那个被吹上天的固态按钮，苹果iPhone 16没做出来

一年一更的iPhone又来了，最抢手的AI功用咱一时半会儿还用不上，外观方面也是差不多那样，如同智能手机的形状真的快到头了。可是，智能手机的交互还没到头。

就像苹果这次iPhone 16上的相机操控（Camera Control）按钮，经过轻按、重按、触控的方法，用一个按钮就能操控快门、变焦、形式切换等，很有或许会成为电子产品次世代的交互方法。

相机操控按钮的完成途径

在发布会上，iPhone的产品司理花了整整23秒来介绍这个按钮是怎么作业的，其杂乱程度只能说令人拍案叫绝。

这颗按钮仍旧具有一个传统的点按开关，并不像风闻中选用不行按压的全固态规划。别的还配有一套高精度力传感器和震感马达，用于仿照不同按压力度和接触的反响。

按钮外表则是蓝宝石掩盖的电容式接触传感器，用于辨认滑动等接触操作。顺带一提，官方的维护壳带有一片蓝宝石玻璃，并有传导层，可以将手指的动作传递给相机操控按钮。

尽管功用和之前爆料的差不多，但完成方法仍是有点让人绝望的，关于历来从简的苹果来说，这次的处理计划过于杂乱，原本应该有更好的计划才对。

好好的按钮为什么要改？

传统机械按钮由于其杂乱的结构，简单遭到尘埃、水分等环境要素的影响，导致损坏或失灵。比方iPhone上那颗祖传的静音切换键，就很简单被尘埃卡住，由于这个问题去售后的用户也不在少数。而固态按钮就没有这个问题。

从规划视点来看，固态按钮减少了可活动机械组件的数量，这不只提升了按钮的出产功率，还降低了故障率。而固态按钮则经过电容感应或压力传感技能完成操作，没有机械结构，因而愈加经用和防水。此外，固态按钮还能协助打造无孔化机身，使得设备的密封性更好，可以完成理想中的“黑盒”极简规划。

上一年就有风闻称iPhone 15 Pro会选用固态按钮，惋惜最终并没有选用。后来有外媒爆料称苹果的这一计划名为“Bongo”，是一种电磁驱动的触觉反响设备，可以供给愈加细腻和实在的触觉反响效果。经过这种技能，用户在进行虚拟按钮按压时，可以感遭到相似于物理按钮的触觉反响，然后增强了交互的直观性和满意度。

可是，由于技能和出产上的应战，iPhone 15 Pro终究是无缘了，iPhone 16这个按钮也只能算是折衷完成了固态按钮的功用。

从功用视点来看，固态按钮为屏外交互供给了更多操作维度。例如，用户可以经过轻点、轻按、重按和滑动等不同方法与设备进行交互。这种多样化的操作方法不只提升了操作功率，还为用户带来了更丰厚的运用体会。

在一份2023年揭露的专利中，苹果就展现了经过不同按压力度和滑动，在一个按钮上完成多重操作。例如，轻触或许用于触发一个预览功用，而更用力的按压则或许用于履行一个承认操作，还可以用按压+滑动来完成多重接连操作。

可是专利归专利，实践使用便是另一回事了。

手机厂商们测验过的“固态按钮”

假如以“不能动”来界说固态按钮，其实也有不少手机测验过了。

谷歌在其Pixel系列手机中引入了Active Edge功用，经过揉捏机身的方法触发特定功用，如发动Google Assistant。这种规划尽管只能完成一种操作，但供给了一种全新的交互方法，减少了对传统按钮的依靠。

苹果在iPhone 7中初次引入了固态Home键，替代了传统的机械按键。这个固态Home键经过Taptic Engine供给触觉反响，仿照按键的点击感。安卓阵营中，魅族15也选用了相似的规划，供给了更经用和防水的Home键体会。

华为在Mate30系列中引入了屏幕虚拟按键，经过在曲面屏边际设置UI按键，完成多样化的操作。这种规划不只提升了屏幕的整体性，还供给了更多的交互方法，如音量调理和摄影快门等。

一些游戏手机，如华硕ROG Phone系列，在边框中嵌入了超声波触控肩键。这些固态按钮可以辨认点按力度、滑动等操作，为游戏玩家供给了更丰厚的操控体会。这种规划不只提升了游戏操作的准确性，还减少了机械按钮的磨损。

假如要论功用性，超声波触控按钮彻底可以完成iPhone 16上这个按钮的一切功用，为什么苹果直到现在才加上呢？

固态按钮的要害难点：“反响”

在前两节咱们都有说到苹果关于固态按钮的“反响”的执着，尽力让固态按钮用起来像机械按钮，为什么固态按钮必定需求实在的反响呢？

答案很简单，由于它是个按钮，按钮就应该有反响，这是咱们的直觉。在《规划心理学》丛书中，作者认为好规划应该契合以下5个准则：示能、意符、束缚、映射和反响，而反响恰恰是固态按钮的痛点。

以笔直电梯为例，按下楼层按钮后，那个按钮就应该变亮。假如这个时分一切按钮的灯都没亮，但电梯仍是把你送到了对应的楼层，你是不是觉得这电梯坏了？

另一种状况是，你按下按钮后，一切按钮的灯都亮了，可是电梯仍是把你送到了对应的楼层，你是不是仍旧觉得这个电梯坏了？

上面两种状况别离对应的是短少反响和反响不明晰。

传统的机械按钮，按下和弹起都会有机械结构带来的天然反响，耳朵听到的咔哒声、指尖感遭到的振荡，这些反响让咱们可以清楚判别是否按下了按钮。

而固态按钮简直去掉了一切的机械结构，自身无法供给声响或触感的反响，这就需求人为添加一个反响。

以iPhone 7上的Home键为例，其实是按不下去的，而是经过Haptic Engine来仿照按压的手感和轰动，以至于当年许多用户不知道那个Home键是彻底固定的。

或许许多人认为iPhone 16这个按钮便是把曾经的Home键挪到了边框上，实践上它们有着十分大的差异。

为了确保反响的实在感，反呼应该直接效果于按压的当地。iPhone 7上的Home键如此实在，便是由于这个超大号的Haptic Engine震感马达在按键下方。

关于旁边面按钮而言，假如使用原本坐落下部的Haptic Engine来仿照反响，会由于间隔和方位的联系，轰动无法准确传导到对应的按钮上，导致反响的失真。这一点和现在游戏手机上的超声波触控肩键相同，触发按钮时手时机供给一个轰动反响，可是反响并不来自于指尖，而是来自于整个手掌。

怎么处理这个问题？给旁边面按钮再加一个轰动马达吗？苹果在Bongo计划里说到的电磁驱动触觉设备，其实便是咱们常说的X轴线性马达，可是即使体积再小也有悖固态按钮的初衷。

用固态按钮实质是为了去机械化结构、完成更简练的规划，假如又加上一个轰动马达，不便是舍本求末了吗？

谁能想到，苹果整出了一个带电容接触、带震感的超杂乱按钮，多少让人有点利诱。

固态按钮与科研顶流“Piezo”

尽管iPhone 16没能用上固态按钮，但这并不阻碍咱们持续评论固态按钮的完成途径。

2021年诺贝尔生理学或医学奖颁发了David Julius和Ardem Patapoutian，以赞誉他们在发现温度和触觉感受器方面的奉献。Patapoutian教授经过研讨压敏细胞，发现了Piezo1和Piezo2这两种机械灵敏离子通道，它们可以对皮肤和内部器官的机械影响做出反响。

“Piezo”这个词源自希腊语“piezein”，意思是“紧压”或“揉捏”。在现代科学中，“piezo-”常用于表明与压力相关的现象，如压电效应。

压电效应，即某些晶体在遭到外力效果时会在其外表发生电荷，或许在外加电场效果下发生形变的现象。这一效应自发现以来，经过了百余年的研讨和开展，在现代科技中扮演着越来越重要的人物。

从微观层面来看，压电资料和Piezo1、Piezo2离子通道有着异曲同工之妙，首要体现在它们对机械力的呼应机制上。详细来说，Piezo1和Piezo2通道在细胞膜中的嵌入方法使它们可以感知膜张力的改变。当膜张力添加时，通道结构从曲折状况变为平展状况，导致中心孔道敞开，答应离子经过。

这种机制与压电效应中的机械应力引起电极化改变的原理相似，都是经过机械力引起内部结构改变，然后发生电信号。

前面说到某些晶体在外加电场效果下会发生形变，详细指当在压电资料上施加电场时，资料会发生机械变形或位移，这也被称为逆压电效应。划要点：机械变形或位移，这就意味着咱们可以使用逆压电效应来发生触觉反响，这便是压电触觉。

巨子打破量产窘境

大部分压电资料都一起具有上文说到的2种特性，作为按钮既能感知按压，也能发生反响，结构也能做到极简，堪称是完美的固态按钮资料，但其量产进程却适当杂乱。

首要的应战在于压电资料的加工精度要求高，且需求与电子设备中的其他组件准确协作。此外，压电按钮的功耗也是一个问题，往往需求数十伏的高压才干驱动，关于手机的电池是个不小的应战。

早在2019年，电子元件巨子TDK集团宣告其子公司TDK Electronics与开发超低功耗触觉技能的Boréas Technologies签署协作协议，旨在加快压电触觉处理计划的广泛使用。

协作将特别重视移动使用领域，经过结合TDK的高功用履行器和Boréas的低功耗驱动IC技能，克服了压电触觉技能在移动设备上使用的妨碍，推动了下一代用户界面的立异。

Boréas是一家无晶圆厂半导体公司，具有专利的压电履行器驱动技能渠道CapDrive， 它是首个无需忧虑功耗、功用、经用性或尺度约束就能开释压电资料共同特性的半导体渠道。与商场上的其他压电驱动技能比较，CapDrive在供给高清触觉反响的一起，还集成了压力感应功用，这是其竞争对手所不具有的。

之后在2023年， Boréas在视频渠道上发布了一个名为“New Solid-state button Demo”的视频，在视频中完好展现了压电固态按钮的操作方法，包括按压、接触、滑动等，并且反响十分详尽，与传统机械按钮无异。

▲转子马达、线性马达和压电元件供给的触觉精度比照

在处理了功耗和体积问题之后，就剩余出产了。前面说到Boréas的这项技能是根据半导体的，因而出产方法和传统机械按钮彻底不相同，没有舌片、绷簧等细微零件，实质上是在做“会动的芯片”。

要出产这样的固态按钮，就需求用到MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电体系）封装技能。

半导体职业新星：MEMS

MEMS是一种集成单元，其内部结构一般在微米乃至纳米量级，可以将机械部件、传感器和电子元件集成在一个芯片上，选用相似光刻和刻蚀等微制作技能。

MEMS封装是指将微机电体系（MEMS）器材进行维护和集成的进程。可是，由于MEMS器材一般包括细小的机械结构，如悬臂梁和微镜，封装还必须供给机械支撑和环境维护。此外，MEMS封装需求考虑气密性、隔离度和特别的封装环境，以确保器材在各种使用场景中的可靠性和功用。

在2018年，日月光与TDK合资建立日月旸电子，专心于选用TDK授权的SESUB技能出产集成电路内埋式基板。SESUB技能关于MEMS封装至关重要，由于它使得将更多芯片与功用集成在更小尺度的基板上成为或许。

而本年4月份也有供应链音讯传出，日月光独家拿下用于iPhone 16系列的新式按键体系级封装（SiP）模组大单。

跟着iPhone16的发布，这个大单应该便是指相机操控按钮了，而不是咱们等待的压电固态按钮。话说回来，这枚按钮多少也是需求用到MEMS封装技能的。

手机又将迎来一个立异点？

用压电效应来做固态按钮，这个概念很早就有了，现已量产的产品也有不少，只不过能一起统筹产值、微型化和功耗的产品，简直没有。就拿前面说到的Boréas来讲，制品计划现已上市几年了，MSI微星也推出了选用压电触觉接触板的笔记本电脑。直到本年6月份，Boréas才刚迈过100万出货量的门槛，明显这无法满意手机商场的需求。

好音讯是我们了解的供应链厂商也很早就在布局压电相关的技能，比方歌尔声学、瑞声科技（AAC）和汇顶科技等，汉得利（BESTAR）更是现已推出压电触觉的制品计划，或许不久后真能在手机用上压电固态按钮。

压电固态按钮自身具有多维交互输入和输出的才能，关于手机来说意味着这是一个全新的交互方法，除了作为多功用快门键，还可以作为游戏肩键和AI按钮等，或许说直接替换原有的音量键和电源键，给原有的按键带去更多功用，总归便是无限或许。

写在最终

老实说，原本认为iPhone 16会用上压电固态按钮，并从此逐步过渡到无孔化机身。抱着这样的等待，看到这颗相机操控按钮多少有点绝望。

从交互的视点看，相机操控按钮也没有带来令人冷艳的交互方法，更重要的是，iPhone的相机真的需求大费周章独自做一个按钮吗？

回到文章最初提出的观念，“相机操控按钮很有或许会成为电子产品次世代的交互方法”，细心考虑之后，我觉得应该去掉“很”字。谁又能确保，相机操控按钮不会成为下一个3D Touch？