1.防水等級詳解
防水一般分為不同等級，最常用的是 IP等級。IP等級，是Ingress Protection的縮寫，針對電氣設備外殼對異物侵入的防護等級，源自國際電工委員會的標準 IEC 60529。IP等級的格式為 IPXX，其中 XX 是兩個阿拉伯數字，第一位代表接觸保護和外來物保護等級（防塵），第二位代表防水保護等級。IP 保護規則也是由日本工業標準 IPS 而來。其中， IPX1-IPX6級別的防水能日常生活防水，而一般來講，能稱作為“防水”手機的，都大多都在 IPX7以上。
數字 | 防護范圍 | 說明 |
0 | 無防護 | 對水或濕氣無特殊的防護 |
1 | 防止水滴浸入 | 垂直落下的水滴（如凝結水）不會對電器造成損壞 |
2 | 傾斜15度時，仍可防止水滴浸入 | 當電器由垂直傾斜至15度時，滴水不會對電器造成損壞 |
3 | 防止噴灑的水浸入 | 防雨或防止與垂直的夾角小于60度的方向所噴灑的水侵入電器而造成損壞 |
4 | 防止飛濺的水浸入 | 防止各個方向飛濺而來的水侵入電器而造成損壞 |
5 | 防止噴射的水浸入 | 防止來自各個方向由噴嘴射出的水侵入電器而造成損壞 |
6 | 防止大浪浸入 | 裝設于甲板上的電器，可防止因大浪的侵襲而造成的損壞 |
7 | 防止浸水時水的浸入 | 電器浸在水中一定時間或水壓在一定的標準以下，可確保不因浸水而造成損壞 |
8 | 防止沉沒時水的浸入 | 電器無限期沉沒在指定的水壓下，可確保不因浸水而造成損壞 |
所以拿新發布的iPhone 7為例，發布會上的官方信息為IP67級防水，對照上表，即可以防止外物和灰塵，可于短時間內耐浸水（1m,30min）也就是不怕泡。所以我們就得出了結論，iPhone 7是不支持潛水玩的，玩壞了就不好辦了。但是三星Note 7防水等級達到IP68，拿到泳池玩是沒什么壓力的。
盡管現階段的iPhone 7防水等級還沒有那么神，但是從蘋果持續布局防水專利來看，未來有望持續提升防水功能。
蘋果在過去五年中有多達 44 件有關防水的專利授權。以下列舉了其中兩件，從中我們可以看到蘋果在不斷深入布局不同手段的防水薄膜技術。在接下來的 iPhone8 中， 我們有望看到具有更高防水等級的蘋果手機。
專利名稱：Methods for shielding electronic components from moisture（一種保護電子元件免于進水的方法）時間：2015年10月13日
內容：通過等離子體輔助化學氣相沉積（PACVD）將高度集成的電路板（PCB）用一個疏水涂層覆蓋和保護起來。
專利名稱：Electronic devices with moisture resistant openings（一種電子設備的開口式防水結構）
時間：2014年9月9日
內容：在電子設備潛在的水分進入的接口結構上面覆蓋防水透氣薄膜，包括按鍵，音頻接口和數據連接接口以及結構件的空隙之間。
2.多種結構多層次防水
與工業應用相比，手機的防水工藝的各個環節（設計、 制造、測試） 要求更加嚴格苛刻。從總體情況來看，要達到高等級的防水技術（IPX6以上），需要多種工藝的配合，不同部位，防水的手段具有多樣性。部分地方工藝與傳統概念的防水方式差異較大，例如在麥克風和聽筒部分，由于需要傳導聲音，必須使用只能允許空氣分子通過，而不能讓水分子通過的特殊工藝。總的來講，智能手機的防水技術在不同的部位采用不同的隔離方案，首先在外殼上以硅橡膠（圈、墊）密封和防水粘膠、聲學防水（防水透氣隔膜），進一步采用電路板防水（納米材料覆膜）等多種方式，以達到高等級的防水效果。
事實上，從防水方案的層級角度來看：硅橡膠密封是第一層級，核心是LSR液體硅膠注射成型技術；智能終端產品的聲學防水是第二層級；連接器的防水防塵是第三層級；電路板防水是智能終端防水的最后一道防線，主要技術方案是采用具有荷葉效應的高分子納米材料技術。此外，在防水性能的要求下，同樣受到考驗的還有OLED顯示屏。最后，還要考量設備氣密性的問題。
1）硅橡膠密封
從材料的角度整體來看，相比其他類型橡膠，硅膠突出體現在彈性優良、壓縮率高、耐熱耐寒耐化學溶劑、耐氧化、電絕緣、散熱等等。
硅膠是以從石英中獲得的硅元素為基礎，并由硅原子粘附諸如甲基、乙烯基等側鏈而形成的飽和非極性橡膠。不同的側鏈會導致硅橡膠具有不同的特性。甲基乙烯基硅橡膠（VMQ）是應用較多的一種硅橡膠材料。
硅膠原料一般為凝膠狀，無色半透明，無味。主要特點是既耐高溫（最高 300℃）又耐低溫（最低－100℃），是目前最好耐寒、耐高溫橡膠；同時電絕緣性優良，對熱氧化和臭氧的穩定性很高，化學惰性大。缺點是機械強度較低，耐油、耐溶劑和耐酸堿性差，較難硫化，價格較貴。邵氏硬度有 20至90 度。
在機身各處潛在進水口采用硅橡膠密封結構件（硅膠圈、硅膠墊）是保證消費電子產品外殼不漏水的基礎手段。以防水智能機的代表三星 S7 為例，我們歸納總結了它 IP68 級防水的實現方案，主要是通過在 Mic口、耳機孔、側鍵、Sim卡話&T card卡托、Micro-USB 接口等處添加了與機殼緊密結合的硅膠圈/硅膠墊，此外在 Cover Lens 和后蓋使用了泡棉密封。
用于消費電子領域的防水硅膠結構件精密度和工藝控制要求高，單品價值量是一般用于機械液壓領域和三防機的硅膠結構件的數倍。
未來防水技術將加速滲透到在智能手機，平板和可穿戴設備三大方面，硅膠密封結構件將會是采用了防水技術的設備的基礎必備部件之一。依據這三大領域近三年的全球出貨量以及防水技術的滲透率對防水技術的市場空間進行估算，到2020 年防水硅膠結構件市場規模預計將達到 30億美金以上。
其中，硅膠防水精密結構件產業鏈主要包括以下相關企業。
2.聲學防水
除了橡膠結構件外，智能終端產品的聲學防水也是技術關鍵點之一。與橡膠密封不同，聲學防水要求保證防水的同時不影響聲音透過，同時保證部分散熱功能，因此設計與橡膠密封有所不同。
例如三星 S7 的聲學的防水設計，一方面S7 的聲學部件采用了硅膠和泡棉，（雙色成型、超聲線、Nano-coating）防水結構件，另一方面在底部揚聲器開孔和揚聲器之間采用了防水透氣膜。代表產品是三星 S7/edge 采用的高分子材料—GORE-TEX和粘合劑組成的薄膜產品，可以實現 IP67/68 級別的防水效果。除了 Gore-Tex 之外，防水透氣膜的供應商還包括日東化學等。
防水和立體聲驅動 16-18 年聲學部件大升級，聲學結構復雜度提升單個產品價值量。聲學構件的防水在原有結構上增添了防水透氣膜，同時還包括相關的橡膠結構件和粘膠等，加工復雜度大幅提升。預計今明兩年蘋果產品將持續升級和換代聲學部件，新增防水功能，并提升音效。
據新一代iPhone7已經實現揚聲器防水，明年防水等級會更高此外結合揚聲器立體聲的實現，聲學器件有望在 16-18 年實現持續升級，聲學零部件的價格也有望大幅提升（雙揚聲器增加 40~50%單價，耳機增加 30%左右） 。相關受益標的主要包括歌爾股份、瑞聲科技，以及新加入的立訊精密和信維通信。
3.連接器防水
相對于消費電子終端防水，連接器防水的概念已經大范圍應用在工業、通信、消費、汽車、軍工等多種領域。很多特殊領域的連接器需要達到 IP68 級別，甚至要求在10 米深的水中連續工作數天到數月。IP68 級別的防水連接器可分為電源類和數據類兩種。電源類主要用于水下照明、城市照明等；數據類連接器包括網線、USB 連接器、藍牙等。
典型的連接器防水方案也是通過在接口部分加裝 O 型圈，密封圈等結構件完成防水功能。近年來，以金屬注射成型（MIM）為代表的制造工藝被使用于連接器，例如 Tyc的 IP68 級Micro USB 2.0連接器，使用MIM（金屬注射成型）結構的不銹鋼外殼，實現了 IP68等級的防塵防水性能。
4.電路板防水
電路板防水是智能終端防水的最后一道防線，主要技術方案是采用具有荷葉效應的高分子納米材料技術。（意思就是納米材料本身的微小表面結構使得，水珠滾來滾去，無法浸入電路板。）所以這種做法的核心在于器件表面的納米級圖層。
相關的公司包括國內的矽時代科技、易能納米、英國的P2i、李嘉誠投過的HzO、獲得千萬投資的美國公司Liquipel等。
5.OLED顯示屏防水
OLED 器件的基本原理是通過正負載流子注入有機半導體薄膜后復合產生發光。 壽命相對較短是目前制約 OLED 商業化的重要因素之一。研究表明,空氣中的水汽和氧氣等成分對 OLED 的壽命影響很大，其原因主要是:OLED器件工作時要從陰極注入電子,這就要求陰極功函數越低越好,但做陰極的這些金屬如鋁、鎂、鈣等,一般比較活波,易與滲透進來的水汽發生反應。另外,水汽還會與空穴傳輸層以及電子傳輸層(ETL)發生化學反應，這些反應都會引起器件失效。
OLED 顯示（包括柔性 OLED 顯示）涉及的膜材料包括阻隔膜、ITO 導電膜、PI 膜、COP 偏光膜、反射膜、增亮膜等等，其中在（柔性）基板和蓋板表面沉積多層堆疊結構和粘貼阻隔膜是主要的防水實現形式。 沉積的方式與電路板沉積納米防水材料相接近，主要有磁控濺射法、電子束蒸鍍法或等離子體增強化學氣相沉積法等等。同時，硬屏OLED 和柔性 OLED 都需要用到水汽阻隔膜，柔性 OLED 更是兩面都需要用到。目前最先發展阻隔膜的公司是3M，國內京東方等企業用的膜都來自 3M，單價較高。
6.設備氣密性
對于手機防水技術，后期的檢測是比較特殊的一環，全檢、氣壓檢查法都是其特征之一，同時，為了保證防水的可靠性，手機必須逐個檢測，這對防水檢測設備的便利性也提出了更高的要求。有一種說法是，三星Note 7因為需要做到防水，所以密封性較好，電池出問題時，煙塵無法涌出，聚集大量熱量，造成爆炸。 可見相關氣密性的要求之高。
一般來講，防水氣密性檢測有以下幾種要求。
甚至防水檢測設備需求量預計到 2020 年都將達到 15 萬臺以上。按照平均每臺手機檢測時間20 分鐘，一臺設備一天有效工作時間10小時，每臺設備每年可檢測約6000部防水終端。我們根據 IDC 和 Gartner 對未來智能手機和可穿戴設備出貨量預估，2016 年全球需求量在 4.3 萬臺左右，而到2020 年將達到16.28 萬臺。
3.智能硬件防水功能滲透率及市場規模
從蘋果三星等巨頭旗艦級手機向其他中高端普及，手機防水有望普及到迅速提升滲透率，行業爆發在即。目前防水已經成為三星旗艦手機的標配，今年蘋果也把 IP67 防水功能加入新款iPhone7，17年在新品（iPhone8）中進一步實現IP68 等級。
據供應鏈了解 ，國內手機品牌華為、OPPO、VIVO、小米等也將會跟隨行業趨勢把防水作為賣點之一加入新款手機中，防水技術有望復制指紋識別等技術的普及路徑，從三星、蘋果的旗艦手機首先向其他品牌中高端機型（兩千元以上）普及，預計 2017 年蘋果發布防水等級更高的機型后進一步刺激市場需求，到 2018 年實現中高端機型標配（滲透率 50%），然后進一步往兩千元以下乃至一千元手機市場滲透。
盡管防水與VR、AI等技術相比看起來只是局部創新，然而經過一番梳理，我們仍然看到了其中巨大的市場價值。
其實，其意義遠不止于此。當機遇用戶痛點的這項性能得到提升后，智能設備開始擁抱水的環境，未來有可能衍生出更多的創新產品。
除了手機、穿戴設備等顯而易見的品類之外，消費級的水下無人機、水下機器人等等也將應運而生。立足現有技術，創造出更多的應用型創新，也是值得鼓勵的做法。
文章來源：智在東西
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