折疊式手機強勢回歸?從2024年的折疊式設備專利說起

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李淑蓮╱北美智權報 編輯部

2024 年,摺疊裝置技術持續進化,各大品牌如三星、蘋果、微軟、GOOGLE、華爲、小米及 OPPO 等紛紛投入研發,專利技術的競爭更加激烈。各家公司在鉸鏈設計、螢幕耐用性、摺疊結構與材料技術上不斷突破,以提升裝置的使用體驗與壽命。本文整理及分析了 2024 年主要的摺疊裝置專利,探討市場趨勢與未來發展方向。

微軟(Microsoft):重塑摺疊裝置技術

微軟曾經嘗試進軍摺疊市場,然而 Surface Duo 失敗後,公司重新思考產品策略。2024 年公開的專利顯示,微軟正在研發全新柔性鉸鏈技術,允許單螢幕完整摺疊。

與過去雙螢幕設計的 Surface Duo 不同。該件在2024年12月公開的專利(US 20240426335)描述了一種輕薄、佔用內部空間更少的鉸鏈系統,透過伸縮連桿(slider links)提供更順暢的摺疊體驗,減少螢幕受力不均造成的摺痕。

圖1. 微軟美國專利US 20240426335:Hinged Device with Flexible Hinge,圖片來源:USPTO

此外,微軟的另一件同時期公開的專利(US 12108620)則涉及翻蓋式摺疊手機,類似三星 Galaxy Z Flip。專利文件提及超薄玻璃(UTG)與背板槽設計(Backplate Slots),提升螢幕耐用性並避免明顯摺痕。然而,由於微軟已暫停手機開發計劃,這些技術更可能應用於摺疊式 Surface 平板或筆電。

圖2. 微軟美國專利US 12108620:Foldable display device with backplate slots,圖片來源:USPTO

圖3. 微軟美國專利US 12108620:Foldable display device with backplate slots,圖片來源:USPTO

蘋果(Apple):獨特的金屬手錶鏈式鉸鏈

蘋果的摺疊裝置研發進展緩慢,但 2024 年的專利(US 12164344)顯示,公司正在開發一種創新的鉸鏈系統,類似金屬手錶鏈的互鎖結構(Interlocking Links)。此技術的關鍵在於讓每個連結節點獨立轉動,確保螢幕摺疊時不會產生明顯摺痕,同時提供更穩固的支撐。

該專利的鉸鏈較厚,可能更適用於摺疊式 iPad 或 MacBook,而非 iPhone。由於可摺疊手機需要更高的防水防塵等級,蘋果目前仍在克服這些技術挑戰。有傳言指出,蘋果預計 2025 年推出摺疊式 iPad,但可摺疊 iPhone 可能仍需數年時間。

圖4. 蘋果美國專利US 12164344:Hinges for folding display devices,圖片來源:USPTO

圖5. 蘋果美國專利US 12164344:Hinges for folding display devices,圖片來源:USPTO

Google(Pixel Fold):進一步提升摺疊 OLED 技術

Google 在 2023 年推出 Pixel Fold,但市場反應平平,主要問題包括螢幕耐用度與摺痕問題。2024 年 Google 獲得的專利(US 20240121330A1)顯示,其新一代可摺疊 OLED 技術採用更柔韌的顯示層,搭配內部支撐結構,減少摺痕並提升螢幕壽命。此外,Google 也開發了更智慧的軟體適應技術,使UI可根據摺疊角度自動調整,增強使用體驗。

預計這些技術將應用於Pixel Fold 2,該機型將進一步提升耐用性,並與三星攜手改善摺疊裝置的長期可靠性。

圖6. Google 美國專利US 20240121330A1:FLEXIBLE ELECTRICAL INTER-ASSEMBLY COUPLING CIRCUIT FOR FOLDABLE DEVICES;USPTO

三星(Samsung):挑戰三折裝置技術

三星目前仍是摺疊手機市場的領導者,其 Galaxy Z Fold 與 Z Flip 系列已發展至第五代。2024 年,三星獲得的新專利顯示其正在開發三折裝置,以進一步拓展可變形裝置的應用。該專利描述了一種三重摺疊鉸鏈,允許裝置變形爲三種模式:標準手機模式、平板模式與額外展開的超寬螢幕模式。

此外,三星的三折技術還包含一種特殊防護層(Barrier Layer),可增強螢幕耐用度並降低摺痕影響。市場預測,三星可能在 2025 年正式推出這款三折裝置,以與華爲 Mate X Ultimate 競爭。

圖7. Samsung美國專利US 12134262:DISPLAY DEVICES;USPTO

圖8. Samsung美國專利US 12134262:DISPLAY DEVICES;USPTO

華爲(Huawei):領先的內折與外折雙技術

從2024 年的專利顯示,華爲正在同時開發內折與外折式裝置,並在耐用性與摺痕控制方面取得突破。例如,華爲的 Mate X Ultimate 針對鉸鏈強化設計,使用液態金屬與碳纖維結構,提供更堅固的支撐,減少長期使用後的變形與鬆動問題。

圖片來源:華爲中國專利118733158 A說明書,Google Patents

圖片來源:華爲中國專利CN118738838A說明書,Google Patents

圖片來源:華爲中國專利CN118675410A說明書,Google Patents

圖片來源:華爲中國專利CN118560119A說明書,Google Patents

圖片來源:華爲國際專利WO2024198666A1說明書,Google Patents

小米(Xiaomi):投入三摺疊技術研發

小米近年來積極進軍摺疊市場,2024 年的專利顯示,除了正在研發超薄鉸鏈技術,使裝置在摺疊時更輕薄,減少機身厚度外,也獲得了三摺疊技術專利,是否會在近期推出相關產品,值得觀察。

圖片來源:小米中國專利CN308817132S說明書,CNIPA

Oppo:縫轉軸技術及高強度摺疊螢幕材料

Oppo 的摺疊手機採用先進的摺疊顯示技術,利用柔性 OLED 面板搭配特製轉軸機構,確保手機能在摺疊與展開狀態間順暢切換。這項技術確保螢幕能夠彎曲而不會產生明顯摺痕或損壞,使使用者獲得無縫的視覺體驗。

主要技術特點包括:強化鉸鏈機構,使螢幕可承受長時間的摺疊使用,減少結構損耗。多工處理優化,透過分割螢幕功能,可同時執行多個應用程式,提升生產力。高畫質 OLED 顯示,呈現更鮮豔的色彩與深邃的黑色,提供卓越的視覺體驗。耐用設計,摺疊轉軸經過測試,可確保裝置長期耐用,減少硬體故障風險

Oppo 在摺疊手機技術方面擁有多項專利,涵蓋轉軸機構、摺疊螢幕材質與內部元件優化。以下爲 Oppo 主要的摺疊技術專利:

專利號:CN112449523A – 無縫轉軸技術

Oppo中國專利CN112449523A;資料來源:Oppo專利說明書

專利號:WO2019029542A1 – 柔性電池與整合電路設計

Oppo國際專利WO2019029542A1;資料來源:Oppo專利說明書

專利號:CN108965503A – 高強度摺疊螢幕材料

Oppo中國專利CN108965503A ;資料來源:Oppo專利說明書

2025年摺疊裝置市場及技術預測

新一波的摺疊裝置市場自 2019 年三星 Galaxy Fold 推出以來,持續成長。到了 2024 年,三星、華爲、小米、Oppo、Google 以及蘋果紛紛投入研發更先進的摺疊技術,專利競爭加劇。2025 年將是摺疊裝置技術更成熟的一年,市場將迎來更多新型態裝置,如三折手機、摺疊筆電、摺疊平板等。

根據市場研究機構 IDC 及 Counterpoint 的報告,2023 年全球摺疊手機出貨量達 1,600 萬臺,年增率 33%。預計到 2025 年,摺疊手機市場將突破 2,500 萬臺,佔全球高階智慧型手機市場的 10%-15%。此外,摺疊筆電與摺疊平板的市場也將開始起飛;主要成長動能有以下3項:

(1) 技術成熟:更耐用的螢幕、更輕薄的鉸鏈設計及無摺痕技術成熟,解決耐用性問題。

(2) 價格下降:摺疊螢幕與鉸鏈製造成本降低,使摺疊裝置價格更親民。

(3) 產品多樣化:除了手機外,摺疊筆電(如 Lenovo ThinkPad X1 Fold)與摺疊平板的需求增長。

至於技術發展的部分,可以主要可歸納爲以下幾點:

三折裝置普及化:三星、華爲、小米等將推出 三折螢幕,兼具手機、平板及筆電模式。

2025 年主要摺疊裝置品牌預測

三星作爲摺疊手機市場的領導者,2025 年預計將推出Galaxy Z Fold 7、Z Flip 7,並正式發表三折手機 Galaxy Tri-Fold。該裝置將允許展開爲超大螢幕,挑戰摺疊平板市場。此外,三星將提升鉸鏈耐用性,減少摺痕問題,並與 Google 深化合作,優化 Android 的摺疊裝置體驗。

蘋果預計在 2025 年推出首款摺疊式 iPad,搭載 20 吋 OLED 可摺疊螢幕,定位於筆電與平板混合體,挑戰三星 Galaxy Tab 與微軟 Surface 系列。而摺疊 iPhone 可能會延遲到 2026-2027 年,因爲蘋果仍在克服耐用性與防水問題。

華爲 Mate X 系列將持續進化,Mate X5 或 X6 可能會搭載無摺痕摺疊技術與新型液態金屬鉸鏈,提升摺疊壽命。同時,華爲計劃推出三折裝置,以對抗三星的 Galaxy Tri-Fold,並透過 HarmonyOS 優化多工體驗。

小米 2025 年的 Mix Fold 5 預計將主打「最輕薄摺疊手機」,透過新型雙軌道鉸鏈與奈米玻璃,減少螢幕摺痕與機身重量。此外,小米可能會推出Mix Flip,挑戰三星 Z Flip 系列。

Oppo 的 Find N4 系列將採用更強大的隱藏式鉸鏈,使裝置完全無摺痕,並可能發表Find N Flip 3,進一步優化翻蓋式摺疊手機的使用體驗。此外,Oppo 可能會嘗試多段摺疊裝置,允許不同的摺疊角度固定,增加使用靈活性。

Google 將推出 Pixel Fold 3,重點優化 AI 功能,並強化 Android 對摺疊裝置的適應性。此外,Google 可能與三星聯手開發Pixel Fold XL,定位爲高階摺疊平板。

摺疊筆電與新形態裝置興起

除了手機,摺疊筆電(Foldable Laptop)也將成爲 2025 年的新趨勢。像是蘋果可能會推出摺疊 MacBook,採用 20 吋可摺疊 OLED 螢幕,無實體鍵盤設計;微軟可能發表Surface Fold,結合 Windows 12,挑戰蘋果與三星的摺疊筆電市場;Lenovo也預計推出新一代 ThinkPad X1 Fold,進一步提升鉸鏈耐用度與生產成本控制。

此外,Sony、LG 可能會在 2025 年推出摺疊螢幕電視或顯示器,拓展摺疊技術。

總結

上述專利顯示,摺疊裝置技術正朝着更輕薄、更耐用、更靈活的方向發展,未來可能會有更多新形態裝置問世,例如三折手機、可摺疊平板或摺疊筆電,進一步擴展市場應用。

在2025年,各大科技公司在摺疊裝置技術上繼續展現不同策略,戰爭越演越烈。三星與華爲持續領跑市場,蘋果與微軟則尋求創新鉸鏈技術,而 Google、小米與 Oppo 則聚焦於耐用性與結構設計的突破。隨着技術成熟,未來摺疊裝置將變得更輕薄、更耐用,並提供更多元的應用場景。

半導體科技雜誌(SST-Taiwan)總編輯

CompuTrade International總編輯

日本電波新聞 (Dempa Shinbun) 駐海外記者

日經亞洲電子雜誌 (臺灣版) 編輯

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