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康宁:玻璃改变世界
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来源: 中国工业评论 作者: 王建成发布时间:2015/4/10评论:0+收藏文章

  移动互联时代的来临让手机成为人身体的延伸,越来越多的人早上醒来后的第一件事、晚上睡觉前的最后一件事都是看手机。手机屏幕是如此小的一个窗口,却可以让人们的圈子由小变大,让世界由大变小。手机的更新非常快,例如苹果iPhone从2007年问世以来,基本上一年升级一代。可你很难想到,当iPhone、红米Note、三星GALAXY S5、HTC One M8、魅族MX3等智能手机在改变全球用户与移动设备交互方式的时候,这些手机屏幕所采用的玻璃,已经“等”了它们足足45年。

  164年:时间为康宁做见证

  1851年,在美国纽约城以北的康宁镇,爱默瑞·霍廷(Amory Houghton)创立了一家与小镇同名的公司。时至今日,这家公司已经存在了164年,成为特殊玻璃和陶瓷材料的全球领导厂商。在康宁镇的1万多居民中,有50%左右的人在康宁公司工作,康宁镇也因这家材料公司成为全球科技领袖造访美国的热门目的地。

  虽然康宁并不像苹果、三星、微软等世界知名公司那样名声在外,但它在全球企业界成就了百年传奇。在康宁的历史上,爱迪生曾对康宁提出,希望找到一种稳定安全的玻璃灯罩。于是1879年,康宁玻璃就成了灯泡的外壳材料,之后在这个行业称霸40年;1970年,康宁制造出电视显像管,让电视走进千家万户成为可能;同样在1970年,应英国邮政的要求,康宁制造出世界上第一根光纤,光纤通信从此被广泛应用;2007年,乔布斯因不满意苹果手机的屏幕,希望康宁能够生产出坚固耐磨且透明良好的超薄玻璃,时间仅容6个月,于是iPhone用上了康宁的“大猩猩玻璃”……

  纵观康宁公司的大事纪年,不禁令人感叹百年企业就是任性:若是一般的企业,哪家敢以十几年为跨度来记事?康宁凭借在材料科学和制程工艺领域的能力,创造出了众多应用于高科技电子消费产品、光纤通信、特殊材料、环境科技、生命科学等领域的关键技术。在2008年《财富》排行榜上,康宁位列高盈利科技企业第十二位。2014年,康宁公司已有员工3万多人,《财富》公布的2014年美国500强企业中康宁公司的相关数据(见图1),表明这家百年老店根深叶茂,仍生机勃勃。

  深度:研发创新超越时代

  康宁起家于玻璃制造,在爱默瑞·霍廷创立康宁公司之初,就十分注重研发,并把创新精神植入企业的基因中。康宁每年把10%以上的营收投入到研发中,并把材料制造作为一门严谨的科学来对待,通过严密的实验让产品的质量达到最佳。

  1908年,康宁做了一件在当时看来不可思议的事——建立实验室,并雇佣全职研发人员,这是美国历史上最早的企业研发实验室之一。

  康宁不直接面向消费者,业务多从事基础性研发。作为立足B2B的上游企业,这种模式需要极大的耐心。康宁公司在美国康宁镇的苏利文园区、硅谷,俄国的圣彼得堡、法国Fontainebleau、韩国、以及中国台北、上海都设立了实验室,这不仅意味着巨大的投入,而且意味着回报需要漫长的等待。

  在康宁公司,产品等待市场是很正常的事,大猩猩玻璃就是一个典型的例子。

  时光回溯到1952年,康宁公司的一名化学家唐纳德·斯图基在研究新型玻璃的试验中,原本想将一块光敏玻璃样本加热到600℃,但控制员操作成了900℃。唐纳德心想,这么高的温度,玻璃有可能融化,火炉也可能因此损坏,这下实验砸了!但奇迹发生了,火炉没坏,玻璃也没有融化,而是变成了一块白色的薄板。他试图将这块玻璃夹起时,不小心将它滑落在地,意外的是玻璃不仅没碎,而且弹了起来。

  这个有惊无险的意外,导致第一块有机微晶玻璃的诞生,后来唐纳德将这种材料命名为Pyroceram(微晶玻璃)。其重量比铝轻,但强度远高于普通钠钙玻璃,甚至比高碳钢还高,即使瞬间承受450℃的温度变化也不会碎裂。火箭、航天飞机、弹道导弹等都用上了微晶玻璃,唐纳德也因此成为富翁。

  微晶玻璃问世之后,康宁公司为了继续探索增强玻璃强度的方式,启动了一个大项目——Project Muscle项目,创造出了称作Chemcor的玻璃。大量实验表明,这种玻璃的各项性能都比传统玻璃要好,尤其是对日常损伤的抵抗性能。这就是大猩猩玻璃的前身。

  1962年,康宁将Chemcor玻璃正式推向市场,由于产品价格太高,加上碎裂时可能产生爆炸性后果,虽然吸引了厂商们的关注,但还是以无人问津告终。根据Chemcor玻璃的性能,康宁想到它可以用作汽车的挡风玻璃,于是就向福特等汽车厂商推销,但福特等企业认为成本太高,何况胶合玻璃表现良好,无需更换。再好的产品不被市场认可也得被打入冷宫。1971年,康宁关闭了Project Muscle项目,Chemcor玻璃作为一种技术储备,在“冷藏”中等待着它的“用武之地”。

  2005年,摩托罗拉的RAZR V3手机用玻璃显示屏取代了传统的高强度塑料。受此影响,康宁启动Gorilla Glass项目来研究Chemcor技术的重新启用,这就是我们熟悉的大猩猩玻璃。把为汽车挡风玻璃打造的材料用到手机上,效果如何呢?用什么工艺可以制造出更薄的玻璃?解决这些问题是研究的重点。

  2007年,第一代iPhone即将上市,然而,追求完美的乔布斯却愤怒地向下属宣布:“我们产品的屏幕是不允许这样轻易被划伤的,我要换防划玻璃屏幕,我要在6周之内让它变得完美。”于是,乔布斯找到康宁首席执行官魏文德(Wendell P. Weeks),要求在6周内给iPhone换上轻薄耐划的玻璃屏幕。

  一般情况下,一款玻璃产品从发明到量产需要数年的时间,但是魏文德答应了乔布斯。或许是因为2000年互联网泡沫的破灭,影响到以光纤为主要产品的康宁公司股价大跌,康宁处于艰难时期,急于拓展新业务;也可能是魏文德对康宁的研发实力有信心,毕竟手中握有早先研发出来的技术“利器”,正好抓住时机,借助苹果“施展绝技”。

  亚当·埃里森和马特·德吉内卡这两名科学家艰苦奋战,通过“熔融下拉”工艺使玻璃变薄,并通过改变玻璃成分提高了玻璃的黏性、抗压应力和离子交换速度。2007年5月,大猩猩玻璃正式量产。由于没能赶上首批iPhone的生产,所以在iPhone开卖前一个月,富士康紧急集合8000名工人为iPhone换玻璃屏幕。

  iPhone发布之后,尽管用户并不知道屏幕叫大猩猩玻璃,但对这种屏幕给予了很好的评价。康宁也因此一飞冲天,5年之内,智能电视、手机、笔记本等750多种产品都用上了大猩猩玻璃,这条产品线的营收也从零增长到10亿美元。

  回顾大猩猩玻璃的诞生历程,可以看出康宁对研发的重视。随着研发不断取得进展,2012年第二代大猩猩玻璃问世,在产品抗损性、坚硬度和耐刮伤性能没变的情况下,厚度降低了20%,使得屏幕亮度更高,触摸起来更加灵敏。2013年,第三代大猩猩玻璃经科学家们从原子层面进行了改造之后,抗损伤性能是之前版本的3倍。宝马的电动车i8成为首款使用大猩猩玻璃的汽车,其中大猩猩玻璃用作隔音玻璃板,以阻隔后置发动机的声音。

  现在,大猩猩玻璃已经升级到了第四代。经康宁测试、研究发现,很多智能手机碎屏的原因,是手机与尖锐的着力面进行接触造成的。而在接触之前,手机玻璃已经有了细微划痕和破损点。当然,很多磨损点肉眼无法看见,但当手机不小心掉在地上时,屏幕破碎的可能性就很大。测试发现,让第四代大猩猩玻璃从1米高的地方落下,80%的情况能保证完好。图2为第三、四两代大猩猩玻璃的对比。

  针对传统触摸屏幕上细菌多、易感染的问题,2014年,康宁公司推出了一款代号为NBT的抗菌型玻璃,这是全球第一款通过EPA (美国环保署)认证的抗菌防护玻璃。这种玻璃可以抑制微生物生长,吸附细菌体的蛋白酶,并迅速与之结合在一起将其破坏,使细菌丧失活性,从而杀死大多数真菌、霉菌和细菌。玻璃可以抗菌的秘密,在于康宁把银离子植入了玻璃,且不会影响其力学、光学和介电属性,这需要极高的技术。康宁特殊材料部总经理詹姆斯·斯坦纳自信地表示,康宁的抗菌玻璃可以抑制藻菌、霉菌等细菌的生长,而且它的抗菌效果是永久的。

  康宁在玻璃性能上不断创新,宝马就把“2014年度最佳供应商”的奖项颁给了康宁。今天的大猩猩玻璃在不断“进化”中推陈出新,而康宁也在研发创新中超越曾经的辉煌。

  广度:多领域挖掘商业价值

  玻璃的本质是极细粉末的混合物,比如沙子、石灰岩、硼酸钠等,但现在工业制造出来的玻璃却是复杂的,它们以各种形式出现。大多数中国用户对康宁的认识停留在透明玻璃锅上,其实在1998年,康宁餐具部门就被整体出售了。

  那么,康宁的产品活跃在哪些地方呢?实际上,它们不仅存在于人们每天划来划去的手机屏幕,也存在于航空器的窗玻璃上,存在于排放控制、半导体光学、光纤、LCD显示器、实验室器皿、望远镜镜片等各领域产品的研发成果中。

  康宁的科技发展进程,不仅体现在公司的发展上,更体现在其最大化地挖掘技术的商业价值上。康宁在多个领域排兵布阵,并且通过专利申请与出版发行,积累了大量的知识产权。

  尽管康宁是一家材料公司,但我们很难用哪个领域的材料公司来框定它。千万不要以为前面提到的大猩猩玻璃是一个多么大的项目,它只不过是康宁公司“特种材料部”下一个“年轻的”项目。而抗菌型玻璃,除了可以应用于智能设备领域,还可以应用于人流密集的行业或有着较高卫生标准的场所,比如交通运输、医院等。

  康宁目前有五大事业部,分别是光通信部、显示科技部、环境科技部、生命科学部、特种材料部。

  光通信部:康宁光通信部包括光纤系统和光缆系统。尤其值得一提的是,康宁于20世纪60年代初启动了光纤的研发。10年后,在此领域获得12项专利。但当时离光纤市场形成尚远,AT&T是康宁在美国唯一的潜在用户,它预测30年后才会有此类需求。然而,康宁当时的总裁小爱默瑞依然决定建厂,并在1981年完成在光纤行业的布局。这种高瞻远瞩的战略,使康宁在后来光纤市场飞速发展时,所向披靡,鲜有对手,这与康宁光纤事业当年投资超过1亿美元却无任何收入形成鲜明对比。

  显示科技部:凭借专业的技术支持,康宁为TFT-LCD玻璃和其他先进的显示产品树立了标准,并使自己成为全球范围内可靠的供应商。20世纪80年代,康宁创造出一种超薄、超平整的玻璃界面。20世纪90年代中期,康宁在亚洲设厂,这次投入了15年以上的耐心和10多亿美元的资金,到1999年时,LCD业务为康宁带来丰厚的回报。

  环境科技部:2009年9月29日,康宁与GEO2 Technologies, Inc.公布了一份专利许可协议,这项协议使康宁可以使用GEO2的全球专利组合,来开发、制造、销售康宁未来的钛酸铝和堇青石柴油机应用,以及汽油排放控制技术应用,从而防止有害污染物进入空气。2010年,康宁环境科技部高级副总裁Thomas R. Hinman指出:“我们预计汽油车排放控制业务今年将有10%的增长,汽车生产增长未来几年将超过历史水平。”

  生命科学部:康宁领先的科学实验室产品,能够改善生产力,让制药业为市场带来新药的过程中,通过使用创新型的工具,缩短时间、减少成本,提高突破性发现的可能。

  特殊材料部:这是一个用特殊材料配方来满足客户特殊需求的部门。康宁从成立之初,就与客户的需求紧密联系在一起,依靠其在特殊玻璃和陶瓷材料方面的专长,满足不同行业的客户提出的特殊需求。

  与时俱进:企业生命自我重塑

  在美国的康宁镇,有全球最大的玻璃收藏博物馆——康宁玻璃博物馆。这座博物馆是在康宁100周年时建造的,收藏了全世界最有价值的玻璃艺术藏品,展示了从3500年前的古埃及人,直到当今人类的玻璃使用历史。

  百年沉浮,康宁走得并非一路坦途,但神奇的是,每当它陷于危难,总能及时调整战略,转向新技术而幸存下来。比如2000年后,当互联网泡沫重创光纤通信行业的时候,以此为主导业务的康宁股价大跌,但公司液晶屏幕的业务却让公司活了下来。2011年,当液晶屏幕供大于求,液晶玻璃业务的利润下降了32%的时候,大猩猩玻璃又成为公司腾飞的新助力。这样的事情发生在康宁或许并不能称为奇迹,因为每一次都并非侥幸。若不是康宁自身持续变革,企业随时保持重塑,以应对用户需求的飞速变化,恐怕早已像很多企业那样消失在历史的尘埃里了。

  康宁就像一个人,不仅外在表现出胆识与魄力,同时也修炼内心的冷静与坚毅;当环境发生了变化,就会启动“自我重塑”模式,退出不再有发展空间或与自己核心技能不再有战略相关性的业务。比如,1988年将彩电显像管部门售出;1996年,医疗测试部门因无法与核心技能形成增益效应,便将其剥离;1998年又整体卖掉了玻璃餐具部门。不管曾经的业务有过怎样的辉煌,康宁也不会留恋,而是始终向着内心清晰的目标坚定地出发,去实现下一次飞跃。

  将自身的重塑作为常态,通过大规模的资产剥离,康宁从根本上杜绝了大企业病,使自己成为小而精的高科技企业。这种看似壮士断腕般的自我破坏,实际是企业长青的关键所在。

  当大众看到穿戴设备的前景越来越光明的时候,康宁早已有所准备。2014年1月5日,康宁公司宣布已经具备了制造3D形状大猩猩玻璃的能力,适用于穿戴设备。

  作为智能手机时代隐藏的赢家,在穿戴设备时代爆发之前,康宁宣布了自己的又一创新成果——在不损失防划痕能力、不增加玻璃厚度的情况下,让大猩猩玻璃呈现出各种形状。康宁高级副总裁兼总经理James R. Steiner说:“现在我们在亚洲就能生产各种大猩猩玻璃产品,从普通的平板玻璃到3D形状产品,缩小了周转时间,减小了物流难度。对于康宁与我们的客户而言是个双赢的结果。”

  苹果在2015年3月10日的春季新品发布会上,正式发布的苹果智能手表(Apple Watch)引爆了大众的关注。它采用了蓝宝石屏幕,而不是康宁的大猩猩玻璃。我们不妨分析一下,蓝宝石没有用在iPhone 6上,如今却在Apple Watch上大显身手,其一,手表的定位要比手机高端,含有奢侈的味道,而成本比大猩猩玻璃高的蓝宝石更合适一些;其二,虽然蓝宝石在抗摔防损方面的性能没有大猩猩玻璃好,但在正常使用下,手表比手机掉落在地上的概率应该是小多了。

  然而,蓝宝石的出现对于康宁来讲或许并非坏事。一个强劲的对手,很可能为康宁提供一个新的契机。在一百多年的发展史中,康宁从未停止研发和创新,如果此次真的因为蓝宝石而遭遇危机,或许又会有新的技术储备跳出来,比如Willow Glass(柔性玻璃)。Willow Glass是由康宁公司开发的超级纤薄的柔性玻璃,仅有100微米厚,就像一张纸。试想一下,如果把柔性玻璃用于显示器,那就意味着以后的屏幕不再只是一块平整的面板,也不限于有固定的弧度,而是可以随意弯曲。Willow Glass可用于智能手机上,也可能用于韧性太阳能电池等,让未来设备更加轻便和富有创意。我们期待着,类似Willow Glass这样的新材料技术给下一代消费和生产产品带来新的革命性变化吧。

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