โทรศัพท์มือถือหนึ่งเครื่องมีชิ้นส่วนกี่ชิ้น และแต่ละส่วนผลิตจากวัสดุอะไร

โทรศัพท์มือถือที่เราใช้กันอยู่ทุกวันอาจมีขนาดเล็กเพียงฝ่ามือ แต่รู้หรือไม่ว่าภายในเครื่องหนึ่งเครื่องประกอบด้วยชิ้นส่วนจำนวนมาก ตั้งแต่หน้าจอสัมผัส แบตเตอรี่ กล้องถ่ายภาพ แผงวงจร ไปจนถึงชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่มองด้วยตาเปล่าแทบไม่เห็น

คำถามที่น่าสนใจคือ โทรศัพท์มือถือหนึ่งเครื่องมีชิ้นส่วนทั้งหมดกี่ชิ้น และชิ้นส่วนเหล่านั้นผลิตขึ้นจากวัสดุอะไรบ้าง

โทรศัพท์มือถือหนึ่งเครื่องมีชิ้นส่วนกี่ชิ้น

จำนวนชิ้นส่วนของโทรศัพท์มือถือไม่มีตัวเลขตายตัว เพราะขึ้นอยู่กับยี่ห้อ รุ่น และวิธีการนับ หากนับเฉพาะชุดประกอบหลัก สมาร์ตโฟนทั่วไปอาจแบ่งออกได้ประมาณ 15–20 กลุ่มใหญ่ แต่หากแยกชิ้นส่วนย่อยลงไปถึงสกรู ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ขั้วต่อ และชิ้นส่วนบนแผงวงจร จำนวนจะเพิ่มขึ้นเป็นหลักหลายร้อยหรืออาจมากกว่าหนึ่งพันชิ้น

ตัวอย่างการแจกแจงชิ้นส่วนในแบบจำลองรายการวัสดุของสมาร์ตโฟนรุ่นหนึ่งจากเว็บไซต์ BOMwiki แบ่งออกเป็น 19 กลุ่มหลัก และแจกแจงรายการชิ้นส่วนย่อยได้มากกว่า 1,400 รายการ อย่างไรก็ตาม ตัวเลขดังกล่าวเป็นข้อมูลของแบบจำลองเฉพาะ ไม่ใช่จำนวนมาตรฐานที่ใช้กับโทรศัพท์มือถือทุกรุ่น

15 ส่วนสำคัญของโทรศัพท์มือถือผลิตจากวัสดุอะไรบ้าง

1. หน้าจอแสดงผล

หน้าจอเป็นส่วนที่ผู้ใช้สัมผัสและมองเห็นมากที่สุด โดยสมาร์ตโฟนรุ่นใหม่จำนวนมากใช้หน้าจอ OLED หรือ AMOLED ส่วนชั้นกระจกด้านนอกมักใช้กระจกอะลูมิโนซิลิเกต ซึ่งมีความแข็งแรงและทนต่อรอยขีดข่วนได้ดี

วัสดุที่พบได้ ได้แก่

- ซิลิกา เป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตแก้ว

- อะลูมินา ช่วยเพิ่มความแข็งแรงให้กระจก

- อินเดียมทินออกไซด์ ใช้เป็นชั้นนำไฟฟ้าแบบโปร่งใสในระบบสัมผัส

- สารประกอบอินทรีย์ ใช้ในชั้นกำเนิดแสงของหน้าจอ OLED

2. แบตเตอรี่

แบตเตอรี่สมาร์ตโฟนส่วนใหญ่เป็นแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนหรือแบบลิเทียมพอลิเมอร์ ทำหน้าที่เก็บพลังงานไฟฟ้าเพื่อจ่ายให้กับอุปกรณ์ต่าง ๆ

วัสดุสำคัญประกอบด้วย

- ลิเทียม ใช้เป็นส่วนหนึ่งของระบบกักเก็บพลังงาน

- โคบอลต์ ใช้ในวัสดุขั้วบวกบางประเภท

- นิกเกิล ใช้ในวัสดุขั้วบวกบางสูตร

- กราไฟต์ ใช้เป็นวัสดุขั้วลบในแบตเตอรี่หลายชนิด

- ทองแดงและอะลูมิเนียม ใช้ทำแผ่นตัวนำกระแสไฟฟ้า

- สารอิเล็กโทรไลต์ ช่วยให้ไอออนเคลื่อนที่ภายในเซลล์แบตเตอรี่

3. แผงวงจรหลัก

แผงวงจรหลักหรือ Mainboard เป็นศูนย์กลางการเชื่อมต่อของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของโทรศัพท์มือถือแทบทุกระบบ

วัสดุที่ใช้ ได้แก่

- ทองแดง ใช้ทำลายวงจรนำไฟฟ้า

- ไฟเบอร์กลาส ใช้เป็นวัสดุเสริมความแข็งแรงของแผ่นวงจร

- อีพอกซีเรซิน ใช้เป็นวัสดุฉนวน

- ทองคำและนิกเกิล ใช้เคลือบหน้าสัมผัสบางตำแหน่ง

- ดีบุก ใช้ในกระบวนการบัดกรี

4. ชิปประมวลผล

ชิปประมวลผลเปรียบเสมือนสมองของโทรศัพท์ ทำหน้าที่ประมวลผลคำสั่ง ควบคุมระบบ และจัดการข้อมูลต่าง ๆ

วัสดุสำคัญคือซิลิคอน ซึ่งผ่านกระบวนการผลิตให้เป็นสารกึ่งตัวนำ นอกจากนี้ยังมีโลหะสำหรับเชื่อมต่อวงจรและวัสดุฉนวนหลายชนิดอยู่ภายในชิป

5. หน่วยความจำและพื้นที่จัดเก็บข้อมูล

ชิ้นส่วนนี้ทำหน้าที่เก็บข้อมูล ระบบปฏิบัติการ แอปพลิเคชัน และไฟล์ต่าง ๆ โดยใช้ชิปหน่วยความจำที่ผลิตจากสารกึ่งตัวนำ

วัสดุหลัก ได้แก่ ซิลิคอน ทองแดง อะลูมิเนียม และวัสดุประกอบสำหรับเชื่อมต่อวงจร

6. กล้องถ่ายภาพด้านหลัง

กล้องมือถือประกอบด้วยเลนส์หลายชั้น เซนเซอร์รับภาพ และชุดควบคุมการทำงาน

วัสดุที่พบ ได้แก่

- แก้วหรือพลาสติกคุณภาพสูงสำหรับทำเลนส์

- ซิลิคอนสำหรับเซนเซอร์รับภาพ

- อะลูมิเนียมสำหรับโครงยึดบางส่วน

- พลาสติกสำหรับส่วนประกอบของชุดกล้อง

7. กล้องหน้าสำหรับถ่ายเซลฟี

กล้องหน้ามีโครงสร้างคล้ายกล้องหลัง แต่โดยทั่วไปมีขนาดเล็กกว่า ใช้เลนส์แก้วหรือพลาสติก เซนเซอร์ซิลิคอน และแผงวงจรขนาดเล็กสำหรับประมวลผลภาพ

8. ลำโพง

ลำโพงทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าให้เป็นเสียง วัสดุที่ใช้ประกอบด้วยทองแดงสำหรับขดลวด เหล็กและวัสดุแม่เหล็กสำหรับระบบขับเสียง รวมถึงพลาสติกและโลหะสำหรับโครงสร้าง

แม่เหล็กในลำโพงบางชนิดใช้ธาตุหายาก เช่น นีโอดิเมียม เพื่อให้ได้แรงแม่เหล็กสูงในพื้นที่ขนาดเล็ก

9. ไมโครโฟน

ไมโครโฟนทำหน้าที่รับเสียงพูดและเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้า ภายในมีชิ้นส่วนขนาดเล็กที่ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ โลหะ และวัสดุสังเคราะห์

10. มอเตอร์สั่น

มอเตอร์สั่นเป็นส่วนที่ทำให้โทรศัพท์สั่นเมื่อมีสายเรียกเข้า การแจ้งเตือน หรือการสัมผัสหน้าจอบางรูปแบบ

วัสดุที่ใช้ประกอบด้วยทองแดง เหล็ก ทังสเตน และแม่เหล็ก ซึ่งอาจมีธาตุหายากเป็นส่วนประกอบ ขึ้นอยู่กับรูปแบบของมอเตอร์

11. เสาอากาศรับสัญญาณ

โทรศัพท์ต้องมีระบบเสาอากาศสำหรับรับส่งสัญญาณเครือข่ายมือถือ Wi-Fi และ Bluetooth รวมถึงระบบระบุตำแหน่ง

วัสดุหลัก ได้แก่ ทองแดง อะลูมิเนียม และวัสดุฉนวนที่ช่วยควบคุมการทำงานของคลื่นวิทยุ

12. ตัวเครื่องและกรอบโลหะ

กรอบตัวเครื่องทำหน้าที่รองรับชิ้นส่วนภายในและช่วยป้องกันความเสียหายจากแรงกระแทก

วัสดุที่พบได้ ได้แก่ อะลูมิเนียมอัลลอย สเตนเลสสตีล พลาสติก หรือไทเทเนียมในโทรศัพท์บางรุ่น

13. ฝาหลัง

ฝาหลังของโทรศัพท์มือถือมีทั้งแบบกระจก พลาสติก และวัสดุเซรามิก ขึ้นอยู่กับการออกแบบของผู้ผลิต

กระจกมักใช้ซิลิกาและสารประกอบอื่นเพื่อเพิ่มความแข็งแรง ส่วนฝาหลังพลาสติกอาจใช้โพลีคาร์บอเนตหรือวัสดุพอลิเมอร์ชนิดต่าง ๆ

14. ช่องเสียบชาร์จและระบบชาร์จไร้สาย

ช่องเสียบ USB-C ประกอบด้วยหน้าสัมผัสโลหะ โครงสร้างพลาสติก และแผงวงจรขนาดเล็ก ส่วนระบบชาร์จไร้สายใช้ขดลวดทองแดงร่วมกับวัสดุแม่เหล็กและแผ่นรองรับเฉพาะ

15. ปุ่มกด ถาดซิม และสกรู

แม้เป็นชิ้นส่วนขนาดเล็ก แต่มีความสำคัญต่อการใช้งานและการประกอบเครื่อง วัสดุที่ใช้ ได้แก่ อะลูมิเนียม สเตนเลส พลาสติก ยาง และโลหะผสมชนิดต่าง ๆ

โทรศัพท์มือถือหนึ่งเครื่องใช้แร่ธาตุอะไรบ้าง

นอกจากวัสดุที่มองเห็นได้อย่างแก้ว พลาสติก และโลหะแล้ว โทรศัพท์มือถือยังต้องใช้แร่ธาตุหลายชนิดที่มีบทบาทสำคัญต่อระบบอิเล็กทรอนิกส์ เช่น

- ทองคำ ใช้กับหน้าสัมผัสและการเชื่อมต่อวงจรบางตำแหน่ง

- เงิน ใช้ในชิ้นส่วนที่ต้องการการนำไฟฟ้าสูง

- ทองแดง ใช้ในสายไฟ ขดลวด และแผงวงจร

- โคบอลต์ ใช้ในแบตเตอรี่บางประเภท

- ลิเทียม ใช้ในแบตเตอรี่

- แทนทาลัม ใช้ผลิตตัวเก็บประจุบางชนิด

- นีโอดิเมียม ใช้ทำแม่เหล็กในลำโพงและมอเตอร์บางประเภท

- ทังสเตน ใช้ในชิ้นส่วนบางชนิด เช่น มวลถ่วงของระบบสั่น

- ซิลิคอน ใช้ผลิตชิปและเซนเซอร์อิเล็กทรอนิกส์

แร่ธาตุเหล่านี้มีปริมาณแตกต่างกันไปในแต่ละรุ่น บางชนิดใช้เพียงเล็กน้อย แต่มีความสำคัญต่อการทำงานของอุปกรณ์อย่างมาก

สรุป โทรศัพท์มือถือหนึ่งเครื่องไม่ได้ผลิตจากวัสดุเพียงไม่กี่ชนิด

โทรศัพท์มือถือหนึ่งเครื่องประกอบด้วยชุดชิ้นส่วนหลักประมาณ 15–20 กลุ่ม และอาจมีชิ้นส่วนย่อยตั้งแต่หลักร้อยไปจนถึงหลักพันรายการ ขึ้นอยู่กับวิธีนับและรายละเอียดของรุ่นนั้น ๆ

วัสดุสำคัญที่ใช้ผลิตประกอบด้วยแก้ว พลาสติก อะลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง ทองคำ เงิน ซิลิคอน ลิเทียม โคบอลต์ และแร่ธาตุอื่น ๆ อีกหลายชนิด

สิ่งที่น่าสนใจคือ โทรศัพท์มือถือที่มีขนาดเล็กเพียงเครื่องเดียวต้องอาศัยวัตถุดิบจากหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่อุตสาหกรรมเหมืองแร่ การผลิตโลหะ การผลิตแก้ว ไปจนถึงเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ ก่อนนำชิ้นส่วนทั้งหมดมาประกอบเป็นอุปกรณ์ที่เราใช้ในชีวิตประจำวัน