熱血流成河

除了大量參考Apple MacBook Air所帶來的靈感啟發外，也尋求各種差異化與降低成本的可能，對此可謂無所不用其極，到底Ultrabook的實現工藝與傳統NB有何不同？優劣為何？以下將對箇中的8個關鍵部件進行討論。

1. 機殼

機殼是Ultrabook與傳統NB的最大差異，Ultrabook原初的設定是學仿MacBook Air的作法，先將鋁柱原料放入熔爐重熔，而後鑄成連續的鋁板，鋁板切割出其中一塊後，送上CNC加工機進行鑽、削、磨等動作，之後噴砂、雷射蝕刻、電鍍上色等，以此完成NB的A、B、C、D件（A為上蓋，B為顯示器框，C為鍵盤上蓋，D為底部）。

相較於傳統NB使用的ABS塑材，並以射出成形、噴漆或膜內印刷等方式製作，CNC工法可謂耗能（成本）又耗時。

目前Ultrabook價格居高不下的主要因素也在於機殼加工機的產能受限，但Intel也提出變通方案，不堅持只用金屬加工法，提出玻璃纖維的替代方案，玻纖也採射出成形、噴漆方式實現，但因為在塑膠內摻入玻璃材料，因而增加外力抗受性。若純以塑膠製做機殼，則須達一定厚度，其外力抗受性才能達基本要求，然如此也就難達「薄」的物理要求。

另外也提出金屬沖壓法，比金屬CNC加工來的低廉、快速，且良率高。至於碳纖維也具高度外力抗受性與輕薄，但製程良率低、價格昂，過往已有數款NB採行，如IBM ThinkPad、HP Envy 13等，之後多未能持續。

附帶一提，純鋁過軟（鋁的優點是輕，使NB具高攜性），多摻入其他金屬（合金）以增加其硬度，或至少在主殼外，於殼內加裝硬金屬的內支撐架，不過超薄NB的內部空間已有限，內支撐架多未用或少用。合金方面，合金有多種作法，過往多強調鋁鎂合金，摻入鎂的優點是鎂的硬度夠，也夠輕，但價格貴，一般僅適度摻用。

2. 印刷電路板

傳統NB使用一般的PCB印刷電路板，但Ultrabook為達到超薄，須使用Smartphone所用的HDI（High Density Interconnect）高密度印刷電路板，價格較高。

事實上，過往2009年CULV NB推行時即已使用HDI電路板，當時為連接高密度接腳排列的CPU，整片電路板上約1/2～1/4的面積須使用HDI技術，其餘部份仍可採行傳統排佈密度較低的傳統PCB技術。由於使用HDI會增加成本，業者向Intel反應後，Intel承諾後續將推出接腳較寬裕排列的CPU，如此可在不使用HDI下焊上CPU。

雖然如此，但若Ultrabook機內空間仍極度受限下，仍有很大可能性須使用HDI，其電路板成本仍比傳統NB為高。而Apple由於已大量生產iPhone，HDI用量大，其量價均攤效果大於Wintel陣營，此也是Ultrabook現階段居價格劣勢的原因之一，但主因仍是成本較高的機殼，電路板成本低於機殼成本。

3. 顯示面板

傳統NB為了達到更薄的A、B件，已由CCFL背光改成LED背光，而今Ultrabook需要更薄，所以採行了特有的Open Cell製程。

傳統的NB面板製程，是ODM/EMS業者（如廣達、鴻海）直接取得已具有背光模組的LCD面板，而Open Cell製程則否，ODM/EMS業者取得不具背光的面板，並在A件內放入特有的超薄背光模組，之後才將面板與背光貼合，用特有工法實現更薄。

由於要更薄的背光模組及製造程序的改變，所以初期成本高，然在Ultrabook市場逐漸開展後，未來背光模組廠也考慮直接設計、實現超薄背光模組，未來製造程序仍會與傳統製程相同，由面板廠或背光模組廠完成貼合動作，ODM/EMS不再需要自行貼合。

4. 晶片

晶片對Ultrabook設計可謂是關鍵，Ultrabook的機內空間有限，無法使用針狀接腳與連接器，晶片均採球狀接腳，並直接焊接於電路板上，減少機內高度的使用。

其次，晶片的封裝尺寸也必須盡可能小型化（Small Form Factor, SFF），2008年第一款MacBook Air推出時，即逼迫Intel提前供應小型封裝的晶片，否則難以實現MacBook Air。

另外，晶片數目也必須盡可能減少，如過去Core 2為主的CULV NB，須使用CPU、北橋（North Bridge；NB）、南橋SB等3顆晶片，並捨棄獨立封裝的GPU，而到了Core i後，CPU與NB整合，僅需2顆晶片，即CPU與SB，未來Ivy Bridge甚至會提供僅1顆晶片的SoC版。

晶片為降低高度使用球狀接腳與焊接，為降低長寬電路板面積而減少晶片用數，並使用小型封裝版。除這些外，晶片的功耗也極重要，若晶片產生高熱，則有限的機內空間仍無法負荷，因此無法使用標準電壓（功耗）的晶片，須使用超低電壓（功耗）的晶片，晶片功耗自35W降至17W，且依據Intel對其後續晶片的目標期許，未來將降至15W、11W。

※延伸閱讀：
‧更「薄」的秘密武器／美韓大戰　AMOLED見真章

【完整內容請見《零組件雜誌》2012.2月號】

只不過，要打造功能多、運算強、體積小的裝置，以現有的技術來說都不成問題。那麼，薄呢？

行動裝置的薄型化，似乎是所有設計中最高難度的挑戰。也難怪當賈伯斯從信封袋中抽出MacBook Air的時候，世人會如此地驚訝與讚嘆。而Motorola一推出史上最薄的7.1mm智慧手機Droid Razr，馬上讓自己從被邊緣化的手機市場上，一舉躍升成為螢光幕焦點。

如此看來，薄的魔力，真的是有目共賭。但從另一個角度來看，『薄』似乎也成為一道難以跨越的高牆。擁有足夠技術能力跨得過的廠商，就能功成名就。而萬一跨不過，似乎就會在『薄』的時代潮流中被淘汰。而行動裝置的『薄』究竟該怎麼做，過程中會遭遇哪些阻礙與挑戰？似乎是必須要先行釐清的關鍵問題。

榨出系統每一分厚度

專精於行動裝置系統架構設計的德州儀器亞洲區無線通訊產品行銷經理黃維祥，對於薄型化設計有一套精闢的見解。他認為，要了解行動裝置薄型化會遇到哪些挑戰，最快與最直接的方式，就是將裝置拆開、放大來觀察，看看內部構造就能一目瞭然。

基本上行動裝置的組成，從上到下離不開觸控模組、LCD面板、電路板與電池等元件。過去的裝置上，將這些元件一層一層疊起來的架構行之有年，設計上並不構成問題。只是一旦薄型化之後，這種傳統層疊的架構就受到了挑戰。

「以前是同一層只放同一種元件，現在是同一層中必須塞入不同元件。」黃維祥指出，過去電路板，或者電池可以獨占一層的狀況，在薄型化的時代必須加以調整。也因此現在經常可以看到電池、電路板擠在同一層。而電路板也不能像過去那樣大喇喇的一大片，經常是設計成單一長條形，或者L型結構，好方便塞在機身縫隙中。

如果你覺得這樣就結束了，那你就錯了。「事實上，問題是現在才正要開始。」黃維祥解釋，這主要是因為不論智慧手機或者平板電腦，其多功能與薄型化完全是相互衝突的兩件事情。多功能意指必須在裝置中塞入更多元件，薄型化則是讓能塞入的元件數量更加受限。

「唯一的解決方法，就是整合。」黃維祥說。

以目前LCD及電池技術均無法大幅突破的情況來看，唯一能動的，就是晶片與電路板。透過現在式的SoC或者SiP，甚至未來式的3D IC等技術，都是讓晶片體積更為緊縮、功能更為整合的救命良藥。

另一位來自手機產業的晶片整合設計高手，ST-Ericsson台灣分公司總經理黃茂原也對此議題發表看法。他認為既然電池技術無法突破，加上薄型化過程需盡可能縮小電池體積，如此一來大大影響了行動裝置的續航力。

「靠著晶片的整合，一方面可提高整體效能，二方面也可以縮減電池體積。」黃茂原說，整合晶片的處理效能提高30％，等同於電池體積可以減少30％。此外，利用整合來減少系統功耗也是一種方式。這對於薄型化設計是非常重要的思考點。

只不過，黃茂原也提醒，並不是靠著晶片的高度整合，就什麼問題都沒了。要解決的問題還多著。主要是隨著機內空間的緊縮，散熱遲早會成為一個大問題。別忘了目前各家手機廠開始標榜自家產品使用多核心運算架構，多核心加上運算頻率的提高，產生的廢熱問題，將逐漸成為薄型化設計中隱藏的魔鬼。

誰把行動裝置變『薄』了？

看到『薄』開始成為行動裝置時尚流行的代名詞，或許該往前回推一下，揪出這個始作俑者。來自SiP產業的系統整合專家，鉅景科技總經理戴昌台，緩緩道出他多年來的觀察發現。

戴昌台回顧行動裝置的歷史，他認為高度系統整合的概念，在市場上其實口號已經喊了好多年。不過總是談的人多，但真正使用的人少。在行動裝置的薄型化設計上，也發生一樣的問題。廠商總是想讓自家產品外型看起來又薄又時尚，例如幾家手機大廠推出的高階產品，也不斷強調自家產品能做得多薄。然而喊歸喊，真正能推出超薄手機的廠家卻仍是屈指可數。

「畢竟手機一做薄，問題就全浮出來了。」戴昌台說，這問題就在於，怎麼把現有的零件縮小。

戴昌台持續觀察日本的製造商，他發現日本的設計，其實早就走在市場尖端。對比過去歐美手機製造商做出來的產品，通常都是又大又厚，日本卻早就將產品設計得又薄又輕巧。到了今天，台灣的手機製造商終於也開始注意到『薄』的重要性。這原因很簡單，「被蘋果逼的！」

原來，蘋果公司就是這一連串薄型化大戰的無形推手。回顧蘋果一系列手機與平板產品上市後，便以其輕薄與時尚的造型征服全球。但藏在這樣細緻工藝後頭的設計問題，也開始讓其他競爭者傷透腦筋。

行動裝置要做薄，由於電池體積不能大幅縮減，因此機身必須盡可能空出更多空間來增加電池體積；這使得電路板必須設計得更小、密度更高；此外，觸控面板的保護玻璃必須更薄；而因為外型要搶眼，外殼材料也必須改用更薄更堅固的材質，來保護機身。就這樣這邊省一點，那邊省一點，最後才可能搾出每一分可能的厚度出來。

※延伸閱讀：
‧更「薄」的秘密武器／美韓大戰　AMOLED見真章

【完整內容請見《零組件雜誌》2012.2月號】