一文读懂转子和线性马达 厂商不给用的原因终于找到了

　　自从手机马达“嗡嗡嗡”与“哒哒哒”之争在网络上掀起热议，原本大家习以为常以至于并不怎么关注的手机振感体验，仿佛一夜之间就进入了大众视野，极端情况下，甚至有言论认为采用“嗡嗡嗡”的转子马达的手机都是电子垃圾。尽管该热议已经过去了一段时间，线性马达也受到了更多的关注，但搜索一圈厂商们的手机后发现，哪怕已经到2021年，厂商们在中低端手机上依然较少采用线性马达，原因只是零部件成本高吗？让我们来一探究竟。

▎手机为什么需要马达？

　　马达是英文单词“motor”的音译，翻译过来，有电动机、发动机的意思，不过与一般提供动能的电动机不同，手机里所采用的马达，实际上就是微型电动机的一种创新，其作用是提供振动，因此，用“振动马达”这个词来表示手机上使用的马达，实际上更合适一些，当然，之所以常使用简略的“马达”一词，或许是为了表述方便。

　　我们先来说说振动这件事。早在功能机时代，振动就成为了手机的一项标配功能，来电话了会振动，来短信了会振动，正是由于其十分常见与熟悉的特性，以至于人们似乎忘记了它的存在。

　　随着智能手机的出现，原本需要按下实体按键以实现对应操作，触摸智能手机屏幕即可，部分用户对这种虚拟按键感到不舒服，为了提高用户舒适度，于是厂商们开始开发并实现在手指触摸屏幕的瞬间，手机会产生对应振动反馈的功能，以此告知用户，系统切切实实的收到了您的指令。而产生振动的源头，就在于手机里那颗小小的马达。那么，手机是如何产生振动的呢？下图是早期的转子马达，其结构非常简单，左侧部分是一个偏重块，右侧是一个微型电动机。

手机早期采用的转子马达

　　电机通电后，驱动偏重块开始旋转，由于偏重块的“偏”，其会产生不断变化的离心力，于是就产生了振动。原理是不是非常简单？鉴于这种马达动力来源于不断转动的微型电机，因此也被称之为“转子马达”。正是由于这种马达结构简单，成本较低，因此早期被广泛应用在手机上。

▎高端手机上转子马达被线性马达替代

　　转子马达尽管结构简单、成本低廉，但其本身也存在一定的问题。首先就是电机在通电断电的过程中，需要一定的启动和停止时间，启动时会感觉慢一拍，而想要停下来，则会因为惯性在断电后还会继续旋转一段时间，给人一种拖泥带水的顿挫感。另一方面，由于转子马达是在旋转中产生振动的，因此没有方向性，转动也比较杂乱，这也就是新闻所谓的“嗡嗡嗡”。

　　此外，还有一种圆柱形的转子马达，因为相对长条形转子马达而言，就像被拍扁了一样，因此也被称之为扁平马达。

圆柱形转子马达

　　扁平马达作为一种转子马达，普通转子马达所存在的问题，扁平马达同样也有，只不过相对好一些。正是由于存在以上的的问题，在高端手机上，取代转子马达的线性马达便应运而生。

线性马达

　　从名字就能看出，线性马达与转子马达的运动方向是完全不同的，转子马达做圆周运动，而线性马达则是通过往复线性运动来实现振动。上图是一枚X轴线性马达的渲染图，其主要由定子和转子两个部分组成，其中动子主要由特制质量块、弹簧、永磁铁构成（图左右两边部分），定子则由FPC（柔性印刷电路）和线圈构成（图中间部分）。

　　当线性马达收到来自主板的驱动信号后，线圈通电，产生与永磁铁相斥的磁场，类似于磁悬浮列车，带着动子沿固定方向往复运动产生振动。因此根据运动方向的不同，线性马达又可以分为X、Y、Z轴等三类，其中X轴是水平方向左右运动，Y轴是水平方向上下运动，Z轴则是垂直方向上下运动，在实际运用过程中，由于Z轴运动空间有限，其实际表现只是稍微好于扁平马达，甚至由于二者外形有些许相似，有时甚至被人认为是扁平马达。因此在手机里用得较多的线性马达，通常是X轴或Y轴的。并且由于将X轴线性马达纵向放置，就变成了Y轴线性马达，而在手机内部元器件的排布设计中，鉴于线性马达体积较大，通常采用横向放置的方案，因此当提到线性马达时，通常就是X轴线性马达。

线性马达与１元硬币体积对比

　　相对转子马达而言，线性马达有两大优势，一是线性马达接收到主板驱动信号后，启动速度非常快，而转子马达响应速度略慢；并且在振动结束时，线性马达也可以做到快速启停，不会出现像转子马达一样的拖沓的现象。二是线性马达的振动是沿着一个特定方向的，而转子马达没有方向性可言。

　　特定方向的振动，与即时启停的特点，使得线性马达本身具备较高的响应精度，基于精确的振动控制，厂商们可以此开发出丰富多元的系统振动反馈，从而提高手机的使用体验，这也是手机厂商在自己旗舰手机上普遍采用线性马达的重要原因。

▎是成本原因使得线性马达一直没能普及吗？

　　成本这事，得分两个方面来看，一是线性马达这个部件本身的采购成本。经过多年的发展，线性马达成本在不断下降，通过公开渠道例如某宝搜索能发现，入门线性马达的成本已经能低质几块钱，入手手机乃至中端手机却依旧较少采用线性马达，显然，不采用并非只是因为零部件成本高。

　　我们再次回到手机振动本身。手机为什么需要振动？在功能机时代，振动的作用主要是提醒人们，避免在静音模式下错失重要讯息。而到了智能手机时代，尤其是自从全面屏手机成为智能手机的主流形态后，耳机孔、听筒、充电接口等等众多部件，逐渐从手机上消失，在人与手机的交互过程中，为了让用户感知到手机系统多元的反馈，除了屏幕带来的视觉、喇叭带来的听觉，触觉成了新的发展方向，而触觉，正是通过手机振动所提供的。于是能即时启停的线性马达便成了最佳的振动发生器，通过厂商们精心地调教，手机产生了丰富且多元的振动，不同的场景、不同的应用，带给我们不一样的振动体验，非常奇妙。

　　比如在取消了可按压Home键的iPhone 7上，搭载了被称之为Taptic Engine的X轴线性马达，当手指稍微按压Home键时，通过马达细小的振动，给人一种真的按下去的感觉，以至于很多iPhone 7用户在长时间的使用手机过程中，竟然都没有发现这个“秘密”。

iPhone 7搭载的线性马达的位置示意

　　在这个“模拟”的过程中，线性马达应该产生多大的振动？什么时候振动？振动多久？从而能做到优秀的振动体验，这显然不是轻易就能得到的，需要厂商投入大量资源进行研发，而这可比单纯的的零部件贵太多了，而且手机厂商除了苹果之外，其他厂商的手机型号繁多，每一款都要做单独的振动优化以模拟更好的触感，作为系统工程而言，投入产出比太低，就像手机系统尚且不能做到及时以及长期的更新一样，振动优化或许在未来较长时间内，也只会针对少数机型进行。

▎总结

　　线性马达相对转子马达，从功能层面看，精准控制、即时启停，几乎是碾压式的存在，然而成本方面，就毫无优势了。当然，随着工艺的进步，入门级线性马达的价格也能做到更低，届时更多的智能手机采用了线性马达，推动手机整体振动体验升级，提高品牌口碑，用户、厂商皆大欢喜。

　　那买手机是否应该以它有没有配备线性马达为标准呢？不一定，线性马达应该是加分项而不是必选项，对于一部手机而言，应该从性能、拍照、外观、系统，品牌等多个方面综合判断，单独追求某方面的极致或许都不是一个好的选择。当然，如果认为“不管我用不用，你必须得有”，那毫无疑问，相信自己就好。