來源：前沿情報站(qyqbz_2021)
形狀記憶合金馬達是什麼
形狀記憶合金(ShapeMemoryAlloys)，簡稱SMA，是一種在加熱升溫後能完全消除其在較低溫度時發生的變形，恢復其原始形狀的合金材料——是一種擁有"記憶"效應的合金。
因為這個特性，形狀記憶合金被廣泛應用於航空航天、機械電子、生物醫療、橋樑建築、汽車工業及日常生活等多個領域。
舉例來說，發射太空的衛星，其天線具有較大體積，為了能更好地裝進太空飛船中，常用形狀記憶合金在高溫環境下製作好天線，再在低溫下把它壓縮成一個小鐵球，使它的體積縮小到原來的千分之一，這樣就很容易運運輸了。到太空後，太陽的照射升溫使它能夠恢復原來的形狀，成為傳輸訊號的天線。
在消費電子領域，記憶合金也有諸多應用。目前一個先進的方向是利用材料的自動恢復形變特性，製作記憶合金馬達。大家都知道，馬達是一種將電能轉換成機械能的裝置。在大家的印象中，馬達基本都是這個樣子的：
這種傳統馬達的體積比較大。隨著手機等電子終端逐漸朝向小型化、輕薄化發展，適用於手機等終端電子裝置的馬達在追求精度的同時日益趨於小型化。
形狀記憶合金馬達，因具有尺寸小、成本低、無磁場干擾以及無需額外感測器即可實現精度定位、控制拉力大等顯著的優點，而逐漸應用於終端裝置中，例如被用於攝像模組中驅動鏡頭移動，實現自動對焦和光學防抖（OIS）等功能。
受制於人的SMA OIS光學防抖技術
光學防抖是依靠特殊的鏡頭或者CCD感光元件的結構去降低操作者在使用過程中由於抖動造成影像不穩定情況的技術。
光學防抖的基本原理是在鏡頭內的陀螺儀偵測到微小的移動時，將訊號傳至微處理器，立即計算出需要補償的位移量，然後透過補償鏡片組，根據鏡頭的抖動方向及位移量加以補償，從而有效的克服因相機的振動產生的影像模糊。
傳統的光學防抖實際上是應用磁力來推動磁鐵從而間接帶動鏡頭模組移動來實現抖動位移補償的，如上圖所示，鏡頭的移動是透過外部的磁力驅動。
但是，大家都知道，手機上的空間有限，想要實現更好的防抖動效果，鏡頭模組的體積增加是相當誇張的。而且存在鏡頭模組的摩擦問題。
後來有人想到利用SMA構建驅動馬達。由於SMA的形變能力是常規懸絲式防抖的成百上千倍，因此只需透過調節SMA的溫度來控制鏡頭移動就能實現精準防抖。在SMA馬達中，僅需四根形狀記憶金屬絲來實現對焦和防抖：
此前，華為Mate30上面就率先使用了這項技術。但是能量產這種馬達的公司不多，據悉，華為的記憶金屬OIS馬達是與哈欽森科技合作研發的，其是一家全球性的技術製造商，位於美國，根據官網顯示，是大名鼎鼎的日本產業科技巨頭東京電氣化學工業株式會社(TDK)的子公司。華為與哈欽森在2014年就開始合作研發，投入了巨大的資源，本來期待在P20PRO中使用，結果一直到Mate30才用上。
而在此之後的其他品牌旗艦機，看到SMA OIS好用，雖然也想用，但也只能想想。因為華為與對方簽署了記憶金屬OIS馬達的1年專利獨享許可期的，只有在期限過後才可使用。
一年的期限本就不能帶來太大的領先地位，更何況哈欽森還在美國。
在特朗普宣佈禁止使用美國技術的企業與華為合作之後，雖然不確定哈欽森是否也在被限制的企業中，但這條路子肯定也會受到影響。所以，當Mate40推出後，有不理解的網友說SMA OIS“被閹割”了。
但是其他沒受到封鎖的廠商，在獨佔許可協議到期後可以使用此技術了，例如魅族就在18PRO系列上就使用了此技術的升級版。
晶片被美國將一軍也就罷了，一個SMA馬達，華為會坐以待斃?
華為曝光記憶合金馬達生產技術專利
就在1月18日，國家專利局公開的發明專利檔案當中，有一件名為《記憶合金馬達組裝裝置》的專利，申請人就是華為。專利的申請日為2021年9月27日，這表明華為已經在自行研究SMA馬達的製造技術了。
根據專利描述，其提供了一種記憶合金馬達組裝裝置，解決了現有記憶合金馬達多為手動組裝，過程繁瑣複雜的問題，提升了組裝的效率。
合金馬達組裝裝置的內部結構示意圖
在現有的SMA馬達生產過程中，其組裝多由人工安裝，例如，首先將動子安裝在定子上，然後在其中一安裝面的定子安裝面和動子安裝面上塗覆膠水。然後將鋼片對應貼附，使第一連線部貼附子在定子安裝面上，第二連線部和第三連線部貼附在定子安裝面上，最後再將餘料部與第一連線部、第二連線部、第三連線部掰斷、去除，完成一個安裝面上記憶合金線的裝配。再重複上述步驟，將其餘三個鋼片貼附在馬達模組上並掰斷去除餘料部分，就完成了一個記憶合金馬達的組裝。
看著這段話估計有點不好理解。我們看下面兩張圖能夠更直觀地理解。在第一節的圖中我們能夠知道，SMA馬達的核心是依靠側邊的記憶合金線250的形變驅動，而現有的生產技術中，這些安裝、塗覆工作大量依賴人工，未能實現機械自動化，組裝過程繁瑣複雜，組裝效率低，且組裝精度也相對較差。
運用專利中提出的裝置，SMA馬達的生產可以分為8個工序：
步驟1：機械臂將馬達模組設置於工裝模組上。
步驟2：機械臂將工裝模組及其上的馬達模組設定在中轉機構上。
步驟3：中轉機構轉動至第一焊接機構，第一焊接機構分別將兩個焊接至馬達模組的兩個安裝面上。其中，鋼片的第一連線部與動子安裝面焊接，鋼片的第二連線部和第三連線部與定子安裝面焊接。為便於焊接，同時也為便於後續的掰斷操作，可使兩個安裝面為馬達模組上相對的兩個安裝面。
步驟4：中轉機構轉動至第一掰斷機構，第一掰斷機構掰斷去除鋼片的餘料部分。
步驟5：中轉機構轉動至第二焊接機構，第二焊接機構分別將另外兩個鋼片焊接至馬達模組的另外兩個安裝面上。
步驟6：中轉機構轉動至機械臂，機械臂將工裝模組取下並移動至第二掰斷機構。也即機械臂將工裝模組及其上的馬達模組、已焊接的鋼片等整體結構取下並移動至第二掰斷機構。
步驟7：第二掰斷機構掰斷去除鋼片的餘料部分。這樣就將記憶合金線透過四個鋼片的連線部焊接至馬達模組上。
步驟8：機械臂取下工裝模組並拆除，獲得記憶合金馬達。
從步驟中可以看到，生產的8道工序都是透過機械臂與裝置自動完成，這無疑能提升生產的效率。
結語
如果僅有這一件生產SMA馬達的裝置的專利，可能仍然受到哈欽森等美國公司關於SMA馬達本身的限制。但是進一步檢索發現，這個擔憂真是多慮了。
華為在此領域已經佈局了有一段時間了，最早是從2017年6月開始申請專利的。而距今，華為已經有了20件已授權及申請中的相關專利，其中發明授權3件，都是在2021年才獲得的，實用新型3件，尚在申請中的發明12件，以及2件PCT有效期內的國際專利。
除此之外，專利CN201780097885.3在日本、世界智慧財產權組織、歐洲專利局(EPO)、美國都申請了同族專利。
擁有自己的SMA馬達的專利，又掌握了自動化生產的技術，意味著華為已經打破對於SMA OIS馬達的封鎖了。接下來就看與哪家廠商合作生產了。
其實不僅僅是手機上有需求，平板電腦、膝上型電腦、觸控電視、PDA、VR/AR、移動機器人、醫用裝置探測器，以及智慧汽車等終端裝置也都有。只不過目前SMA馬達的生產較難，一般高階旗艦機才敢配。而華為的此項技術，或許可以透過提升效率來降低成本，使得SMA的應用更為廣泛。
相關專利：
公開號：CN 113941858 A
公開日：2022.01.18
申請日：2021 .09 .27
申請人：華為技術有限公司
名稱：記憶合金馬達組裝裝置
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