雖然智慧型手機市場上的確存在「擠牙膏」式定期釋出新版本的「習慣」。但要真一棒子打死整個手機行業，未免太武斷。畢竟2024年， 作為AI手機的「元年」和軟硬一體化的「大年」，作業系統的革新已經直達技術內核。
我始終認為， 對於智慧型手機而言做到有「一技之長」已屬難得，影像、電池、效能要能「全面開花」確實不易 。今天恰好看到vivo X200釋出，也借此和大家聊聊相對於vivo X100系列而言，這波升級到底是怎麽高階升維的。
一、聊聊「無網通訊」和"手機衛星通訊「
實際上，"手機直連衛星通訊"的概念其實並不新穎，早前的實踐主要體現在專用的衛星電話上，只不過並非我們現在所使用的智慧型手機。像是「銥星」(Iridium)、「全球星」(Globalstar)、「海事衛星」(Inmarsat)以及中國的天通一號衛星行動通訊系統等，都早在「手機直連衛星通訊」這個概念出現之前就已經實作了類似手機終端與衛星的直接通訊功能。
上世紀90年代，Iridium系統就有類似手機般的便攜形態，並在短訊息、低速語音等套用支持上與當時的地面行動通訊系統不相上下。只不過在隨後的二十年間，盡管支持手機直連的衛星行動通訊技術持續發展，但其套用支持能力和套用範圍卻明顯滯後於地面行動通訊。
當然，我始終覺得評估一種技術是否步入了主航道，最好的標準就是看它是否直接地和我們日常生活中的裝置連結起來。智慧型手機是一個標的物。
從地面行動通訊的演進歷程來看，3GPP標準無疑代表產業發展方向。NTN（Non-Terrestrial Network，非地面網路）技術路線就是3GPP在R17階段制定的基於新空口技術的終端與衛星直接通訊技術。當前，眾多手機廠商已開始布局手機衛星通訊領域，而IMT-2030(6G)推進組在其釋出的【6G總體願景與潛在關鍵技術白皮書】中更是明確指出，6G將依托天基設施實作陸地偏遠地區、海上及空中的全面覆蓋，最終構建起星地融合的行動通訊網路。在這一「星地融合」的大背景下，多家廠商已著手開展支持手機直連衛星的NTN標準制定工作，旨在為個人使用者提供全球範圍內的泛在接入服務。這也預示著「手機直連衛星」將成為未來發展的重要趨勢。
透明轉發架構由NTN終端、透明轉發衛星、信關站、NTN地面基站、地面核心網、公共數據網組成 [1] 。其中，透明轉發衛星功能包括射頻濾波、頻率轉換和訊號放大，和地面信關站共同作為NTN基站的遠端射頻單元。
在這個架構中，透明轉發衛星扮演著至關重要的角色。它的主要功能是對射頻訊號進行濾波、頻率轉換以及訊號放大，這些操作對於確保訊號的清晰傳輸至關重要。透明轉發衛星與地面的信關站緊密合作，共同作為NTN基站的遠端射頻單元，為整個系統提供強大的支持。
像是vivo X200 Pro版已經推出衛星通訊版。 這個版本的上線意味著未來哪怕在偏遠地區、海上以及空中等難以覆蓋的區域都有強大的通訊支持。當使用者在沒有地面基站訊號覆蓋的地方使用手機進行通訊時，vivo X200 Pro版衛星通訊版本的手機也會首先透過其內建的衛星通訊模組，將訊號發送到繞地球軌域執行的通訊衛星。衛星接收到訊號後，會對其進行處理，並透過衛星通訊鏈路將訊號轉發至地面的衛星接收站。接收站再將訊號傳輸至目標地區的衛星通訊閘道器，閘道器進一步將訊號轉換為適合地面網路的格式，最終透過地面基站或直接發送給目標手機使用者。
上線之後也將極大地拓展通訊服務的邊界。對於喜歡徒步、登山、穿越無人區的探險愛好者，或是地質勘探、森林防護等野外作業人員，vivo X200 Pro版衛星通訊版本能夠確保他們在沒有訊號的地方與隊友及時傳遞位置資訊。對於船員來說，海上通訊的老大難問題或許就迎刃而解了。說實話，前一陣一直關註海上輪渡，但一想到可能要「失聯」十幾個小時，就望而卻步了。
除此之外， vivo X200系列還支持「公裏級無網通訊」技術 。它實際上是一種能夠 在無網路覆蓋的環境下實作遠距離通訊的技術 。這種技術通常基於藍芽long range技術或LoRa展頻技術，利用手機的無線電硬體，透過特定的協定和演算法，將訊號發送到數公裏外，從而實作裝置間的相互通訊。
LoRa能實作手機無網通訊的核心在於其CSS展頻調變，該技術利用線性頻率變化增強訊號的抗幹擾與穿透力，確保復雜環境中通訊的穩定性 [2] 。作為物聯網專用的低功耗廣域網路方案，LoRa使手機能在低能耗下持久執行。其廣泛的覆蓋範圍，特別是在無網路或偏遠區域，能實作數公裏內的裝置間通訊。此外，LoRa支持自適應數據速率(ADR)和自組網功能，可根據通訊環境自動調整參數，保障數據傳輸的可靠性，並允許手機在無中心網路的情況下與其他裝置直接連線。
通常來看，在無網空曠環境下，公裏級無網通訊技術支持最遠超過公裏的點對點語音對講及文字傳輸。這意味著使用者在徒步、露營等無網環境下仍能保持通訊不斷聯。而借助通訊接力技術的中繼能力，求救文字廣播的最大傳輸距離可以翻倍。這在野外探險、科學考察和災害救援等場景中尤為重要。
與衛星通訊相比，公裏級無網通訊通常不需要使用者額外支付通訊費用，實作了「無成本通訊」。使用者無需像使用衛星通訊那樣單獨開通服務，只需擁有支持該技術的裝置即可使用。在成本和便捷性上更有優勢。
雖然衛星通訊的覆蓋範圍更廣，但在許多實際套用場景中，公裏級無網通訊的通訊距離已經足夠滿足需求。
總而言之，這次vivo X200 pro版的衛星通訊版釋出，相當於給整個手機行業提供了一個「路標」。未來智慧型手機「卷」的方向，也可見一斑了。
二、電池如何逆向生長？又大又薄
提及手機電池，就不得不從第一部手機聊起。1973年摩托羅拉釋出了第一部移動手機電話——DynaTAC 8000X。充電10小時通話30分鐘是它的真實寫照，這是由於當時市面上流行圓柱形的鎳鎘電池，不僅大塊很占據空間，容量低，充電還非常慢。
此外鎳鎘電池還有著一個最為致命的缺點——記憶效應。也就是得每次都得充滿電、把電量耗盡，這樣迴圈的充電放電才行，否則電池容量下降，電池不耐用。
經過科學家們多年的研發與技術沈澱，手機電池來到了鎳氫電池時代。相比之下鎳氫電池的提升很大，不僅可以做到更輕薄，而且能量密度也大，雖說記憶效應或多或少還是有，但影響已經大大減小，只需 20 次完整充電放電就夠了。不過鎳氫電池的巨大進步，依舊無法改變電池容易發熱、變形的缺點。
90 年代末，鋰離子電池的材料與制造技術得到革新，成本也大幅下降，手機電池進入了鋰電池時代。首先鋰離子電池更輕薄，而且能量密度還更高，最重要的是解決了「電池記憶效應」。那時候手機還是功能機，螢幕是黑白的，功能較為單一，因此耗電量低，一塊電池能用好多天，加上電池可拆卸的設計，基本人手幾塊電池，毫無續航焦慮。
但是智慧型手機時代，手機的螢幕、功能等不斷豐富完善，耗電量也隨之提高，對電池的充電與續航要求也隨之變得更高。可能有人會問了，為什麽不能像功能機時代一樣把電池設計成可拆卸的形式，這樣大家的續航焦慮就會大大降低。
首先最重要的是安全性的問題。電池可拆卸的時代采用的是觸點式供電，而現在智慧型手機采用的都是排線供電，相比之下排線供電穩定性和可靠性更高，但是拆卸起來更加復雜。另外電池拆卸過程中也是存在一定安全風險的。
此外一體式設計也能更好的增加手機的防水效能，因為是密封式設計，能最大限度減少水透過縫隙直接進入內部，造成內部元件短路，電池進水等情況。一體式設計還能把手機做的更加輕薄，手機後蓋材料的選擇性也更加廣泛，玻璃工藝、陶瓷工藝等材料雖然質感很好，但不具備彈性，在拆卸時比較復雜。
因此拆卸式電池不適用於當下的智慧型手機時代，為此各手機廠商只能繼續從技術研發入手，提高電池效能。
鋰離子電池主要由正極、負極、電解液和隔膜等部份組成，其中負極材料的選擇會直接關系到電池的能量密度。鋰電池中，負極材料在其充電過程中作為鋰離子和電子的載體，承擔了能量的儲存與釋放的功能，目前主流的負極材料是石墨類，但石墨負極接近理論比容量上限372mAh/g，限制了其進一步套用。
而 矽負極 具有最高的理論品質比容量（室溫下3580mAh/g）和豐富的資源儲備，並且能從各個方向提供鋰離子嵌入和脫出的通道，嵌鋰電位較高，快充效能優異，避免了鋰負極難以克服的枝晶問題，兼具高安全性和高容量的特點。
但是矽在作為鋰離子電池電極時在電池的充放電過程中會發生劇烈的體積膨脹，如矽負極容量如果達到 3590 mA·h/g 時，顆粒或晶粒膨脹最高可達 320%。此外由於矽基負極材料放電電壓低，且在迴圈過程中伴隨著巨大的體積變化而導致裂紋，新鮮的矽表面會暴露在電解液中持續產生 SEI 膜。 SEI 膜的持續生長將消耗電池正極材料中有限的鋰源、電解液，導致電池容量不斷衰減，內阻不斷增加，體積也會相應膨脹。如果奈米矽碳負極材料中存在矽裸漏的問題，將導致全電池迴圈性差、電池鼓脹等問題。
當前行業中探索了多種改善矽的電化學效能的方法，比如將矽與其他材料摻雜進行改性以期得到效能優異的電池負極，如 矽基碳復合材料、矽基金屬復合材料、矽基聚合物復合材料等 ；或者會設計各種奈米結構，包括奈米粉末、奈米管、奈米線、奈米纖維等，除了尋求穩定的奈米結構外，還探索了粘結劑、導電劑以及電解質等對改善矽基負極電化學效能的影響。
X200系列采用行業先發真正第三代矽負極技術 ，其搭載的藍海電池以約 5%的矽含量能量密度高達 838Wh/L創歷史新高，其迴圈周數可以達到 1000周，也是行業中含矽電池壽命最高的電池。
三、 AI時代，手機如何入局？
大概從2024年下半年起，生成式AI領域的焦點逐漸從模型研發轉向AI原生套用的探索上，尤其在搜尋、教育等領域取得顯著進展的同時，AI在硬體領域的革新，特別是AI手機的興起，成為智慧型手機行業入局的抓手。
但是在AI手機入局的「初代版本」中，基本上是以文生圖、路人消除、會議紀要等生成式AI功能為代表。雖然這些功能在ChatGPT 3.5時代能夠給使用者帶來一種新鮮感，但說實話，這並不是AI手機的實際面貌。換句話說，如果把這些生成式AI功能看做AI手機本身，確實有些「小兒科」。
AI手機應該是徹底地植入到底層系統中，從底層發力成為使用者的生產力工具。
以搜尋這個行為為例，傳統搜尋模式往往局限於特定套用的搜尋框內，使用者復制關鍵詞並切換到相應的套用進行搜尋；初代的生成式套用則是給一個總結性的回答。但對於使用者而言， AI總結的答案不是使用者的終點，有優質內容的網站才是終點。因此，如何在手機端絲滑順暢地呼叫AI助手，得到更多優質的內容，才是AI手機要完成的事情。 就拿vivo X200系列來說，針對搜尋功能，OriginOS 5系統內建的小V圈搜功能，采用了一種更為直觀的人機互動方式：使用者只需長按導覽列呼出該功能，然後用手指圈選手機上的任意內容並向下拖拽，就能完成搜尋這個動作，獲得更多優質的內容。
當然，vivo在做「AI手機」方面還有很多動作，比如OriginOS 5搭載了vivo自研的手機智慧體「PhoneGPT」，可以根據使用者意圖與習慣，即時自主解析需求並規劃執行路徑。比如，「小V訂座助手」功能，使用者只需透過語音對話告知餐廳型別、時間及人數，它就可以跳轉到其他套用，篩選符合條件的餐廳，辨識餐廳電話並自動完成電話預約。
最後，希望智慧型手機行業能夠擺脫「大小年」的輿論風波，像vivo這樣用不斷「擠爆牙膏」的實力說話。
道阻且長，行則將至。
參考
- ^ 肖永偉,盧山,宋艷軍.「手機直連衛星」發展及關鍵技術[J].國際太空,2024,(01):20-27.
- ^ 孫耀華,許宏濤,彭木根.手機直連低軌衛星通訊：架構、關鍵技術和未來展望[J].行動通訊,2024,48(01):103-110.
