半个世纪前的瑞士“石英危机”......

冰糖青柠
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在没有电子时计与手机的年代,一般人假如想知道当下的时间,就得依赖于口袋里的怀表,或是手中佩戴的腕表。然而当时的机械表不像现在如此精准,也因此催生出高度精准的石英表。

石英危机

精工Seiko正式量产石英手表而掀起石英风暴,冲击许多机械表制造企业和品牌,大举裁员,甚至倒闭,然而石英表对钟表的影响仍持续到今日,甚至在机械表盛行的今天,石英表仍然占据着钟表市场的绝大市场。

1.jpeg由居里夫人的丈夫皮埃尔·居里(Pierre Curie) 在1880年与他的哥哥雅克·居里(Jacques Curie1855-1941) 共同发现了压电效应(Piezoelectricity)。

谈到石英表,就得先来了解它的来龙去脉。早在1880年,由居里夫人的丈夫皮埃尔·居里(Pierre Curie) 以及他的哥哥雅克·居里(Jacques Curie) 共同发现了压电效应(Piezoelectricity),它是指能被电极化的绝缘体(介电质) 在机械能与电能间转换的现象。
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(图左)早期的石英钟相当庞大,像是瑞士在第二次世界大战前所生产的第一个石英钟高度就比成人还高。图右为Seiko 35A 石英机心。
 
到了1921年,美国物理与电子工程师华持·加廸(Walter G. Cady)制造了第一个石英晶体谐振器(Crystal Oscillator),并于1927 年由贝尔电话公司(Bell Telephone) 工程师沃伦·莫里森(Warren Morrison) 应用而诞生石英钟。它通过逆压电效应,将电压传给石英晶体震荡器产生高振频,再传给IC晶片,由它来控制秒针一秒跳一次,从而替代了传统机械钟中擒纵系统的功能。
 
3.jpeg百达翡丽Beta 21 石英表。
 
比起传统机械钟,石英钟精准了许多,也因此成为当时世界时间标准,之后才被2000万年误差1秒的原子钟取代。最初的石英钟就像刚发明的电脑一样庞大又笨重,只适合放在实验室中,很难让人与随身携带的腕表联想在一起。

到了1962 年,百达翡丽、劳力士、伯爵、欧米茄、积家与IWC万国表等20个钟表品牌携手在瑞士纳沙泰尔成立电子钟表中心(Centre Electronique Horloger, CEH),负责研发石英机心,并在1966年由工程师Armin Frei 研发出X-Y 切割石英,将长度缩小至24 毫米,并装进表径27 x 27 毫米的表壳内,即所谓的Beta-1石英表,也是目前世界最早出现的非量产石英表。

这一切,离不开一个重要人物,就是美国科学家缪尔·鲁本(1900~1988年),他于1942年研制出了汞纽扣电池。

4.jpegBeta 1 石英腕表采用方型表壳,是目前世界最早出现的非量产石英表。
 
在1967年,CEH微调推出Beta-21石英机心,让电力维持至少一年。CEH于1970年的巴塞尔表展上正式推出名为Beta-21的量产版本石英表。

虽说石英钟表时代是由瑞士传统制表业开启,但因这项全新技术会打破瑞士传统制表业引以为傲的手表“更薄、更复杂、走时更加精准”的制表至高追求,所以瑞士人相反的对这项技术有所排斥和保留,以至于后来却被日本发扬光大。

石英表在日本的社会发展中扮演着重要的角色。在1950年代后从二战中逐渐恢复经济发展,并于1950年代中期制定了“电力五年计划”,也带动了石英技术的发展。1959年日本开发了一款真空管式石英计时器,并送给日本广播电台;然而高2.1米、宽1.3米的庞然大物必须拥有足够的空间摆放,对于一般小型公司来说相当不方便。
5.jpeg精工Seiko船舶专用航海天文台石英钟。

1962年为了供应日本海运公司的船只定位,需要更加精准且小巧的时计,因此催生了精工Seiko船舶专用航海天文台石英钟。约0.5平米与30公斤的重量,大幅减少了石英钟表的体积。

加上迎接1964年的东京奥运,精工表研发的长距离竞速时计:Christal Chronometer QC-951,更是将尺寸缩小至长0.2米、宽0.16米、高0.07米,重量只剩原本的十分之一;不久后研发了体积只有QC-951一半的改良版QC-952石英钟。

6.jpegSeiko 35A石英机心,振频8192赫兹,每日误差仅有0.2秒。

至于成就微型化的最大关键技术则是精工独家研发的振荡器,搭配更能节省动力的专利步进式马达(Step Motor)。就这样,精工在1969年的12月25日率先推出量产的精工Quartz Astron,搭载35A石英机心,振频与Beta 21石英机心同样为8,192赫兹(现在石英表的1/4),每日误差仅有0.2秒,这也让瑞士制表业一直举办的精密计时天文台竞赛这一比赛得以终结。

这样的走时精准度数据对于传统的瑞士机械表来说根本是天方夜谭,即便一只售价不菲。但之后随着技术成熟,加上大量生产,得以降低成本。

7.jpeg精工1973年推出的石英表

8.jpeg精工1978年推出的石英表

9.jpeg精工1983年推出的石英表

10.jpeg精工1999年推出的石英表

11.jpeg精工2000年推出的石英表

另外精工也大方公布已经专利化的关键技术,让世界许多公司纷纷加入制作石英机心的行列。像是德州仪器、仙童半导体公司、美国国家半导体都曾经制作过石英机心,使石英表的价格已经不像当初一只表可以购买10只劳力士热门款的售价了,而是以亲民许多的价格走入市场。

但瑞士钟表品牌对于日本精工的Astron石英表并没有太过积极正面的应战,持续维持观望态度。等到第一批生产的6000只Beta-21石英机心卖完后,便停止生产,似乎没有意识到石英表所带来的巨大威胁与冲击。这直接导致在1970年到1983年间,瑞士制表师从1600人锐减至600人,钟表从业人员也仅剩2万8千人( 为之前的三分之一左右),纷纷受到这股“石英危机”的冲击。

12.jpeg精工在1969年推出的首款石英表Quartz Astron。
 
但日本人可不认为他们所量产的石英表是风暴或危机,而是以“革命”来称呼。从这角度来看也没错,因为这给了传统钟表产业改变的契机。有些钟表品牌加强自己的核心技术,等待时机再出发;有些则是化危机为转机,趁势加强发展石英机心。

13.jpeg斯沃琪腕表历史广告
 
其中最为表迷所熟知的就是斯沃琪手表(Swatch)的诞生。当时瑞士两大钟表集团ASUAG(Société Générale de l’Horlogerie Suisse SA) 与SSIH(Société Suisse pour l’Industrie Horlogère) 在1983年3 月合并为ASUAG/SSIH,也是斯沃琪集团的前身。

它们使用工业化方式将手表零件从91枚减少至51枚大量生产,加上自产塑胶表壳,大量压低成本;Swatch也通过更换图案、颜色与表带的快时尚模式,让消费者不断更换,因此仅约两年的时间就创下250万只左右的惊人销售量,成功挺过石英危机。

14.jpeg浪琴的L6512石英机表
 
另外像是浪琴、芝柏表也因为Astron石英表的诞生而持续发展原本已经相当成熟的石英机心技术,并分别在1969年推出超级石英(Ultra-Quarz) 的L6512机心,以及1971年推出Cal.350机心,其中后者的32768振频也成为现今石英表的标准。

15.jpeg劳力士自产Cal.5035石英机芯
 
甚至就连钟表界引领者劳力士也在石英危机期间的1962年,采用了由瑞士20家钟表公司及协会集资并共同研发的Beta21机心来生产石英表,直到1977年推出自制的Cal.5035与5055两枚石英机心,用它们来迎接石英表对传统机械表的冲击。

2003年,劳力士还是放弃了其石英手表的生产。在这40年间,劳力士大约生产了2.5万只石英表。

前几年,流行于年轻族群中的DW手表以及斯沃琪手表都非常受年轻一代欢迎,这也说明了石英表仍在钟表领域里占有重要位置。

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不过在今天,我们猛然发现,周围许多人开始习惯佩戴智能手表或智能手环了,这可能对高端机械表影响甚微,但对低端石英表市场的冲击确是显而易见的。(转载自钟表最时间)

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