平板新技术（揭秘高端平板设计制造全过程）

想做一个平板不难？如果你认为只要找家芯片方案公司提供主板以及配件，再定制一批模具，把部件放在模具里印上logo........这种方式制造出来的平板价格往往较低，可惜常被称为“贴牌产品”。你知道吗？一款受人关注的高端平板，绝不可能采用以上方式生产，其设计制造全过程，比想象中的难！不信？来看。

PS：近期，我们有幸采访到一位经验丰富的硬件研发负责人，并探讨了高端平板硬件背后从设计到制造的艰辛历程，满满的收获。

第一步：确定平板设计思路

请假设你是一位硬件团队负责人，公司领导下令你来负责研发一款高端大气上档次的平板，半年内上市，然后就潇洒的走了。时间紧迫，你需要马上组织团队开N次会议，确定接口按键的种类、摆放位置以及屏幕尺寸等参数，很重要的一点是确定处理器的型号，因为这直接决定产品的性能以及关注度。

当决定了接口种类，按键位置，屏幕尺寸等参数时，便可以大体对机器的外观有了概念上的认知。不过还有一个重要环节，添加一个让人一眼就能认出来的标志性设计。像iPad的home键，华硕变形平板的键盘底座以及Surface的Kickstand。尽管这不是必要的一部，但如果你做的是一款高端平板，这一设计显得尤为重要。

第二步：把思路交给设计团队，让概念有了轮廓

你负责的平板目前已经确定配备了实用的接口以及性能强悍的芯片。但它们之间是否会出现兼容问题呢？由于你不是专攻电子电路方面的人才，所以你并不知道答案。

这时候你需要拜托电子工程团队对这个概念设计进行初步评估，从而发现设计中存在的各种问题，例如高主频处理器的ISP无法带动超高像素摄像头；又或者你准备设计一款超薄平板，但如果配备标准USB接口便失去了便携性优势，如何取舍将不断考验你的决策能力。

经过不断地优化与无奈妥协，当电子工程团队觉得这套配置差不多行得通了，接下来你便可以把思路描述给设计团队，让他们来规划产品外观。他们会用一周到半个月的时间为你提供多个符合要求的设计方案。这些方案图纸会详细设计机身外观每一处细节的尺寸，并充分区分不同材质，不同配色以及不同纹理所带来的感官体验。

假如你不对设计团队天马行空的设计方案加以干涉，设计团队会创造出很多仅仅能够停留在概念上的方案。比如金属外壳虽好，但会屏蔽Wi-Fi信号；接口集中在一侧可以增加产品设计感，但却降低了结构强度。所以你需要让设计团队与电子工程团队进行密切沟通，以防最终的设计方案无法实际应用。

第三步：内部结构设计

当你花了将近一个多月终于将产品参数以及外观确定下来，尽管拿到了机身模型，但它没有功能，不存在任何元件，接着你需要探访机械结构团队来完善内部结构。

机械结构团队的任务是合理分布各个元件所在的位置，并在满足设计要求的前提下保证机身结构强度。但事情绝不可能完美的进行，要知道现在你还没有确定配件提供商时，只能大致规划出内部元件的形状以及摆放位置。

此时，电子工程团队也没有闲着，他们已经开始设计连接各个芯片以及功能部件的电路，并将这个复杂的电路按照机械团队所限定的形状设计成主板，假如任何一方觉得对方的设计不能满足自己，那么就又是一个争吵妥协循环并最终找到解决办法的过程。

很显然，在这一环节，机械结构团队将获得你的重视。但别指望他们会像得到皇上侍寝的妃子一样高兴，因为在他们的工作中，除了设计机器的内部构造外，还要评估产品量产后的物料成本，加工方式、生产良率及困难度问题，并着手解决。假如任何一个问题得不到处理，那么工作将重回原点。而此时你已经浪费了两个多月。

保证产品的结构强度是机械结构团队非常重要的任务，这是产品品质的象征。目前高端产品为了提升机身结构强度会采用两种设计，分别是一体成型机身设计与内置防滚架设计。通常前者的生产成本更高，结构更复杂；后者虽然成本低，但不容易把产品做薄。

你会为二者的取舍而纠结，不过你的机械结构工程师更纠结，因为不管哪一种结构，他们都需要为了减小机身重量尽可能减少用料，还不能破坏结构强度。所以在很多产品内部，我们能看到坑坑洼洼的地方，那部分材料很可能是工程师抓耳挠腮好久才决定去掉的。

第四步：挑选元器件

内部结构大体上设计完了，你满怀激动心情走出工作室，脑子正在飞快的思索下面几个问题：配备哪家元器件可以在产品有限的空间里提供最好的体验呢？是否要采用自己公司设计的元器件呢？如何把元器件采购成本控制在规定的范围内呢？

其实在前文中，我们忽略了一个问题，就是如果你是一家像苹果，三星这种拥有自行设计芯片，感光元件等核心零部件能力的厂商。那么在产品开发前，你便要向相应团队提出你的配件性能需求，或者直接选择他们的某款产品。这会为你节约不少成本，如果不然，你则需要探访第三方厂商，去寻找最佳货源。

一般而言，对于机内元器件的选择你会货比三家，看看哪家的产品最适合你。例如扬声器，当你手里拿到了多个厂商提供的十几种扬声器，然后需要为它们搭配合适的解码芯片，并用专业测试设备一一去了解它们的音频曲线，找到最出色的发声单元。还不算完，你还要拜托音频厂商为你的产品定制形状合适的发声单元，并确保其在有限的机内空间足够大，带来更出色的低频效果。

平板对摄像头的需求并不高，你完全可以找一家国内的传感器厂商提供一套成本较低的摄像头组件。但假如你对细节有极致追求，那么或许会按照下面这套工序来定制摄像头。

摄像头有两部分组成，分别是底层的感光元件与镜片组，并通过外壳封装在一起。想要拥有出色的成像质量，你需要找到像索尼这样专门制作感光元件的大厂来提供感光元件，但他们的镜片组或许不能令你满意，所以你需要找一个拥有丰富镜头制造技术的厂商提供拥有更多镀膜的镜片，最后再找一家出色的封装厂商将感光元件与镜片封装在一起，最好还能提供出色的对焦性能，那么你的产品便可以拥有旗舰级拍照性能力了，当然还有一个前提是产品的ISP（图像处理器）足够优秀。

还有一些其它零部件的选择也会如上这般折磨你，比如电池。首先，容量要尽可能大，但不能高于9000mAH，不然你的产品就没法空运送货；其次，你要保证它足够薄，从而降低产品厚度，但也不能太薄，不然会降低放电效能；另外，还要满足销售国苛刻的产品质量指标，例如我国的3C认证，欧洲的CE认证等。

屏幕，你似乎除了日系以及韩系的著名品牌外，其他估计入不了你的法眼。因为目前先进的平板屏幕技术几乎都掌握在它们手里。在这些厂商中，无疑三星的AMOLED屏是表现最出色技术成熟度最高，它可以做到更薄，色域最广，功耗与亮度也让人满意。但除非你打造的是下一代TabS平板，否则你几乎不可能拿到货源。那么其它家的高端屏幕相差就不会太多了（个人观点）。要选择的话，最好拥有和苹果一样的in-cell全贴合（全贴合技术中可以将屏幕做的更薄）屏幕技术，时下流行的负液晶面板，背光亮度高于400尼特以上，再用上最新的康宁四代大猩猩玻璃，涂上抗反射涂层，那么你的产品也将有一块出类拔萃的屏幕（在不考虑成本的前提下）。

第五步：打造主板，解决零部件契合问题

挑选了出色的配件，你满心欢喜回到公司，打算尽快进入到生产工程样机环节。你或许还没意识到，接下来将会有种种新问题等待着你，而距离产品发布时间只剩不到两个月了。你迅速来到电子工程团队。他们正等待测试所有零部件能否正常工作。然而目前产品的主板还停留在设计图纸中。所以你接下来需要立刻联系代工厂为你代工主板。

在代工厂中，生产主板的车间叫SMT（表面贴装技术）车间，这里有好多价值连城的机器组成一道生产线。这里绝对是工厂中自动化水平最高的车间，因为所有生产主板的工序都需要它们来完成。不过生产主板的第一步必须由人负责，人们需要对机器进行编程，教给机器该怎么做。然后机器便开始以流水线方式运作，先生产PCB（印刷电路板），然后在PCB上贴装芯片等元件，接着进行回流焊固定原件，之后清洗主板。有些厂商还会对芯片边角进行人为点胶固定，另芯片更稳定的呆在主板上。最后的工序是植入系统与检测功能环节，如果有问题则会有专人进行返修，没有问题便是主板成品。

植入了系统的主板有了，你立刻拿着它来到结构工程团队，把主板放进已经做好的机身结构中看看合不合适。但你或许会发现主板因为各种原因无法与模具匹配，有可能长度稍长了一点，也可能集成在主板上的接口与模具开口不对位等，所以你需要改善主板布局，甚至设计多块子板来保证与机身的契合。

主板契合只是开始，接下来还要把屏幕，扬声器等零部件装入机器。它们同样会与机身存在这样那样的契合问题，解决掉它们并能够保证正常工作之后，恭喜，你面前终于是一台功能完整的平板成品了。但你还需要对其外观和细节进行进一步的修改，并制造一台又一台工程样机，最终将产品磨合到完美状态。此时你的产品还有不到一个月便会上市。

第六步：工厂规模量产

经历了千辛万苦，你的平板终于有了满意的外观，强悍的配置以及出色的品质，但工作还没有结束。你需要利用距离产品发布不到一个月的时间泡在代工厂中，为大规模量产出谋划策。

对于量产，你需要解决生产良率与生产效率这两个最重要的问题。良率问题只有不断修正产品制造工艺才能解决。而生产效率可以通过一些窍门来提升，如想要将一块金属原材料加工成防滚架，单纯采用CNC机床加工，需要一到两个小时，成本非常高。而如果通过熔铸方式将它们的外形轮廓勾勒出来，再用CNC机床打磨细节，则可以加快生产效率，并降低成本。

最后，你来到产品的组装车间，在这里会有很多工人以及设备来让一个个零部件最终合体成为一台崭新的市售平板。如何合理科学的分配每个工人或者机器的工作流程，使生产成为一个连贯的流水线，是你接下来需要不断探索完善的......

看着一台台量产机走下生产线，你终于可以长舒一口气，睡一个安稳觉了。

6个月后的一天，你们公司在一家豪华酒店召开盛大的发布会。你坐在舞台下面，看着公司CEO充满自信的向全世界推广你打造的平板电脑，介绍它优秀的外观设计，出色的性能及稳定性。当最后公布价格的一刹那，全场欢呼，你也同现场观众一起起立鼓掌，你会情不自禁的望向周围的设计团队，电子工程团队，机械结构团队以及软件团队的兄弟们，彼此相视的眼神传达着一个意思：我们成功了！

声明：本文内容为作者通过采访硬件工程师以及调查大量资料而攥写出来，但不具备普适性，仅作参考。

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