在沒有電子時計與手機的年代,一般人假如想知道當下的時間,就得依賴於口袋裡的懷錶,或是手中佩戴的腕錶。然而當時的機械錶不像現在如此精準,也因此催生出高度精準的石英錶。精工Seiko正式量產石英腕錶而掀起石英風暴,衝擊許多機械錶製造企業和品牌,大舉裁員,甚至倒閉,然而石英錶對鐘錶的影響仍持續到今日,甚至在機械錶盛行的今天,石英錶仍然佔據著鐘錶市場的絕大市場。
由居里夫人的丈夫皮埃爾·居里(Pierre Curie) 在1880年與他的哥哥雅克·居里(Jacques Curie1855-1941) 共同發現了壓電效應(Piezoelectricity)。
談到石英錶,就得先來了解它的來龍去脈。早在1880年, 由居里夫人的丈夫皮埃爾·居里(Pierre Curie) 以及他的哥哥雅克·居里(Jacques Curie) 共同發現了壓電效應(Piezoelectricity),它是指能被電極化的絕緣體(介電質) 在機械能與電能間轉換的現象。
(圖左)早期的石英鐘相當龐大,像是瑞士在第二次世界大戰前所生產的第一個石英鐘高度就比成人還高。圖右為Seiko 35A 石英機心。
到了1921年,美國物理與電子工程師華持·加廸(Walter G. Cady)製造了第一個石英晶體諧振器(Crystal Oscillator),並於1927 年由貝爾電話公司(Bell Telephone) 工程師沃倫·莫里森(Warren Morrison) 應用而誕生石英鐘。它透過逆壓電效應,將電壓傳給石英晶體震盪器產生高振頻,再傳給IC晶片,由它來控制秒針一秒跳一次,從而替代了傳統機械鐘中擒縱系統的功能。
百達翡麗Beta 21 石英錶。
比起傳統機械鐘,石英鐘精準了許多,也因此成為當時世界時間標準,之後才被2000萬年誤差1 秒的原子鐘取代。最初的石英鐘就像剛發明的電腦一樣龐大又笨重,只適合放在實驗室中,很難讓人與隨身攜帶的腕錶聯想在一起。
到了1962 年,百達翡麗、勞力士、伯爵、歐米茄、積家與IWC萬國表等20個鐘錶品牌攜手在瑞士納沙泰爾成立電子鐘錶中心(Centre Electronique Horloger, CEH),負責研發石英機心,並在1966年由工程師Armin Frei 研發出X-Y 切割石英,將長度縮小至24 毫米,並裝進表徑27 x 27 毫米的錶殼內,即所謂的Beta-1石英錶,也是目前世界最早出現的非量產石英錶。
這一切,離不開一個重要人物,就是美國科學家繆爾·魯本(1900~1988年),他於1942年研製出了汞紐扣電池。
Beta 1 石英腕錶採用方型錶殼,是目前世界最早出現的非量產石英錶。
在1967年,CEH微調推出Beta-21石英機心,讓電力維持至少一年。CEH於1970年的巴塞爾表展上正式推出名為Beta-21的量產版本石英錶。
雖說石英鐘錶時代是由瑞士傳統制表業開啟,但因這項全新技術會打破瑞士傳統制表業引以為傲的手錶“更薄、更復雜、走時更加精準”的製表至高追求,所以瑞士人相反的對這項技術有所排斥和保留,以至於後來卻被日本發揚光大。
石英錶在日本的社會發展中扮演著重要的角色。在1950年代後從二戰中逐漸恢復經濟發展,並於1950年代中期制定了“電力五年計劃”,也帶動了石英技術的發展。1959年日本開發了一款真空管式石英計時器,並送給日本廣播電臺;然而高2.1米、寬1.3米的龐然大物必須擁有足夠的空間擺放,對於一般小型公司來說相當不方便。
精工Seiko船舶專用航海天文臺石英鐘
1962年為了供應日本海運公司的船隻定位,需要更加精準且小巧的時計,因此催生了精工Seiko船舶專用航海天文臺石英鐘。約0.5平米與30公斤的重量,大幅減少了石英鐘錶的體積。
加上迎接1964年的東京奧運,精工表研發的長距離競速時計:Christal Chronometer QC-951,更是將尺寸縮小至長0.2米、寬0.16米、高0.07米,重量只剩原本的十分之一;不久後研發了體積只有QC-951一半的改良版QC-952石英鐘。
Seiko 35A石英機心,振頻8192赫茲,每日誤差僅有0.2秒。
至於成就微型化的最大關鍵技術則是精工獨家研發的振盪器,搭配更能節省動力的專利步進式馬達(Step Motor)。就這樣,精工在1969年的12月25日率先推出量產的精工Quartz Astron,搭載35A石英機心,振頻與Beta 21石英機心同樣為8,192赫茲(現在石英錶的1/4),每日誤差僅有0.2秒,這也讓瑞士製表業一直舉辦的精密計時天文臺競賽這一比賽得以終結。
這樣的走時精準度資料對於傳統的瑞士機械錶來說根本是天方夜譚,即便一隻售價不菲。但之後隨著技術成熟,加上大量生產,得以降低成本。
精工1973年推出的石英錶
精工1978年推出的石英錶
精工1983年推出的石英錶精工1983年推出的石英錶
精工1999年推出的石英錶
精工2000年推出的石英錶
另外精工也大方公佈已經專利化的關鍵技術,讓世界許多公司紛紛加入製作石英機心的行列。像是德州儀器、快捷半導體公司、美國國家半導體都曾經制作過石英機心,使石英錶的價格已經不像當初一隻表可以購買10只勞力士熱門款的售價了,而是以親民許多的價格走入市場。
但瑞士鐘錶品牌對於日本精工的Astron石英錶並沒有太過積極正面的應戰,持續維持觀望態度。等到第一批生產的6000只Beta-21石英機心賣完後,便停止生產,似乎沒有意識到石英錶所帶來的巨大威脅與衝擊。這直接導致在1970年到1983年間,瑞士製表師從1600人銳減至600人,鐘錶從業人員也僅剩2萬8千人( 為之前的三分之一左右),紛紛受到這股“石英危機”的衝擊。
精工在1969年推出的首款石英錶Quartz Astron。
但日本人可不認為他們所量產的石英錶是風暴或危機,而是以“革命”來稱呼。從這角度來看也沒錯,因為這給了傳統鐘錶產業改變的契機。有些鐘錶品牌加強自己的核心技術,等待時機再出發;有些則是化危機為轉機,趁勢加強發展石英機心。
斯沃琪腕錶歷史廣告
其中最為表迷所熟知的就是斯沃琪手錶(Swatch)的誕生。當時瑞士兩大鐘表集團ASUAG(Société Générale de l’Horlogerie Suisse SA) 與SSIH(Société Suisse pour l’Industrie Horlogère) 在1983年3 月合併為ASUAG/SSIH,也是斯沃琪集團的前身。
它們使用工業化方式將手錶零件從91枚減少至51枚大量生產,加上自產塑膠錶殼,大量壓低成本;Swatch也透過更換圖案、顏色與錶帶的快時尚模式,讓消費者不斷更換,因此僅約兩年的時間就創下250萬隻左右的驚人銷售量,成功挺過石英危機。
浪琴的L6512石英機表
另外像是浪琴、芝柏表也因為Astron石英錶的誕生而持續發展原本已經相當成熟的石英機心技術,並分別在1969年推出超級石英(Ultra-Quarz) 的L6512機心,以及1971年推出Cal.350機心,其中後者的32768振頻也成為現今石英錶的標準。
勞力士自產Cal.5035石英機心
甚至就連鐘錶界引領者勞力士也在石英危機期間(1977年) 推出自制的Cal.5035與5055兩枚石英機心,用它們迎接精工所帶來的挑戰。