没有乔布斯，手机创新被锁死？

■手机新品越来越多，用户却越买越少。展望 2022 年，全球智能手机出货量将同比下降 7.8% 至 12.5 亿部，这一数字低于 2014 年的 13.18 亿部。

■一部手机中至少有 8 项诺贝尔奖。手机上的几大重要硬件，无一不是上个世纪提出的基础理论的落地应用。但近年来，手机创新已被最底层的基础科学研究卡住脖子。

■手机创新还面临着现实商业的桎梏。出于对研发投入性价比的考量和对销量的担忧，厂商更倾向于守成，绝少将大量资金投入前景不明的创新领域。

科幻小说《三体》中，外星人的高级 AI“智子”利用自己的能力干扰人类的物理学实验结果，从而锁死了基础科学的发展，导致一群科学家信仰崩塌。

作者 | 闫学功；封面来源 | 摄图网

自 2018 年以来，智能手机的创新开始裹足不前，除了 5G 商用和折叠屏，各大厂商“挤牙膏式”的创新饱受用户诟病。

有人戏称，智能手机的创新能力已被智子锁死。

手机进入微创新时代，锁死的不仅是创新，还有用户的钱包。也是在 2018 年，猛增 10 年的全球手机销量遭遇拐点，出货量同比下降 4%，此后再未提振。

市场调研机构 Strategy Analytics 预计，2022 年全球智能手机出货量将同比下降 7.8% 至 12.5 亿部。这一数字，低于 2014 年的 13.18 亿部。

锁死智能手机创新能力的智子，究竟是什么？

创新：从飞速到蜗行

灵动岛不灵动，库克吃老本，让今年的 iPhone 14 备受诟病。曾引领智能手机创新的苹果，如今却被打上了毫无创新的标签。

糟糕的是，被智子锁死创新的不只是苹果。“一年一个小更新，五年一个大更新”，已成为整个智能手机行业的通病。

智能手机上一次有较大创新还是在 3 年前，即 5G 商用和折叠屏。但折叠屏手机价格动辄上万元，再加上技术不成熟，并未成为市场宠儿。咨询公司 Trend Force 此前预测，2022 年 OLED 折叠手机渗透率将达到 1.1%。

再上一次让用户眼前一亮的创新，是 2017 年推出的全面屏。2018 年，用户一年的等待，只换来了手机屏幕占比提升了 1 个百分点。也是在这一年，智能手机市场迎来前所未有的寒冬。

“智能手机的创新已经停滞，我们只能逐步改进成功的老设计，这对所有人来说都是一个挑战。我们目前并不清楚，下一次颠覆性创新将来自哪里。”市场研究公司 CCS Insight 的研究主管本·伍德(Ben Wood)在 2018 年接受 CNBC 访谈时，曾直言不讳评论过手机的创新。

智能手机的创新速度如同蜗行，以至于人们似乎忘了，迄今已有近 40 年历史的手机，曾经历过飞一般的更新迭代。

1983 年，摩托罗拉推出世界上第一部商用手机 Dyna TAC 8000X，售价高达 4000 美元，重达 2 斤。

当时，这块昂贵的“砖头”仅能用 1G 信号通话半小时，再无其他功能。4 年后，摩托罗拉 3200 在中国售卖，也就是一代人熟悉的“大哥大”。

在这个阶段，手机还只是通话机。

马丁·库帕，Martin Lawrence Cooper，美国著名发明家，曾供职于摩托罗拉，后创办通讯技术研究公司，因率先研发出移动电话，被称为“移动电话之父”。

进入 90 年代，信号更稳定、加密性良好的 2G 技术出现，摩托罗拉慢了一步，爱立信和诺基亚后来居上。

1992-1998 年，诺基亚先后推出了能发短信和内置游戏的手机。1999 年，摩托罗拉推出折叠手机，诺基亚发布了内置天线的手机。

自此，手机进入功能机时代。

2000 年之后，进入 3G 时代的手机加快了创新的步伐。双屏、触摸屏和彩屏手机相继出现，屏幕越来越大，MP3、拍照、上网、储存等功能日渐丰富。诺基亚等品牌配备了塞班操作系统，智能手机雏形初现。

2007 年，乔布斯手持初代 iPhone 横空出世，集合了 iPod、触摸屏和上网功能，声称要“重新发明手机”。

2008 年，苹果发布 iPhone 3G，这款手机拥有独立操作系统，首次搭载 App store，用户可以自主下载新的应用程序。

以此为标志，苹果正式拉开了智能手机时代的帷幕。

目前的智能手机外形仍沿袭了 15 年前发布的初代 iPhone。

苹果迈出了手机创新史上的重要一步，但新的桎梏也悄悄埋下种子。

智能手机问世已有 15 年，从堪称革命性创新的 iPhone 4 发布至今，智能手机为人称道的重大创新仅有全面屏、人脸识别、折叠屏等，其余更多是原有概念基础上的缝缝补补，少了从无到有的颠覆。

被基础科学研究卡脖子

看似平常的手机背后，藏着人类科技发展的秘密。

有“中国量子力学之父”之称的物理学家、科学院院士潘建伟在一次公开演讲中称，“一部手机中至少有8项诺贝尔奖。”

换句话说，手机创新的弹药库不是乔布斯们的灵感，而是基础科学研究。

在硬件方面，手机的重大创新主要集中在通信信号、芯片、摄像、内存、屏幕、电池等方面，与物理和化学息息相关。

从打电话到发短信，再到可以上网、人机交互，手机功能的变化离不开通信技术的发展。

通信信号从 1G 到 5G，传输速度更快，使用场景更多。目前，通信技术尚未触及天花板，业界预计 2030 年 6G 可以商用落地。

尚未遇到物理瓶颈的内存，也是智能手机为数不多能保持更新的硬件。各大厂商纷纷推出 1TB 内存，作为旗舰机的标配。

但在通信技术和内存之外，其他几项关乎手机创新命脉的底层技术，均已触到了天花板。

近年来，安卓厂商的芯片屡屡翻车，高通骁龙因散热问题被戏称为“火龙”。苹果的 A 系列芯片虽然稳定迭代，但也已告别了大踏步的性能提升。A9 比上一代产品性能提升了 70%，但从 A12 到 A15 只提升了 40%。

这个现象背后是芯片制程问题。1965 年，英特尔联合创始人戈登·摩尔提出摩尔定律，含义是在价格不变的情况下，芯片的晶体管密度每隔 18 个月就会增加一倍，性能也会增加一倍。

但这只是理想场景，在现实情况下，芯片制程工艺是有极限的。

通俗地说，芯片工艺就是在硅片上用激光“雕花”。nm（长度计量单位纳米）数值越小，意味着雕刻的尺寸越小，处理器内的计算单元越多，处理器的性能也越强。但进入 7nm 工艺后，难度越来越大，摩尔定律开始失效。

目前，3nm 芯片已遇到瓶颈，从物理学极限上来说，硅片最多能承载 1nm 精度。

性能越来越难突破，成本却越来越高。英伟达创始人兼 CEO 黄仁勋在今年直言：“摩尔定律已经死去。”

手机摄像头面临同样的困境。

从夏普 2000 年推出第一款 11 万像素的拍照手机开始，拍照功能成为兵家必争之地。经过 20 多年发展，手机像素提升了 1000 倍，但摄像功能也已碰上了天花板。

事实上，影响手机摄影能力的关键指标不在像素，而在于传感器尺寸（CMOS）。一般来说，传感器越大，成像效果就越好。

碍于手机的尺寸和能耗，目前 1 英寸的传感器已是极限，前置摄像头更是因为全面屏的普及久未更新。

用户感知明显的手机屏幕和电池，也有类似的“成长的烦恼”。

全面屏普及后，手机屏幕提升到了 2K 分辨率，还出现了折叠屏。但受限于材料，折叠屏难以彻底抹除折痕，更高清的 4K 屏幕则无法解决能耗问题。

锂电池是手机上进步最缓慢的硬件，锂电池技术从 80 年代问世至今没有革命性进展，进一步优化的空间有限，科学家们也仍未找到更优的电池材料。

碍于手机大小和轻薄度的要求，目前主流厂商的电池容量被锁死在了 4000～5000 毫安。

最底层的基础科学研究卡脖子，手机创新的弹药库逐渐枯竭。

商业桎梏：沉重的现实引力

作为普及率最高的数码产品和应用技术的集大成者，手机承载着用户很高的期待。15 年未有重大进化的手机，已很难满足人们更多的需求。

扎克伯格在 6 年前称，未来智能手机将被 VR、AR 等头显设备取代。比尔·盖茨则认为，未来的手机将类似于“电子纹身”，直接在人体中，继承手机的所有功能。

但无论想象如何天马行空，手机终究不是实验室里的蓝图，而是最终要落地的商品。锁死手机创新能力的智子，既是遭遇瓶颈的基础物理学，也是商业市场的桎梏。

从牛顿的三大力学、麦克斯韦的电磁学、爱因斯坦的相对论到量子力学，基础物理学在很大程度上决定了科技的高度。

在此基础上，蒸汽机和电气化引领了第一次和第二次工业革命，光电效应和量子力学构建了互联网信息时代，也酝酿了智能手机的诞生。

应用科技要落地，根基都在基础物理学。

然而，当前的基础物理学如同科学家们在前人的基础上修修补补，好比一座大厦，只是在内部搞搞装修，甚至只是在房间里增加一把椅子。

2022 年的物理学诺贝尔奖颁发给了 3 位量子信息科学家，但他们验证的理论早在近 60 年前就已被提出。

而回头来看手机上的几大重要硬件，无一不是上个世纪提出的基础理论的落地应用，相当于在吃近百年前的科学老本。

更何况，作为面对全球数十亿用户的大众商品，性价比是手机不得不考虑的因素。

一个典型的例子是，在跨过物理学的门槛之前，3nm 的芯片制程先撞上了市场的冷脸。

今年，台积电宣称 3nm 芯片量产被延迟，瑞银在一份报告中揭露了真相：“这是因为台积电的先进工艺 3nm 面临无客户的窘境”。

由于 3nm 芯片的价格过高，厂商不愿意为其买单。另一家芯片大厂三星也有类似困境。

再比如，石墨烯电池重量更轻，充电速度比锂电池快数十倍，但高纯度石墨烯的价格动辄每克上千元，很难应用到手机上。

手机屏幕从刘海屏进化到水滴屏，在用户眼中可能仅仅是1%的提升，但对于厂商而言，可能已经是投入大量人力、物力和时间所能达到的极限。

正如《三体》中所说：“任何超脱飞扬的思想都会砰然坠地，现实的引力太沉重了。” 

出于对研发投入性价比的考量和对销量的担忧，厂商更倾向于守成，绝少将大量资金投入前景不明的创新领域。用户不愿意为微创新买单，又导致销量下滑。

在人类历史上，创新总是线性积累，到某一临界点后发生指数爆发。从只有通话功能的大哥大到连接万物的智能手机，手机的创新并未彻底停滞，只是进入了“大爆炸”之后的瓶颈期。

突破“智子”封锁，谁会是下一个时代的先行军？

更多精彩原创内容请关注微信公众号：OST开源开发者