新一代智能手机市场--防水手机将面临着怎样的设计挑战？

看一下iPhone 4/4s的3.5mm耳机插座，你会发现一个很小的斑点。这是一种遇水变色的漆，一旦你把它弄湿了，它就会永久地变为红色。你可能会想，手机上增加这个功能是为了防止发生欺骗性的保修或保险主张：“我的手机刚刚停止工作……我并没有做什么特别的事情，因此我要一台新的。”

在看到统计数据之前，这一切看起来似乎有些过分。GoodMobilePhones.co.uk公司做的调查表明，英国超过30%的人因为弄湿手机而使手机损坏。其中近一半（47%）的手机掉进了厕所里。五分之一（21%）的人将饮料溅在手机上。

事实上，日本消费者如今将防水看作是大多数手机的一个关键功能——即使是高端手机如果要卖得好也需要这个功能。

因此难怪包括索尼和三星在内的制造商开始生产防水手机。Strategy Analytics公司的独立测试对象是索尼的第一台防水手机——Xperia Z1，它实现了IP58的入口保护等级（最高的液体保护等级），这意味着这台手机可以潜入1.5米深的淡水中长达30分钟。

随着新一代可穿戴设备不断冲击市场——比如智能手表——对防水技术的需求正变得越来越重要。

为了达到IP58保护等级，索尼组合使用了严密密封和后盖板上的“粘合剂”层，使后盖与手机本体紧密粘合在一起，从而防止水和灰尘进入元件部分。

图1：索尼的旗舰手机——Xperia Z2，在浅水中可防水30分钟。不过我们如何进一步改进呢？

还有其它一些方法也已经被开发出来，但都还没普及，比如离子膜（Ion-Mask）。离子膜是英国军事科学家在2007年开发出来的一种技术，它使用等离子体绑定防水层。

但，就像任何想要给防水手表换新电池的人都会知道，密封或防水层只是临时性的措施。为了构建一个永久防水手机，我们需要开发一种没有孔洞的外壳；那么如何在不牺牲手机功能的条件下正确实现这个目标呢？

对高端手机的快速观察可以发现有9个关键领域需要考虑。电池舱、闪存、SIM卡槽、用于数据传输和充电的USB端口以及扬声器、麦克风、任何物理按钮，当然还有耳机插座。

耳机插座

第一个蓝牙耳机是在世纪之交上市的。如今蓝牙耳机已经非常普及，可以同时支持标准的电话语音和连接家庭立体声系统的高质量音频。

电池

这是一个相对容易修复完善的地方。不管是iPhone还是谷歌Nexus系列都不允许你更换电池或增加额外内存。消费者是很乐意接受这种安排的，因为电池在手机的两年寿命内几乎不会损坏，因此受保修条款的覆盖。

闪存卡

这是另外一个相对容易处理的地方。跟电池一样，不管是iPhone还是谷歌Nexus系列都不允许增加闪存卡。比如Nexus 5提供16GB或32GB机型，iPhone除了这两种容量外还提供64GB机型。

这样做的一个理由是内存成本。如今内存成本降低到可以集成足够的容量以确保一款优质手机在两年的手机寿命内不会装满数据——并且不会被市场淘汰。与此同时，云存储减少了对过大硬盘的需求。就拿谷歌来说，它允许你在它的音乐服务器上存储2万首歌，而诸如Netflix和LoveFilm等平台意味着你能在手机上随时播放视频流，而不用将视频存储在手机上。

不过这确实存在问题，如果取消了USB电缆端口，你如何能够高速地提供内容？

图2：一眼就能看到iPhone手机上有几个可能进水的口子。如果我们想要一个真正防水的手机，这些口子必须要消失。

数据传输

USB，特别是传输速度高达5Gbps的USB3.0，提供了高速数据传输的一种快速实现方式，这些速度需要被某种无线替代技术所匹配。手机一般只有三种无线标准，即Wi-Fi（802.11n是最常见的，其典型传输速度为130Mbps或以下）、蓝牙（典型速度是1Mbps）和NFC（最快速度是424kbps，并且要求接触）。

但这种情况正在发生改变，更快的Wi-Fi标准正在开发中。802.11ac运行在5GHz频段，并且已经在双频段和三频段Wi-Fi芯片组上实现，其典型传输速度可达1.7Gbps至2.5Gbps.据ABI公司预测，2015年交付的所有Wi-Fi芯片组中大约80%将具备802.11ac功能。

除此之外，一些大型公司正在开发下一代Wi-Fi技术——802.11ad Wi-Fi（更被人熟知的称谓是WiGig）。这种技术使用免许可的60GHz频段，具有7GHz的带宽。该无线技术支持高达5Gbps以上的速度。ABI公司预计到2018年将有14亿个三频段Wi-Fi芯片组采用这种60GHz频段交付使用。

然而，复杂的采样率加上三大公司——英特尔、高通、博通以外的企业缺少足够的研发资金——意味着小公司仍将在这个潜力巨大的市场中努力拼搏。

市场主导方将来自采用IP商业模型的公司——比如著名的Blu Wireless Technology公司，它们开发的IP允许那些供应商快速创建和交付具有这种功能的芯片。

充电

但USB端口还要用于给手机充电，因此需要替代性的充电方法。虽然无线充电不是什么新技术，但只是最近这种技术才被手机制造商采用——包括诺基亚、LG和HTC，但奇怪的是没有苹果。

物理按钮

仅仅在7年前第一台iPhone的推出加快了向触摸屏设备的过渡。现在我们都习惯了在虚拟键盘上输入电子邮件和消息，不过我们仍然经常会受挫于错误键入、意外触摸以及手机猜测我们真正要输入的内容的企图。

一般来说，这是前进的一步，但应该有触摸敏感特性，使得我们无需靠近细看手指或手如何移动。回想在老的手机键盘上打字时，每次按键选择都很完美，虽然手机有时会将“fancy a pint”转换为“fancy a riot”。

几乎所有手机都有一些按钮。举例来说，Nexus 4只有一个开/关和一个音量摇杆。iPhone 5则实现了一个物理home键、一个关机按钮、两个独立音量按键和一个静音开关。

触觉功能经过了好几代的发展，第一代系统实现的机械振动功能震动起整个手机来让人感觉可怕，而现代的第三和第四代系统可以根据特定应用、接触点甚至我们按压的力量校准响应，这意味着我们可以再次实现这些微妙的触感，消除手机外壳上的孔洞。

虽然一些初始应用——例如Senseg公司的E－Sense——专注于使用Coulomb效应创建屏幕纹理，但其它一些公司正在开发精密、可配置的按钮按压感觉。英国的Redux Labs就是这样一家公司，他们使用弯曲波物理技术控制提供给触摸点的感觉，并实现了很大的触觉库。