輕薄筆電大部拆解：空間使用、結構強度、機身開口設計很有學問

在 PC 龍頭 Intel 跳出來大喊 Ultrabook 後，市面上的輕薄筆電愈來愈多。為什麼筆電能夠做得那麼輕薄？要如何兼顧功能與體積？該怎麼平衡效能及散熱？從外觀到內在，輕薄筆電有著許多我們不知道的祕密，我們將揭曉它神秘的面紗！

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• 極致筆電三元素：輕、薄、巧；外部空間：觸控板變更大

極致筆電三元素：輕、薄、巧

輕薄巧是應有的特色

早期消費者在挑選筆電時，往往被廠商灌輸規格越強就是好的觀念，採用多強的處理器、顯示卡，或是配有多少擴充介面，這樣的筆電才是最棒的，但是不斷提升規格的結果，就是筆電變的越來越肥大，反而限制了筆電最大的特色：行動力。

但是回過頭來想想，如果我們能夠徹底貫徹筆電應該有的特色，在顧全基本功能的前題下，盡可能地縮減筆電的體積以及重量，這樣不是更能將筆電的初衷發揚光大，讓大家能夠更輕鬆地將電腦帶離桌上，無論是行動商務的需求，或只是想要優閒地帶著自己的筆電到咖啡廳裝憂鬱，都可以因為較低的重量減輕不少攜帶的負擔。

輕跟薄容易想像，那什麼是巧？簡單來說就是設計的巧思，鍵盤配置、線材設計、人機介面等都算是巧的領域。然而在筆電規格制式、產品追求低價之後，設計大多大同小異，很難看出設計巧思。但在輕薄筆電上，我們可以看到某些機構、介面設計上有別於以往的設計，這或許能算是「巧」領域的進步。

希望不要重蹈CULV覆轍

早在2009年Intel就曾企圖以CULV攻佔輕薄筆電市場，但是產品定位不明，雖然產品體積可以獲得改善，但是效能表現無法滿足所需，造成CULV無法開創與Netbook不同的客戶群，最終只能黯然退出市場。將時間拉回現在，Ultrabook至少已經有了不錯的開局，但是在第二代的產品中，越來越多廠商開始走回頭路，紛紛為Ultrabook加入獨顯、光碟機，或是推出大尺寸機種，Ultrabook會不會因為廠商求好心切，希望能討好更多消費者，反而越來越厚重，最終步入CULV後塵，還有待時間以及市場的考驗。

在接下來的文章中，筆者將對不同零組件分類介紹，分析並探討輕薄筆電與常規筆電的不同之處，不過有鑑於某些 Ultrabook 已經有越來越肥大的跡象，因此筆者將以「輕薄筆電」做為研究之主要對象。

材料也是決勝關鍵

輕薄筆電追求降低重量的精神就如同賽車一樣，任何零件都有可以動手腳的空間，這邊講的動手腳並不是指偷工減料，而是斤斤計較地設法減輕重量，無論是筆電或是賽車，結構體的重量絕對是不容忽視的環節。

所謂的結構體就是筆電的機殼部分，它除了要承載所有零件，也需要具有一定的強度來對抗外力的衝擊，所以想要降低重量的話，就需要使用強度較高的材料來打造機殼。一般常規筆電為了成本考量，大多以ABS塑膠為材料，然而因為塑膠的強度比較低，所以機殼大約需要1.2mm的厚度，才能提供足夠的強度。如果採用強度更高的材料，就能將機殼做得更薄，雖然說材料本身的密度可能比塑膠大，但是還是可以降低整體重量。

目前比較常使用的材料為鋁合金或鎂合金，兩者的強度都比塑膠高出許多，鋁合金機殼厚度可以降低約0.8mm，而強度較高的鎂合金可以讓機殼最薄處降至0.45mm，然而因為鎂合金的硬度較高，比較不易加工，提高了製造的難度及成本。至於強度更強的碳纖維材質，機殼最薄處僅需0.3mm，能夠節省更多重量。

讀者可參考下方表格整裡的各材料的機械特性，其中密度較高代表相同體積會比較重，彈性係數較高代表受力後不易產生變形，抗拉強度則是指材料最大可承受的應力。需注意的是各材料的性質，可能會受到加工及成份的影響，不過我們還是可以從中看出各材料間的差異。

碳纖維最難製造

又輕又硬的碳纖維看似是機殼的最佳選擇，但是生產過程相對費時費力，基本上碳纖維的製程為在積層板上堆疊編織好的碳纖維，然後再以樹脂膠合，但是樹脂可能在灌注時產生氣泡，造成良率降低，在生產的過程中也需要等待樹脂乾燥，造成整體成本大約比金屬機殼高出1倍。

▲碳纖維材料在製作時需要將一條一條碳質纖維絲編織成片狀結構，因此會留下像是布料的編織紋路

相較之下金屬機殼的生產就簡單多了，鋁合金及鎂合金都可以透過壓鑄製造，其原理為將熔融態的合金以高壓注入模具，利用模具較低的溫度急速凝固成型，很適合製作薄壁鑄件，由於熔融合金凝固的速度相當快，因此壓鑄件的產能遠高於碳纖維，再加上金屬成型後可再透過CNC加工進行切削，生產的彈性也比較高，因此在重量許可的情況下，大部分的廠商還是選擇金屬做為機殼的材料。

▲如果在碳纖維的樹脂中加入染劑的話，就會把編織紋路覆蓋過去，讓外觀看起來與塑膠十分相近。

外部空間：觸控板反而變更大

▲輕薄筆電的鍵盤基本上不會比常規機種小，但大家比較容易忽略的細節，是觸控板的尺寸往往不減反增，成為少數在尺寸上大於常規筆電的元件

▲常規筆電的觸控板受限於鍵盤位置而較小。筆者測量了一下2種筆電觸控板的尺寸（皆包含按鍵部分），其面積差異約為1.6倍。

電池居然影響觸控板尺寸

輕薄筆電給人的印象就是又輕又薄，任何零件只要沒有技術上的困難，就應該做得越小越好，不過其中的反例就是鍵盤與觸控板等人機介面。由於筆電的整體尺寸受螢幕影響最大，在螢幕大小決定後，機身正面的最小面積也隨之確定，因此在固定的面積中不需要刻意縮減鍵盤尺寸，只需設法減少其厚度即可。

然而觸控板可以變大的主因，是可能讓人聯想不到的電池機構。由於常規筆電大多採用可抽換式電池，然而電池本身的厚度讓其正上方無法容納鍵盤模組，因此需將鍵盤往機身前方移動，進而擠壓到觸控板可以使用的空間。輕薄筆電大多採用內置式薄片狀電池，在電池的上方還有足夠的空間可以放置鍵盤以及觸控板，所以可以用的空間反而比常規筆電大。

IO 端子面臨閹割

在輕薄筆電中不乏看到機身薄到放不進D-sub、RJ-45等介面的產品，之所以要取消這些端子不外乎是想要減低產品厚度，上述2種介面大約需要11mm的高度，雖然不到Intel對Ultrabook訂下的18mm限制，但是部分產品在IO端子部分僅有不到9mm的厚度，所以要追求極致輕薄還是需要做出犧牲。

▲有的輕薄筆電為了要節省體積，除了USB採用標準端子外，其於介面都採用迷你版端子。

▲採用標準端子雖然可以免去使用轉接線材的麻煩，但是筆電勢必隨之變厚。

延伸閱讀：

（後面還有：內部空間-電池面積占一半）