前言

智慧手機，已經成為我們日常生活中不可或缺的一個重要元素。出門不帶錢包沒事，不帶手機就總感覺缺少了一點什麼。手機可以替代錢包（各種Pay，你懂的），但是錢包卻無法取代手機。誇張一點來說，手機甚至已經成為了我們身體的一個“器官”。

我們每天在手機上花費大量的時間，因而挑選一部適合自己的，值得買的高性價比手機，就顯得尤為重要了。然而，目前關於手機研發製造的深度技術分析文章還比較少，而剛好我對於這方面又略知一二。於是就利用手頭獨一份的內部資料來發原創。希望這篇文章，能夠從一個業內人士的角度出發，拋磚引玉，科普一下目前手機制造和研發的一些現狀。限於篇幅和本人的水平，只能算是蜻蜓點水式的淺析。希望可以為大家挑選合適的，最值得買的手機提供一些有幫助的參考資訊吧。

幾大不同的流派

先來看國內手機生產的幾大門派。這裡我簡單粗暴地將手機的設計與生產製造企業，分為四大類別。當然，這其中並不絕對，偶爾也會出現一些交集。例如有時候，品牌廠商會將產品先交給IDH設計，然後再交給EMS企業代工。所以具體的情況，還是要依照具體的機型來分析。

1.國內IDH轉型ODM

IDH是一個通訊行業內的名詞。所謂IDH，就是Independent Design House的縮寫。顧名思義，就是指獨立的設計公司，這類公司的主要業務模式是基於不同的晶片方案平臺，設計PCBA並交付給手機品牌廠商。它們一般是由小團隊創業而來，慢慢發展壯大。近年來，傳統的IDH已經逐漸消失殆盡，取而代之的是具有了自己的生產製造能力的IDH。比較有代表性的廠家有聞泰，華勤，龍旗等。

這些自建工廠的IDH，可以理解為是一種類似ODM的合作關係。那ODM又是什麼呢？ODM（英文：Original Design Manufacturer的縮寫），指由採購方委託製造方，由製造方從設計到生產一手包辦，而由採購方負責銷售的生產方式，採購方通常會授權其品牌，允許製造方生產貼有該品牌的產品。

聞泰早在2007年就開始自建工廠，而其他幾家位於上海的IDH，包括華勤和龍旗，也在2010年發生蘇州時代華龍事件後，開始全面轉型ODM。具體的出貨排名如下，聞泰，華勤，龍旗排名前三，研發中心基本都集中在上海張江。大家可以注意一下出貨量，前兩名加起來已經超過一億臺，相當可觀：

代表機型：紅米Note3。

紅米Note3就是龍旗出品，典型的ODM方案產品。事實上，小米除了旗艦機型外，其他的比如紅米系列，基本都交給聞泰和龍旗兩大IDH來負責，後文會具體展開說明。

2. 一線EMS代工大廠

EMS是Electronic Manufacturing Services的縮寫，也就是電子加工服務。這裡所謂的一線EMS大廠，主要是指以富士康、仁寶、和碩等臺系廠商為代表的一線代工大廠。當然也包括偉創力、比亞迪這種少量的非臺系代工大廠。這些大型代工廠，前幾年主要的業務是幫客戶設計和製造電腦和電視等產品。隨著傳統PC市場和消費電子市場的萎縮和移動市場的擴張，代工廠的產品的結構也有了相應的調整。手機所佔的比例不斷提升，目前營收的佔比已經超過了50%。這種代工模式其實很早就出現了，比較典型的代表有幾年前仁寶代工的諾基亞Lumia 800，而MOTOROLA很多高階定位的手機則是由偉創力生產的，MOTOROLA的低端機則會交給富士康、比亞迪來製造。

目前市場上熱銷的不少手機，都是來自這些代工大廠。比如樂視的大多數手機，就來自仁寶。樂視手機創立一年來，總出貨量已經突破1000萬臺，可見一線代工廠也是手機制造的重要組成部分。下圖是樂視手機總裁馮幸，親赴仁寶江蘇崑山廠，給優秀員工頒獎。圖片來自馮幸的微博：

代表機型：

樂2/樂2 Pro均來自仁寶。上一代的樂1S也是來自仁寶，目前已經成為樂視手機出貨量最大的機型。千元機具有快充功能，的確算是一大賣點吧。

樂Max2則出自和碩，上一代的樂1PRO也是來自和碩。樂視的高管團隊可謂是明星陣容，引入原聯想手機副總裁馮幸擔任手機部門總裁，空降魅族的馬麟負責eui，代工廠選擇和碩仁寶兩大臺系EMS。不過其BSP方面是一個短板，後文會做詳細展開。

iPhone也是這種模式，主要由富士康和和碩生產，但是蘋果的研發是由總部自己負責，位於美國加州，屬於典型的OEM。而國內廠商則多半直接交給代工廠負責硬體方案，如樂視交給和碩，這就屬於ODM。

3. 自研加自有工廠

這個應該不難理解，就是研發和製造都是品牌廠商自有的，這種模式相對來說控制力最強。

典型的代表是國內的藍廠（vivo）和綠廠（OPPO），研發和生產都佈局在廣東。包括早期的諾基亞，也是這種模式。來看看國內品牌廠商的自研機型出貨比例：

藍廠綠廠100%完全自研，所以說藍廠綠廠能在中國取得成功，也不是完全依靠市場手段，研發和生產也有助益。小米除了旗艦機型，如小米5，採用自研方案外，其他都交給ODM負責，與小米類似的有魅族。當然，魅族的情況還有點特殊，由於魅族不肯給高通交專利費，所以關係鬧得很僵，最近因為這事還打官司了。所以之前聯發科全網通基帶還沒到位時，魅族一些採用高通方案的全網通機型，只能透過IDH來曲線交付。想自研的話，高通根本就不配合。要配合可以，先把欠我的幾億專利費給交了。

華為則基本是一半一半。旗艦的華為品牌機型，如Mate系列，P系列，包括幫谷歌生產的Nexus系列都是自研的，TIS/TRP指標都挺不錯的，射頻效能堪比蘋果和三星的旗艦。畢竟是用來出口打品牌的，歐美的運營商入網測試可不是鬧著玩的。而榮耀、麥芒等系列則有不少型號是交給了ODM。對於華為手機，還有一個比較簡單的判斷方法，一般海思Kirin方案的平臺，都是華為自研的。聯想採用的也是與華為類似的策略，高階旗艦自研，其他交給ODM。

此外，國內還有一家自研比例較高的廠商，這就是中興。ZTE主要有南京和上海兩個研究院，除了少數NUBIA機型是ODM外，ZTE品牌的機型基本都是自主研發的。

代表機型：

ZTE/中興 C880A Blade A1

最高階的AXON天機系列自然不用說，肯定是自研的無疑了。比較神奇的是，中興就連最低端機型，如Blade A系列，也是南京研究院自研的，生產則是交給了位於深圳的中興自家的工廠。這一點和其他國內品牌廠商形成了鮮明的反差，畢竟不論是華為、小米、魅族還是聯想，基本都將自研和自產的資源都投放在高階旗艦機型上。中興主要的營收來自海外市場，之前對國內市場並不是很重視，現在發力國內市場後，感覺機型還是挺有競爭力的。當然現在Blade A系列已經出第二代Blade A2了，CPU從MT6735改為MT6750，效能略有提升。

4. 國內二線代工廠

顧名思義，所謂國內二線的代工廠，說的是出貨量無法與一線代工廠相提並論，相對而言資源和實力也沒有一線那麼強大的代工廠。二線代工廠所代工的品牌，一般來說也不是非常知名。

代表機型：

PPTV PP手機KING7S 裸眼3D 雙卡雙待4G智慧手機 6寸八核安卓手機

PPTV的手機，基本都是深圳一家二線代工廠出品。與蘇寧達成戰略合作後，基本在蘇寧的門店都能看到這款產品。至於這個手機的表現嘛，呵呵... 講個笑話，這隻手機拍出來的影片是3GP格式的...

德國金階Gigaset/集怡嘉 GS57-6ME pro手機

原來西門子旗下的品牌，獨立出來之後，負責手機業務。德國設計，生產則交給了深圳的松日數碼。

SMARTISAN/錘子 T2移動聯通電信4G手機智慧安卓手機

這個不用多介紹了吧，原來準備是給中天信代工。中天信破產後，交給了松日數碼。其實錘子也想找富士康代工，但是奈何出貨量太小，富士康不是很樂意給錘子分配過多的資源。

真機研發舉例

說完了四大門派，我們來以一臺真機的研發例項，看看手機的基本組成。手機的研發生產，都是有嚴格的時間表的。一般以半年為一個週期，這與PC業界非常類似，週期的長短基本都是由最上游的晶片廠商（英特爾，高通）來決定的。大廠由於人力財力資源更為雄厚，因此研發速度更快一些，同樣時間內產品的完成度也更高。

整個Project從立項（Kick-Off），到真正大規模量產（Mass-Production）上市，當中也要經過EVT（Engineering Verification Test，即工程驗證測試）、DVT（Design Verification Test，即設計驗證測試）和PVT（Pilot-Run Verification Test，即小批次試產驗證測試）這三個階段。而DVT和PVT階段生產的機型，就是我們通常所說的工程機。整個過程是由產品經理（PM）協調研發工程師（R&D）共同完成的。整個流程與膝上型電腦的研發較為類似。下圖就是產品經理手上的研發週期控制表，可以看到軟硬體是同步開發的：

限於NDA協議的原因，無法放上最新的機種，甚至是一些還在保密年限內，但實際早已EOL的機種。這裡以一款筆者所在的工廠，N年前為某泰國移動運營商定製的機型來舉例說明。機型雖老，但用來說明原理是綽綽有餘了。

這是一款主打移動支付的全鍵盤手機：

正面和底面的渲染圖，標明瞭主要按鍵和介面。雙卡雙待，還支援電視功能：

真機是長這樣的。有點像黑莓，但是售價只有黑莓的幾十分之一：

先來看爆炸圖（Exploded View），可以發現手機的構成，主要是由機構件（ME Parts，主要是外殼、框架等），電路板，螢幕、鍵盤等外設，以及電池、揚聲器等附件組成。而整機的主要成本，則主要集中在PCB上，一般佔六成以上。總體上來說，手機的組成和膝上型電腦有些相似，可以觸類旁通。這也是為什麼，幾大膝上型電腦的代工廠，都可以輕鬆切換到手機代工製造業務。

這臺手機採用的是聯發科的MT6253方案。MTK的方案整合度較高，而這片MT6253更是把基帶、射頻和電源管理都整合到了一起。所謂射頻部分，是指負責資訊傳送和接收的部分。而基帶部分，簡單來講就是資訊處理的部分。電源管理，顧名思義就是負責整機的各個部件的供電管理和電池充電的晶片。這張PPT說得非常到位：

採用MT6253方案的整體框圖（Block Diagram），這張圖看起來就十分清楚了。MT6253中集成了射頻收發器，可以透過射頻功放進行訊號收發。同時，也集成了PM IC，負責供電以及電池的充電。Baseband部分的連線和匯流排也都做了清晰的標註：

來看看這款手機的電路板的正面和背面的Placement。基帶（BB）、射頻（RF）、藍芽（BT）、電視（TV）等模組都分別做了標註。Block Diagram上標註的主要元件在PCBA上都比較容易找到：

GSM通訊部分的電路圖，我特別標註了一下，收（RX）發（TX）路徑其實非常清晰，訊號透過SKY77547這顆PA進行放大，接收時先放大再透過聲表濾波器：

對應的元件在PCBA上的分佈：

藍芽部分的電路圖，上方虛線框中是供電部分的電路（BT Power），左側是帶通濾波器（Band-pass Filter），標準的50歐姆阻抗匹配：

整個藍芽模組在PCBA上的佈局：

以上內容可能太過專業了，不做深入展開了。來看看實體的內建GSM天線吧，位於機殼底部。注意看右側的兩個金屬觸點，是用來與主機板相連的。這種FPC天線算是老古董了，現在很少見到：

這個是NFC天線，貼在機殼背部，主要用於支援移動支付。同樣有兩個長方形的金屬觸點，用來與主機板相連：

限於NDA保密協議，只能用幾年前的古早機型了，但是其實整體的概念是相通的。可能有人會說MT6253嚴格意義上來說並不是真正的智慧手機解決方案，那麼再舉一個高通方案的例子吧，其實整體的組成是比較類似的。這裡以一款基於高通MSM7225方案的產品為例，這個可以算是真正的智慧平臺方案了，同樣是比較早期的產品。（關於MSM7225，大家可能沒什麼概念，這裡舉個例子，火腿腸的G8野火採用的就是MSM7225，當然這臺機器並不是G8 Wildfire）。可以發現，高通並沒有把PM IC也一併整合到CPU裡，而是採用了一顆獨立的PM7540，整合度相對來說沒有MTK那麼喪心病狂：

具體的PCB Placement，都有詳細的交代：

一般來說，晶片廠商如高通，聯發科會提供參考設計資料和建議的周圍電路方案，代工廠的研發工程師需要做的就是基於這些參考設計，做出合適的方案。當然，對於出貨量比較大的廠商，晶片上市的初期IC廠商會特別派駐工程師，提供更全面給力的技術支援。以上的這些知識對於普通使用者來說，可能已經過於深入了。因而對基帶及射頻部分，更深入的原理和組成，不再做更詳細的說明了。

其實，普通使用者更關心的是手機效能怎麼樣，訊號好不好，網速快不快等。關於手機最基本的通訊功能，天線的效能，各個頻段下的TIS/TRP等引數（TIS：天線在不同頻段下的接收靈敏度，體現手機天線對網路訊號的接收及解析能力。TRP：天線在不同頻段下的傳送靈敏度，體現天線對手機訊號發射的能力和質量，可側面反映在同等網路環境下進行業務時手機的發射功率情況，該項效能越好手機所需的發射功率越低，輻射越小），以及其他方面的表現，筆者的建議是可以看看中國移動每隔半年左右釋出的《終端質量報告》，網上都能下載檢視到PDF版本。會對市面上銷售的近百款不同價位段的手機進行天線效能的評測，報告全篇大約是100多頁。對於普通使用者來說，還是有相當的參考價值的。

BSP開發的演進

簡單介紹完硬體，來說一下硬體和軟體的連線部吧。BSP是Board Support Package的縮寫，一般翻譯為板級支援包。簡單來說就相當於電腦中的驅動的概念，是連線硬體與軟體的橋樑。BSP的成熟度，關於整個手機效能的發揮，系統的穩定性，以及發熱、續航等綜合表現。當然，這樣定義略微有些狹隘，一般除了Linux核心驅動，HAL（硬體抽象層）和BootLoader（硬體初始化管控）的開發也是交給BSP團隊的。

整體來說，BSP的發展，是需要多年幾代機型的研發累積，才能逐漸走向成熟的。同時，也需要晶片廠商給予大力的支援，才能做到快速的開發成熟。

這裡以魅族為例吧，魅族早期的Android機型，由於Bug多，Flyme OS被網友戲稱為Bugme。這種情況直到PRO 5，才開始有了完全的改觀。整個系統的演進如下圖：

魅族的第一臺安卓手機M9，更多的是關注在功能的研發上。從MX/MX2（X代表10）開始，才開始考慮穩定性。從MX3開始考慮從BSP層面降低發熱。直到MX4，開始考慮續航和效能的最佳化。可以看到，BSP的成熟，歷經5年。同時由於出貨量的提升，晶片廠商給予更多的技術支援，也使得新型號CPU的成熟度可以快速形成。可能很多人沒注意到的細節是，白永祥在魅藍Note3的釋出會，特別強調了魅族和MTK通力合作，完全發揮出了這顆MT6797的效能，這也是基於5年來在BSP方面的累積。

對於一些新晉的國內網際網路廠商，由於缺乏這樣的積累，這些方面相對就要弱一些，典型的如樂視，系統的穩定性、發熱、功耗控制都稍弱一些，對此我們要給予一些耐心。當然，樂視手機的快充可以說在千元機裡面是一大亮點。

高低端機型BOM與用料的差別

說了那麼多，廣大普通使用者可能會問，那麼這些機型的差別到底在哪裡？為什麼有些手機要賣上萬元，而有些連它的零頭都不到。這些手機的用料到底有差別嗎？

答案當然是肯定的。絕對有差別，但是是否值得這個差價，就見仁見智了。

我們來看旗艦手機的售價：

Apple iPhone 6s Plus (A1699) 64G 玫瑰金色 移動聯通電信4G手機

iPhone的純硬體成本在190美元左右，三星的Galaxy手機則在200美元出頭。當然，這只是純硬體成本，沒有包含產品設計、倉儲運輸、訂單處理、批發經營、終端零售等環節。最終的售價基本都在六七百美元，這其中包含蘋果大約40%的毛利，剩餘20%左右是主要元件製造商的利潤，主要是一些日韓廠商（以iPhone6為例，1300多個元件中超過半數是Made in Japan。難怪雷軍和老羅剛做機的時候經常去日本，供應商都在那兒）。剩下每臺大約15美元是交給富士康/和碩的代工費用（已經漲了，13連跳前是5美元）。

三星 Galaxy S7 edge（G9350）

三星的旗艦手機，基本也是同樣的構成。當然，三星手機主要是自己的工廠生產，不涉及代工廠那一塊，而元件方面，由於三星的垂直整合戰略，也大多使用三星或韓系廠商自己的部件，其他的構成基本相同。

紅米3雙卡雙待金屬智慧手機包郵Xiaomi/小米 紅米手機3

再看國產手機不到千元的售價，那麼這些產品到底差別在哪呢？其實，差別還是很明顯的，螢幕的用料，外殼的材質，以及背後的研發投入都有較大的差別。

如果可以拿到BOM表，自然更利於分析用料的差別。就算拿不到BOM表，拆開機器之後分析，還是可以發現更多不同，包括內部採用的元件的供應商檔次的區別。下面是筆者依照網上的拆機圖，粗略繪製的同品牌兩款定位不同的手機的架構圖。

一款是高通驍龍808方案，依照配置不同，上市售價2000-3000元左右：

另一款是聯發科MT6753方案，上市售價1000元左右：

兩者用料的差別還是顯而易見的，比如PM IC的成本就差了不少，旗艦機採用的是兩顆PM8994。另外，以觸屏控制晶片（Touch Panel Controller）為例，旗艦機往往採用Ateml或Synopsys的方案，而千元機則採用了FocalTech（臺灣敦泰電子）的解決方案。兩者的採購單價也有較大差別的。

另外，以被動元件（Passive Components，包括電容、電阻、電感、晶振等無源元件）為例，蘋果和三星的歷代旗艦手機，其被動元件的數量都超過1000個。而紅米手機為了追求極限的價效比，一般只能達到600個左右。各功能部件都做了精簡，用料上的差別顯而易見了。

另外，還包括旗艦手機常常配置的ET模組（Envelope Tracking，封包追蹤），在紅米這樣定位的手機中，同樣難覓蹤影（也有例外，例如高通方案的紅米Note4G版）。ET模組可以大幅降低功耗，目前高階機型都普遍配備，而在千元機中集體缺失，所以目前千元機的續航更多是依靠大容量電池這種低成本方式來實現的。至於Envelope Tracker是否值得，就見仁見智了。

關於手機的用料，有一個比較簡便的判斷方法是看這臺手機支援的頻段是否足夠多，或者是否支援NFC功能。支援較多頻段的手機，其被動元件往往使用較多。當然，這種判斷方法也不絕對。但是一般市面上的旗艦機型，一般都會考慮配備NFC模組，並且支援較多頻段。如iPhone6最高支援高達20個LTE頻段，難以置信！

更直觀的當然是看拆機圖了，網上各種熱門機型的拆機圖都有。有經驗的大致看一下IC周邊的被動元件的密度，就能判斷手機的用料了。再比如晶片的封裝，由於PoP封裝（Package on Package，疊層封裝技術）會給單機增加1美元左右的成本，千元機也很少會採用。那些對著主機板上有很多空白的地方，然後說做工不錯、用料厚道的槍文，建議就不要看了。當然，產品的用料不可能違背最基本的價值規律，用料好的產品售價自然會高昂一些，追求低價的產品用料自然就差一些。

幾款市售機型簡評

說了那麼多，其實總結下來就是旗艦有旗艦的賣點，而千元機也有其價格上的優勢。千元機的毛利相比旗艦要低不少，價效比自然稍高一些。

Meizu/魅族 魅藍note3 全網通公開版_手機

以魅族前段時間推出的魅藍Note3為例，從CPU效能到續航都比較不錯，但是充電速度可謂是一大短板。為什麼魅藍Note3會有這樣的配置呢？結合工程和市場的角度分析，就比較容易發現其中的端倪了：4100mAH的電池是為了抗衡同檔次同價格段的紅米Note3的續航表現。之前提到過，由於千元機普遍沒有配備ET模組等，使得其續航主要透過大容量電池實現，而增加快充模組，需要增加較多的成本。以TI的BQ25892方案為例，加上充電器的成本增加不低於5美元，這對千元機來說是非常大的一筆硬體成本支出了，大多數廠家都不會採用。所以目前市面上千元機普遍出現了這種配備大容量電池，卻不配備快充的現象。

Letv/樂視 樂2 金屬指紋全網通4G智慧手機

而再看同樣是千元機的樂2，由於採用了成本較高的TI的方案，支援QC快充協議，充電的表現讓人眼前一亮，當然樂視在BSP方面的成熟度還有待日臻完善。另外，不得不提的是千元機的相機表現與旗艦機型還存在明顯差距。

Meizu/魅族 PRO 6 全網通公開版pro6手機

再來看魅族的另一款機器PRO 6，很多人看了釋出會之後都吐槽PRO 6相比PRO 5是全面的倒退，包括電池容量。其實，如果從工程學的角度來看，不盡然。PRO 6的螢幕尺寸，就決定了其電池容量很難超越PRO 5，拋開手機的尺寸來談電池容量就是耍流氓。PRO 6其實是基於Helio X25度身打造的機型，從其釋出會的宣傳語就能看出，追求的是小尺寸。要在小尺寸中做到效能和續航的平衡，首先要做到小PCB尺寸，這就要求整個方案要有很高的整合度，好在MTK和魅族做到了，這樣就給電池留出了足夠的體積。至於DDR4和UFS無法採用，則更多是由於MTK X25的硬體限制，這點真的是無解了。

總結

限於文章的篇幅，只能做比較粗淺的介紹。其實很多方面都可以做深入的展開。當然，硬體並不是手機的全部。例如亞馬遜Fire Phone的硬體就相當出色，但是其他方面就略有不足了。軟體也是手機非常重要的一個組成部分。出於業餘白帽子的習慣，筆者比較關注系統的安全。例如，Android陣營中，三星的Knox就比較有意思，它以Container的形式保證隱私資料的安全，其實是基於ARM的TrustZone來實現的，使用完整的TIMA架構。國內的不少廠商，包括360手機的360OS中的財產隔離系統，其實都是類似的設計，筆者之前也專門寫文章分析過。

除了資料安全，各廠商的系統的UX/UE互動的演進也很有意思。有很多有意思的可以談的內容，比如Martias Duarte對於Android互動的改進，又比如Abigail Sarah Brody到華為之後，EMUI的變化等等，之前我還投稿給ifanr，寫過從N900到N9硬體和系統互動改變這方面的文章。

再後來，還和當時在Samsung負責UX的林敏老師，透過微博進行過多次探討。也多次發推和Peter Skillman交流N9的互動邏輯，和Damian Dinning交流諾基亞手機的相機設計和影象演算法，可惜現在諾基亞已然被微軟收購，從maemo進化而來的MeeGo，也已經被三星收購而打造成了TIZEN系統。