動(dòng)之間的層次感。
轉(zhuǎn)子馬達(dá)沒有一個(gè)方向性的導(dǎo)向，無法完成復(fù)雜的振動(dòng)。傳統(tǒng)馬達(dá)缺乏振動(dòng)的指向性，讓波頻和振幅一起耦合輸入控制電壓，使馬達(dá)僅能使用一個(gè)變量來產(chǎn)生不同的振動(dòng)效果，只能得到不同的脈沖或者速度組合。
因此，隨著手機(jī)應(yīng)用、觸覺反饋、游戲體驗(yàn)的要求不斷提高，ERM轉(zhuǎn)子馬達(dá)已經(jīng)沒辦法滿足用戶的最新需求，特別是在振動(dòng)的復(fù)雜性方面。近年來，一種新型的線性馬達(dá)（LRA）開始出現(xiàn)。
手機(jī)線性馬達(dá)實(shí)際上是一個(gè)以線性形式運(yùn)動(dòng)的彈簧質(zhì)量塊，將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能而不需通過中間任何轉(zhuǎn)換裝置的新型馬達(dá)。有別于普通旋轉(zhuǎn)離心式馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，線性馬達(dá)是直線運(yùn)動(dòng)的馬達(dá)，主要由電源輸出模塊與馬達(dá)本體兩大部分組成。線性馬達(dá)電源輸出為方波交流電，電機(jī)內(nèi)線圈的交變電流產(chǎn)生N-S變化，根據(jù)電磁原理帶動(dòng)振子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)。
由于彈簧常量的原因，線性馬達(dá)必須圍繞共振頻率在窄帶(±2Hz)范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)，振動(dòng)性能在2Hz處會(huì)下降50%。另外，在共振狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)時(shí)，電源電流可銳降50%，因此在共振狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)可以大幅節(jié)省系統(tǒng)功耗。
相比轉(zhuǎn)子馬達(dá)，線性馬達(dá)的優(yōu)勢非常明顯：響應(yīng)速度快（意味著可以做很細(xì)膩的振動(dòng)反饋），壽命長，振動(dòng)頻率與振幅可控，形成復(fù)雜的振動(dòng)（通過對共振載波振幅進(jìn)行調(diào)制，可以產(chǎn)生各種不同的觸覺反饋效果），批量一致性好，彈簧+磁鐵的組合可以顯著降低功耗。
目前線性馬達(dá)主要有三種形式：圓形、直線型、方形。其中圓形線性馬達(dá)振動(dòng)方式是垂直的（Z向），運(yùn)動(dòng)行程很短，不符合手機(jī)輕薄化的要求，同時(shí)振動(dòng)的力量，持續(xù)時(shí)間等等都不如直線型（XY方向）和方形線性馬達(dá)。直線型和方形的運(yùn)動(dòng)行程可以根據(jù)用戶定制，因此能在保持較高性能的同時(shí)，做到輕薄，厚度可以達(dá)到2mm以下。因此，直線型和方形線性馬達(dá)具有更廣闊的市場空間。
在前沿技術(shù)方面，蘋果將線性振動(dòng)馬達(dá)技術(shù)發(fā)展到新高度：一般手機(jī)振動(dòng)馬達(dá)達(dá)到滿負(fù)荷需要至少10次振動(dòng)，而Taptic Engine僅需要一個(gè)周期就能快速啟停，另外一次“mini tap”可以達(dá)到10ms的振動(dòng)微控，和“實(shí)時(shí)的反饋”已經(jīng)非常接近。Taptic Engine可以感應(yīng)Home鍵上的按壓力度，并通過振動(dòng)來進(jìn)行力反饋，模擬近似真實(shí)的按鍵效果。
此外，還有一種全新馬達(dá)——壓電馬達(dá)（也可稱之為壓電傳動(dòng)器），受到廣泛關(guān)注，其擁有極短的響應(yīng)時(shí)間，很高的能效，并擁有比ERM和LRA都要小得多的體積，能夠帶來最為復(fù)雜、精細(xì)的觸覺反饋體驗(yàn)。
壓電馬達(dá)基本上都由一個(gè)軟片（振動(dòng)-電壓轉(zhuǎn)換器）組成，使用一個(gè)很薄的長條或者一個(gè)圓盤，讓它們彎曲然后再反彈回去，通過在兩端施加電壓形成振動(dòng)。壓電型觸覺技術(shù)沒有任何頻率或者振幅限制，設(shè)計(jì)人員可以達(dá)到比使用LRA和ERM所達(dá)不到的波形。在某個(gè)設(shè)計(jì)中嵌入多個(gè)壓電模塊后，可產(chǎn)生高精度的觸覺反饋體驗(yàn)，它可以讓觸摸屏的局部而非全部區(qū)域產(chǎn)生振動(dòng)。
但是壓電馬達(dá)作為新興技術(shù)，在技術(shù)方面并不成熟，多數(shù)方案要求約100-200伏峰值到峰值（Vp-p）的電壓來驅(qū)動(dòng)，這對手機(jī)而言存在技術(shù)難度。多層壓電馬達(dá)可以將該系統(tǒng)電壓降低至50Vp-p，但價(jià)格昂貴，并不適合大規(guī)模商用。而且要將壓電馬達(dá)放置在觸摸屏上，會(huì)造成屏幕預(yù)留1-2mm的縫隙，會(huì)影響手機(jī)的整體外觀。因此，我們認(rèn)為壓電馬達(dá)短期內(nèi)缺乏大規(guī)模商用的條件，有待技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
綜上所述，隨著手機(jī)應(yīng)用、觸覺反饋、游戲體驗(yàn)、手機(jī)輕薄化等的要求不斷提高，ERM轉(zhuǎn)子馬達(dá)已經(jīng)沒辦法滿足用戶的最新需求，新型的LRA線性馬達(dá)在響應(yīng)速度、功耗、振動(dòng)模式等各個(gè)方面優(yōu)勢非常明顯，已經(jīng)代表著手機(jī)用馬達(dá)的發(fā)展趨勢。由于更加先進(jìn)的壓電馬達(dá)在技術(shù)、成本、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面的較大的難題，因此，我們認(rèn)為未來智能終端觸覺反饋的核心是LRA線性馬達(dá)。
2、線性馬達(dá)技術(shù)難度大，少數(shù)廠商占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢
傳統(tǒng)微型馬達(dá)行業(yè)發(fā)展成熟，傳統(tǒng)大廠逐漸退出。傳統(tǒng)手機(jī)轉(zhuǎn)子馬達(dá)的供應(yīng)商主要來自日本、韓國、中國。其中，日本微型馬達(dá)產(chǎn)業(yè)起步早，廠商技術(shù)實(shí)力強(qiáng)，主要的供應(yīng)商有日本電產(chǎn)科寶Nidec、日本思考技研（已退出）、三洋電機(jī)（被Nidec并購）；韓國微型馬達(dá)行業(yè)是伴隨著手機(jī)產(chǎn)業(yè)而崛起的，主要廠商有三星、LG（已退出）；國內(nèi)的微型馬達(dá)行業(yè)雖然起步較晚，但隨著國產(chǎn)智能終端的崛起，發(fā)展相當(dāng)迅速，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的企業(yè)，如金龍機(jī)電、瑞聲科技等。
傳統(tǒng)手機(jī)振動(dòng)馬達(dá)獲利空間小，馬達(dá)巨頭紛紛轉(zhuǎn)向VCM相機(jī)音圈馬達(dá)。傳統(tǒng)手機(jī)用振動(dòng)馬達(dá)市場由于產(chǎn)品成熟，技術(shù)壁壘不高，市場競爭激烈，器件單價(jià)低，導(dǎo)致傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達(dá)獲利空間不大，因此包括思考技研、LG電子等廠商紛紛放棄振動(dòng)馬達(dá)業(yè)務(wù)，轉(zhuǎn)向新興的手機(jī)相機(jī)用VCM馬達(dá)。
相比于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達(dá)，線性馬達(dá)采用全新的產(chǎn)品原理和結(jié)構(gòu)，制造難度大。線性馬達(dá)將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能而不需通過中間任何轉(zhuǎn)換裝置，而傳統(tǒng)馬達(dá)是基于成熟的電磁感應(yīng)原理，電磁力來驅(qū)動(dòng)馬達(dá)軸心的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此線性馬達(dá)在器件的制作更為復(fù)雜，并且工藝方面還不成熟。
設(shè)計(jì)難度大，定制化特點(diǎn)明顯。由于不同的馬達(dá)在尺寸、頻率、裝配位置和固定方法等方面都是變量，要根據(jù)手機(jī)廠商的振動(dòng)需要設(shè)計(jì)器件的具體參數(shù)，因此器件具有非常明顯的定制化特性。例如，蘋果在其iPhone 7Plus手機(jī)上采用的線性馬達(dá)，出于節(jié)省空間和真實(shí)觸覺反饋的考慮，便與Nidec進(jìn)行了深度的合作。
一方面，隨著部分傳統(tǒng)日韓廠商的退出，具備先進(jìn)技術(shù)能力的手機(jī)用振動(dòng)馬達(dá)供應(yīng)商大為減少，另一方面，線性馬達(dá)較高的技術(shù)壁壘、深度定制的設(shè)計(jì)要求高，因此目前線性馬達(dá)的供應(yīng)商并不多。我們認(rèn)為，未來隨著線性馬達(dá)的逐漸應(yīng)用，占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢、擁有成熟設(shè)計(jì)和量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的廠商將顯著獲益。
目前來看，線性馬達(dá)主要被蘋果公司所采用，其他公司采用的還不多，蘋果的供應(yīng)商主要為Nidec、金龍機(jī)電、瑞聲科技三家，這三家公司也是目前為數(shù)不多的掌握線性馬達(dá)研發(fā)和制造能力的公司，已經(jīng)具有了先發(fā)優(yōu)勢。
3、觸覺反饋產(chǎn)業(yè)鏈，線性馬達(dá)制造商地位提升
在手機(jī)觸覺反饋產(chǎn)業(yè)鏈中，主要可以劃分為觸覺反饋算法與方案、觸控壓力傳感器、振動(dòng)馬達(dá)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)IC、終端代工廠五大部分。
1）觸覺反饋算法與方案，主要是為手機(jī)終端廠商提供觸覺反饋方案設(shè)計(jì)，典型的公司為Immersion，該公司通過自己的Touch軟件算法，讓振動(dòng)馬達(dá)在硬件廠商的設(shè)備上擁有更優(yōu)秀的表現(xiàn)，還為硬件廠商提供了端到端的 TouchSense 觸覺授權(quán)套件，目前在手機(jī)廠商中，三星、華為、LG、魅族、金立等多家廠商中都采用了來自Immersion的解決方案。蘋果系列產(chǎn)品的觸覺反饋方案由其自行設(shè)計(jì)。
2）觸控壓力傳感器，主要是智能手機(jī)所必須的觸控模組內(nèi)壓力傳感器產(chǎn)品，目前全球范圍內(nèi)供應(yīng)商眾多，蘋果公司的供應(yīng)商為TPK（宸鴻科技）、F-GIS（業(yè)成光電）。
3）終端代工廠，主要為富士康、和碩等制造廠，將振動(dòng)馬達(dá)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)IC、觸控模組、壓力傳感器等不同器件組合，進(jìn)行終端產(chǎn)品的制造。
4）馬達(dá)驅(qū)動(dòng)IC，主要為振動(dòng)馬達(dá)工作所必須的驅(qū)動(dòng)IC芯片，主要供應(yīng)商有德州儀器、Dongwoon、RadnTech、Imagis等公司。根據(jù)Chipworks的拆解報(bào)告，蘋果觸覺反饋驅(qū)動(dòng)IC由德州儀器提供。
5）振動(dòng)馬達(dá)制造商，目前全球范圍內(nèi)線性馬達(dá)成熟供應(yīng)商不多，蘋果產(chǎn)品的供應(yīng)商為Nidec、金龍機(jī)電、瑞聲科技。馬達(dá)的原材料主要為磁性稀土材料（汝鐵硼為主）、金屬材料（鋼條、銅、鋁等）、塑料和陶瓷等，馬達(dá)制造商將電機(jī)、外殼、線路等組裝。
傳統(tǒng)手機(jī)用振動(dòng)馬達(dá)方案成熟，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，因此馬達(dá)制造商與終端廠商之間不存在密切依賴關(guān)系，馬達(dá)制造商制造出的轉(zhuǎn)子馬達(dá)主要?jiǎng)澐譃閳A柱形和扁平形等幾種類型，終端企業(yè)會(huì)根據(jù)自家的振動(dòng)方案進(jìn)行選擇。
但是線性馬達(dá)普遍需要定制，具體器件的參數(shù)、功能需要終端廠商根據(jù)自家的觸覺反饋方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此在線性馬達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈中，馬達(dá)制造商的重要性提升，終端廠商會(huì)直接與馬達(dá)制造商進(jìn)行緊密的合作。例如，在蘋果iPhone 7/7 Plus中所使用的線性馬達(dá)便與以往存在較大差異，蘋果公司與Nidec在器件的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了深度的合作。
相關(guān)企業(yè)分析
1、瑞聲科技——蘋果線性馬達(dá)重要供應(yīng)商
瑞聲科技依靠聲學(xué)業(yè)務(wù)起家，是全球知名聲學(xué)器件供應(yīng)商。聲學(xué)業(yè)務(wù)涵蓋了微型音箱、揚(yáng)聲器、受話器和麥克風(fēng), 已具備立體聲、防水等性能，市場競爭力一流。在聲學(xué)器件方面，公司是蘋果的重要供應(yīng)商，并且為三星、華為、OPPO、VIVO、小米、金立等主要手機(jī)廠商供貨。
公司形成聲學(xué)、觸控馬達(dá)、射頻結(jié)構(gòu)件及光學(xué)業(yè)務(wù)的平臺型企業(yè)布局，為客戶提供一體化解決方案。2013年公司全面開展射頻業(yè)務(wù)，涉及手機(jī)天線、NFC、無線充電等領(lǐng)域，隨后又布局觸控馬達(dá)業(yè)務(wù)。公司現(xiàn)有產(chǎn)品種類豐富，涵蓋了聲學(xué)、觸控馬達(dá)、無線射頻及光學(xué)等最新的微型技術(shù)解決方案，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備及筆記本電腦等多個(gè)領(lǐng)域。
公司除了為蘋果供應(yīng)聲學(xué)元器件以外，也供應(yīng)觸覺反饋線性馬達(dá)等核心零部件。瑞聲科技是觸覺反饋市場上少有的規(guī)模性企業(yè)，目前公司已有橫向線性馬達(dá)及Z方向線性馬達(dá)兩大類產(chǎn)品，線性馬達(dá)技術(shù)成熟，可滿足3D Touch觸控反饋的高要求，公司還與頂級的驅(qū)動(dòng)器、軟件及算法公司合作，以達(dá)到觸控反饋的最佳表現(xiàn)。
2、歌爾股份——線性馬達(dá)已經(jīng)批量出貨
歌爾股份是國際領(lǐng)先的以消費(fèi)電子聲學(xué)元器件為核心的電子元件提供商。公司以聲電器件為核心，發(fā)展出了包括光電器件、電子配件和整機(jī)類電子產(chǎn)品等硬件產(chǎn)品，并擁有智能穿戴、無人機(jī)、機(jī)器人等產(chǎn)品的研發(fā)和服務(wù)能力，主要客戶涵蓋蘋果、三星、索尼、微軟、谷歌、Facebook、華為等國際一流終端廠商。
2017年2月，公司在全景網(wǎng)平臺公開消息稱，獨(dú)立自主開發(fā)的線性振動(dòng)馬達(dá)已經(jīng)量產(chǎn)。包括Z向與X向線性馬達(dá)，同比其他產(chǎn)品具有尺寸靈活，振感強(qiáng)度優(yōu)秀，響應(yīng)速度快，諧振頻率低等特點(diǎn)。目前已開發(fā)生產(chǎn)四種規(guī)格X向線性馬達(dá)與兩款Z向線性馬達(dá)，配合高端智能產(chǎn)品市場，如：智能手機(jī)、智能穿戴、智能遙控器以及智能手柄實(shí)現(xiàn)智能振動(dòng)反饋功能。
多領(lǐng)域領(lǐng)先能力、垂直一體化布局、頂尖設(shè)計(jì)與制造能力。歌爾經(jīng)過多年蓄力，已 經(jīng)從單一的電聲器件企業(yè)發(fā)展為聲學(xué)、光學(xué)、軟件等多領(lǐng)域樹立領(lǐng)先優(yōu)勢，同時(shí)通過垂直一體化布局除電聲器件外還深度介入MEMS傳感器、馬達(dá)、攝像頭模組、鏡頭、天線 等關(guān)鍵零部件領(lǐng)域，在自動(dòng)化生產(chǎn)與精密設(shè)計(jì)領(lǐng)域更是擁有深厚團(tuán)隊(duì)、工藝、設(shè)備積淀， 公司已經(jīng)搭建了世界一流的研發(fā)供應(yīng)平臺，具備為客戶提供多元化解決方案的能力。
3、金龍機(jī)電——蘋果線性馬達(dá)重要供應(yīng)商
金龍機(jī)電是目前國內(nèi)最大的微特電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。公司專注于超小型微特電機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售業(yè)務(wù)，產(chǎn)品包括Ф4、Ф5、Ф6、Ф7 等系列圓柱型超小微特電機(jī)、扁平型超小微特電機(jī)、新型變焦馬達(dá)（VCM）、線性馬達(dá)等，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通訊設(shè)備、高端日用消費(fèi)品、醫(yī)療設(shè)備、智能電動(dòng)玩具、保健器材、機(jī)器人等領(lǐng)域。
公司成功研發(fā)全球領(lǐng)先、高附加值的線性馬達(dá)并且大批量投產(chǎn)，成為蘋果系列產(chǎn)品重要供應(yīng)商。自2014年下半年以來，公司取代了日本三洋電機(jī)成為蘋果產(chǎn)業(yè)鏈的振動(dòng)馬達(dá)供應(yīng)商，為蘋果系列產(chǎn)品提供線性馬達(dá)。根據(jù)公司在全景網(wǎng)互動(dòng)平臺上透露的消息，2016年公司在手機(jī)用微特電機(jī)行業(yè)的市場占有率約為18%。公司生產(chǎn)的觸覺反饋線性馬達(dá)通過富士康、和碩等代工廠給蘋果供貨。
公司生產(chǎn)的手機(jī)用微特電機(jī)已獲得多家大型手機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的采購認(rèn)證。核心客戶主要包括華為、中興通訊、OPPO、VIVO、小米、魅族、富士康、比亞迪電子等國內(nèi)外知名企業(yè)。公司在傳統(tǒng)馬達(dá)領(lǐng)域深耕多年，技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量等均處于行業(yè)領(lǐng)先地位。
成功收購甲艾馬達(dá)、博一光電，分別從橫向、縱向拓展產(chǎn)品線。整合了微特電機(jī)及觸摸顯示產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了從移動(dòng)通訊終端單一部件提供商向多種部件綜合系列產(chǎn)品提供商的轉(zhuǎn)變，躋身高端科技企業(yè)行列。甲艾馬達(dá)的馬達(dá)產(chǎn)品主要用于游戲機(jī)手柄、光驅(qū)、電動(dòng)血壓計(jì)等，與公司現(xiàn)有產(chǎn)品形成互補(bǔ)。博一光電以液晶模組為主要產(chǎn)品，可與公司原有的觸摸屏和蓋板玻璃產(chǎn)品形成結(jié)合，為下游客戶提供觸控顯示一體化產(chǎn)品。
4、歐菲光——有望切入觸覺反饋模組制造領(lǐng)域
歐菲光是國內(nèi)領(lǐng)先的消費(fèi)電子攝像頭與指紋識別模組龍頭。公司成立于2001年，當(dāng)前的主營產(chǎn)品為觸摸屏、攝像頭模組、指紋識別模組等，并積極布局智能汽車領(lǐng)域。公司2010年布局電容式觸控屏，2013-2016年成為全球出貨量最大的薄膜式觸摸屏供應(yīng)商；2012年公司進(jìn)入影像系統(tǒng)領(lǐng)域，2016年底攝像頭模組單月出貨量全球第一；2014 年公司進(jìn)入生物識別領(lǐng)域，2016年四季度開始指紋模組單月出貨量位居全球第一。
在觸摸屏方面，歐菲光是行業(yè)龍頭，具備進(jìn)入3D Touch模組制造領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力。公司觸控顯示業(yè)務(wù)涵蓋觸控sensor、film和glass電容式觸摸屏、蓋板玻璃、全貼合LCM 組件等，應(yīng)用領(lǐng)域從手機(jī)、平板、筆記本電腦延伸至汽車電子、工業(yè)控制和可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域。公司在觸摸屏領(lǐng)域的龍頭地位穩(wěn)固，根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)旭日產(chǎn)研的數(shù)據(jù)，2017年5月公司觸摸屏的出貨量達(dá)到13KK，領(lǐng)先主要競爭對手。根據(jù)公司年報(bào)，未來在觸控領(lǐng)域?qū)⒅匦姆糯笙乱淮|摸技術(shù)，包括3D Touch技術(shù)、觸覺反饋技術(shù)等。
（來源：海通電子研究）
