大开眼界！一台手机的硬件研发全过程-电子防拆卸腕带欢迎咨询！

智能手机，已经成为我们日常生活中不可或缺的一个重要元素。出门不带钱包没事，不带手机就总感觉缺少了一点什么。手机可以替代钱包（各种Pay，你懂的），但是钱包却无法取代手机。夸张一点来说，手机甚至已经成为了我们身体的一个“器官”。

我们每天在手机上花费大量的时间，因而挑选一部适合自己的，值得买的高性价比手机，就显得尤为重要了。然而，目前色魔张大妈上关于手机研发制造的深度技术分析文章还比较少，而刚好我对于这方面又略知一二。

于是就利用手头独一份的内部资料到张大妈来发（pian）原（jin）创（bi）。希望这篇文章，能够从一个业内人士的角度出发，抛砖引玉，科普一下目前手机制造和研发的一些现状。限于篇幅和本人的水平，只能算是蜻蜓点水式的浅析。希望可以为大家挑选合适的，最值得买的手机提供一些有帮助的参考信息吧。

【几大不同的流派】

先来看国内手机生产的几大门派。这里我简单粗暴地将手机的设计与生产制造企业，分为四大类别。当然，这其中并不绝对，偶尔也会出现一些交集。例如有时候，品牌厂商会将产品先交给IDH设计，然后再交给EMS企业代工。所以具体的情况，还是要依照具体的机型来分析。

1.国内IDH转型ODM

IDH是一个通讯行业内的名词。所谓IDH，就是Independent Design House的缩写。顾名思义，就是指独立的设计公司，这类公司的主要业务模式是基于不同的芯片方案平台，设计PCBA并交付给手机品牌厂商。它们一般是由小团队创业而来，慢慢发展壮大。近年来，传统的IDH已经逐渐消失殆尽，取而代之的是具有了自己的生产制造能力的IDH。比较有代表性的厂家有闻泰，华勤，龙旗等。

这些自建工厂的IDH，可以理解为是一种类似ODM的合作关系。那ODM又是什么呢？ODM（英文：Original Design Manufacturer的缩写），指由采购方委托制造方，由制造方从设计到生产一手包办，而由采购方负责销售的生产方式，采购方通常会授权其品牌，允许制造方生产贴有该品牌的产品。

闻泰早在2007年就开始自建工厂，而其他几家位于上海的IDH，包括华勤和龙旗，也在2010年发生苏州时代华龙事件后，开始全面转型ODM。具体的出货排名如下，闻泰，华勤，龙旗排名前三，研发中心基本都集中在上海张江。大家可以注意一下出货量，前两名加起来已经超过一亿台，相当可观：

代表机型：红米Note3。

红米Note3就是龙旗出品，典型的ODM方案产品。事实上，小米除了旗舰机型外，其他的比如红米系列，基本都交给闻泰和龙旗两大IDH来负责，后文会具体展开说明。

2. 一线EMS代工大厂

EMS是Electronic Manufacturing Services的缩写，也就是电子加工服务。这里所谓的一线EMS大厂，主要是指以富士康、仁宝、和硕等台系厂商为代表的一线代工大厂。当然也包括伟创力、比亚迪这种少量的非台系代工大厂。这些大型代工厂，前几年主要的业务是帮客户设计和制造电脑和电视等产品。随着传统PC市场和消费电子市场的萎缩和移动市场的扩张，代工厂的产品的结构也有了相应的调整。手机所占的比例不断提升，目前营收的占比已经超过了50%。这种代工模式其实很早就出现了，比较典型的代表有几年前仁宝代工的诺基亚Lumia 800，而MOTOROLA很多高端定位的手机则是由伟创力生产的，MOTOROLA的低端机则会交给富士康、比亚迪来制造。

目前市场上热销的不少手机，都是来自这些代工大厂。比如乐视的大多数手机，就来自仁宝。乐视手机创立一年来，总出货量已经突破1000万台，可见一线代工厂也是手机制造的重要组成部分。下图是乐视手机总裁冯幸，亲赴仁宝江苏昆山厂，给优秀员工颁奖。图片来自冯幸的微博：

代表机型：

乐2/乐2 Pro均来自仁宝。上一代的乐1S也是来自仁宝，目前已经成为乐视手机出货量最大的机型。千元机具有快充功能，的确算是一大卖点吧。

乐Max2则出自和硕，上一代的乐1PRO也是来自和硕。乐视的高管团队可谓是明星阵容，引入原联想手机副总裁冯幸担任手机部门总裁，空降魅族的马麟负责eui，代工厂选择和硕仁宝两大台系EMS。不过其BSP方面是一个短板，后文会做详细展开。

iPhone也是这种模式，主要由富士康和和硕生产，但是苹果的研发是由总部自己负责，位于美国加州，属于典型的OEM。而国内厂商则多半直接交给代工厂负责硬件方案，如乐视交给和硕，这就属于ODM。

3. 自研加自有工厂

这个应该不难理解，就是研发和制造都是品牌厂商自有的，这种模式相对来说控制力最强。

典型的代表是国内的蓝厂（vivo）和绿厂（OPPO），研发和生产都布局在广东。包括早期的诺基亚，也是这种模式。来看看国内品牌厂商的自研机型出货比例：

蓝厂绿长100%完全自研，所以说蓝厂绿厂能在中国取得成功，也不是完全依靠市场手段，研发和生产也有助益。小米除了旗舰机型，如小米5，采用自研方案外，其他都交给ODM负责，与小米类似的有魅族。当然，魅族的情况还有点特殊，由于魅族不肯给高通交zhuanli费，所以关系闹得很僵，最近因为这事还打官司了。所以之前联发科全网通基带还没到位时，魅族一些采用高通方案的全网通机型，只能通过IDH来曲线交付。想自研的话，高通根本就不配合。要配合可以，先把欠我的几亿zhuanli费给交了。

华为则基本是一半一半。旗舰的华为品牌机型，如Mate系列，P系列，包括帮谷歌生产的Nexus系列都是自研的，TIS/TRP指标都挺不错的，射频性能堪比苹果和三星的旗舰。毕竟是用来出口打品牌的，欧美的运营商入网测试可不是闹着玩的。而荣耀、麦芒等系列则有不少型号是交给了ODM。对于华为手机，还有一个比较简单的判断方法，一般海思Kirin方案的平台，都是华为自研的。联想采用的也是与华为类似的策略，高端旗舰自研，其他交给ODM。

此外，国内还有一家自研比例较高的厂商，这就是中兴。ZTE主要有南京和上海两个研究院，除了少数NUBIA机型是ODM外，ZTE品牌的机型基本都是自主研发的。

代表机型：ZTE/中兴 C880A Blade A1

最高端的AXON天机系列自然不用说，肯定是自研的无疑了。比较神奇的是，中兴就连最低端机型，如Blade A系列，也是南京研究院自研的，生产则是交给了位于深圳的中兴自家的工厂。这一点和其他国内品牌厂商形成了鲜明的反差，毕竟不论是华为、小米、魅族还是联想，基本都将自研和自产的资源都投放在高端旗舰机型上。中兴主要的营收来自海外市场，之前对国内市场并不是很重视，现在发力国内市场后，感觉机型还是挺有竞争力的。当然现在Blade A系列已经出第二代Blade A2了，CPU从MT6735改为MT6750，性能略有提升。

顺便一提，可能是国资背景的关系，天机多次被作为国礼赠送外宾。习大大和彭麻麻用的貌似也是中兴手机。至于是不是定制版，增加了安全性就不知道了。有粉丝团的微博照片为证：

4. 国内二线代工厂

顾名思义，所谓国内二线的代工厂，说的是出货量无法与一线代工厂相提并论，相对而言资源和实力也没有一线那么强大的代工厂。二线代工厂所代工的品牌，一般来说也不是非常知名。

代表机型：

PPTV的手机，基本都是深圳一家二线代工厂出品。与苏宁达成战略合作后，基本在苏宁的门店都能看到这款产品。至于这个手机的表现嘛，呵呵... 讲个笑话，这只手机拍出来的视频是3GP格式的...

这个不用多介绍了吧，原来准备是给中天信代工。中天信破产后，交给了松日数码。其实锤子也想找富士康代工，但是奈何出货量太小，富士康不是很乐意给锤子分配过多的资源。

【真机研发举例】

说完了四大门派，我们来以一台真机的研发实例，看看手机的基本组成。手机的研发生产，都是有严格的时间表的。一般以半年为一个周期，这与PC业界非常类似，周期的长短基本都是由最上游的芯片厂商（英特尔，高通）来决定的。大厂由于人力财力资源更为雄厚，因此研发速度更快一些，同样时间内产品的完成度也更高。

整个Project从立项（Kick-Off），到真正大规模量产（Mass-Production）上市，当中也要经过EVT（Engineering Verification Test，即工程验证测试）、DVT（Design Verification Test，即设计验证测试）和PVT（Pilot-Run Verification Test，即小批量试产验证测试）这三个阶段。而DVT和PVT阶段生产的机型，就是我们通常所说的工程机。整个过程是由产品经理（PM）协调研发工程师（R&D）共同完成的。整个流程与笔记本电脑的研发较为类似。下图就是产品经理手上的研发周期控制表，可以看到软硬件是同步开发的：

限于NDA协议的原因，无法放上最新的机种，甚至是一些还在保密年限内，但实际早已EOL的机种。这里以一款笔者所在的工厂，N年前为某泰国移动运营商定制的机型来举例说明。机型虽老，但用来说明原理是绰绰有余了。

这是一款主打移动支付的全键盘手机：

正面和底面的渲染图，标明了主要按键和接口。双卡双待，还支持电视功能：

真机是长这样的。有点像黑莓，但是售价只有黑莓的几十分之一：

先来看爆炸图（Exploded View），可以发现手机的构成，主要是由机构件（ME Parts，主要是外壳、框架等），电路板，屏幕、键盘等外设，以及电池、扬声器等附件组成。而整机的主要成本，则主要集中在PCB上，一般占六成以上。总体上来说，手机的组成和笔记本电脑有些相似，可以触类旁通。这也是为什么，几大笔记本电脑的代工厂，都可以轻松切换到手机代工制造业务。

这台手机采用的是联发科的MT6253方案。MTK的方案集成度较高，而这片MT6253更是把基带、射频和电源管理都集成到了一起。所谓射频部分，是指负责信息发送和接收的部分。而基带部分，简单来讲就是信息处理的部分。电源管理，顾名思义就是负责整机的各个部件的供电管理和电池充电的芯片。这张PPT说得非常到位：

采用MT6253方案的整体框图（Block Diagram），这张图看起来就十分清楚了。MT6253中集成了射频收发器，可以通过射频功放进行信号收发。同时，也集成了PM IC，负责供电以及电池的充电。Baseband部分的连接和总线也都做了清晰的标注：

来看看这款手机的电路板的正面和背面的Placement。基带（BB）、射频（RF）、蓝牙（BT）、电视（TV）等模块都分别做了标注。Block Diagram上标注的主要元件在PCBA上都比较容易找到：

GSM通信部分的电路图，我特别标注了一下，收（RX）发（TX）路径其实非常清晰，信号通过SKY77547这颗PA进行放大，接收时先放大再通过声表滤波器：

对应的元件在PCBA上的分布：

蓝牙部分的电路图，上方虚线框中是供电部分的电路（BT Power），左侧是带通滤波器（Band-pass Filter），标准的50欧姆阻抗匹配：

整个蓝牙模组在PCBA上的布局：

以上内容可能太过专业了，不做深入展开了。来看看实体的内置GSM天线吧，位于机壳底部。注意看右侧的两个金属触点，是用来与主板相连的。这种FPC天线算是老古董了，现在很少见到：

这个是NFC天线，贴在机壳背部，主要用于支持移动支付。同样有两个长方形的金属触点，用来与主板相连：

限于NDA保密协议，只能用几年前的古早机型了，但是其实整体的概念是相通的。可能有人会说MT6253严格意义上来说并不是真正的智能手机解决方案，那么再举一个高通方案的例子吧，其实整体的组成是比较类似的。这里以一款基于高通MSM7225方案的产品为例，这个可以算是真正的智能平台方案了，同样是比较早期的产品。（关于MSM7225，大家可能没什么概念，这里举个例子，火腿肠的G8野火采用的就是MSM7225，当然这台机器并不是G8 Wildfire）。可以发现，高通并没有把PM IC也一并集成到CPU里，而是采用了一颗独立的PM7540，集成度相对来说没有MTK那么丧心病狂：

具体的PCB Placement，都有详细的交代：

一般来说，芯片厂商如高通，联发科会提供参考设计资料和建议的周围电路方案，代工厂的研发工程师需要做的就是基于这些参考设计，做出合适的方案。当然，对于出货量比较大的厂商，芯片上市的初期IC厂商会特别派驻工程师，提供更全面给力的技术支持。以上的这些知识对于普通用户来说，可能已经过于深入了。因而对基带及射频部分，更深入的原理和组成，不再做更详细的说明了。

其实，普通用户更关心的是手机性能怎么样，信号好不好，网速快不快等。关于手机最基本的通讯功能，天线的性能，各个频段下的TIS/TRP等参数（TIS：天线在不同频段下的接收灵敏度，体现手机天线对网络信号的接收及解析能力。TRP：天线在不同频段下的发送灵敏度，体现天线对手机信号发射的能力和质量，可侧面反映在同等网络环境下进行业务时手机的发射功率情况，该项性能越好手机所需的发射功率越低，辐射越小），以及其他方面的表现，笔者的建议是可以看看中国移动每隔半年左右发布的《终端质量报告》，网上都能下载查看到PDF版本。会对市面上销售的近百款不同价位段的手机进行天线性能的评测，报告全篇大约是100多页。对于普通用户来说，还是有相当的参考价值的。

【总结】

限于文章的篇幅，只能做比较粗浅的介绍。其实很多方面都可以做深入的展开。当然，硬件并不是手机的全部。例如亚马逊Fire Phone的硬件就相当出色，但是其他方面就略有不足了。软件也是手机非常重要的一个组成部分。出于业余白帽子的习惯，笔者比较关注系统的安全。例如，Android阵营中，三星的Knox就比较有意思，它以Container的形式保证隐私数据的安全，其实是基于ARM的TrustZone来实现的，使用完整的TIMA架构。国内的不少厂商，包括360手机的360OS中的财产隔离系统，其实都是类似的设计，笔者之前也专门写文章分析过。

除了数据安全，各厂商的系统的UX/UE交互的演进也很有意思。有很多有意思的可以谈的内容，比如Martias Duarte对于Android交互的改进，又比如Abigail Sarah Brody到华为之后，EMUI的变化等等，之前我还投稿给ifanr，写过从N900到N9硬件和系统交互改变这方面的文章。再后来，还和当时在Samsung负责UX的林敏老师，通过微博进行过多次探讨。也多次发推和Peter Skillman交流N9的交互逻辑，和Damian Dinning交流诺基亚手机的相机设计和图像算法，可惜现在诺基亚已然被微软收购，从maemo进化而来的MeeGo，也已经被三星收购而打造成了TIZEN系统。

深圳市逸协电子股份有限公司，电子防拆卸腕带欢迎咨询！