智能硬件ODM行业技术水平及技术特点
思瀚产业研究院 华勤技术    2023-10-11

智能硬件的研发与生产横跨工业设计、芯片技术、人工智能技术、屏幕显示技术、生物识别技术、软件算法、硬件驱动、自动化技术等各个领域，需要将上千个零部件通过精密设计与硬件、软件之间的相互配合、优化调试最终形成智能手机、笔记本电脑、平板电脑、智能穿戴、AIoT 产品、服务器等智能硬件产品。

通常品牌厂商会将部分产品委托给 ODM 厂商进行研发生产，ODM 厂商需依托自身的智能硬件研发能力，向品牌厂商提出整机设计方案，方案通过后由 ODM 厂商进行生产，品牌厂商对 ODM 公司研发生产的最终产品进行整机测试。

在智能硬件整机设计和生产制造过程中，涉及的零部件种类繁多，产品迭代速度较快，对智能硬件 ODM 公司的技术工艺经验积累、产品自主开发及技术工艺创新能力提出了较多技术要求。

①电路系统设计和交叉运用

智能硬件的系统性较强，在较小的空间内需要设计屏幕、摄像头、指纹、主板、电池、喇叭等多个组件，其中涉及机械结构、显示系统、音频声学、天线微波、PCB 设计、安规认证等多个领域。

智能硬件设计公司需要具备深厚的系统能力，深入了解电源电路、高速信号、射频电路、低噪放电路、音频电路与加速度传感器、压力传感器、电容传感器、红外传感器等电路模块，在不到 20 平方厘米有效摆件和走线面积的主板上做出合理的交叉设计，整合超过 1,500个零部件并解决各个模块之间的相互干扰。

以智能手机为例，在进行视频通话时，需要防止摄像头与射频信号之间的相互干扰，并且还需减小元器件在工作状态时产生的主板振动声音，提高用户的使用体验。这就要求 ODM公司对硬件器件、PCB 设计、信号完整性、整体抗干扰方面均有深入的了解，综合设计不同模块，达到性能、体积与用户体验的平衡。

②结构空间利用

在空间方面，随着智能硬件体积的不断缩小，以及消费者对于消费电子产品追求极致的外观和高屏占比，ODM 公司需要较小的体积内实现诸多功能并保证可靠性。以智能手机为例，窄边框设计可以最大程度的减少屏幕黑边，给消费者带来更好的视觉感受，又要在有限的空间内既满足点胶强度的机械可靠性要求，又不会出现溢胶影响机器的外观效果，这就要求智能手机设计商不仅需要对壳体材料、点胶材料有深入了解还需熟悉壳体表面微孔处理并设计出合理的点胶路径，在制造时也需对生产工艺进行强有力的管控。

窄边框设计带来的另一个技术要求是需要在非常有限的屏幕边框空间内对多天线、音频器件、传感器进行排布以满足密封、隔离和透光性等存在一定矛盾的要求。例如，窄边框设计使得智能手机的音腔空间被大幅压缩，好的音质效果需要大空间的音腔和出音孔。

因此，智能手机设计商需要了解结构、模具、声学、电学等多个学科，并从音频电路设计、PCB 设计、软件算法、音腔设计以及器件单体等多个领域系统提升音频效果。因此，智能手机设计商需在电路设计方面具有较强的容差设计能力、在结构设计方面具有较强的公差管控、在软件方面具有动态补偿算法的设计能力，最后还需对不同的使用场景积累大量实验数据以实现不同场景下参数的优化满足整体的需求。

③高精密模具设计

为了实现精美的外观效果和人体工学带来的舒适体验，智能硬件设计公司在进行设计时需采集大量不同人群的数据，并通过系统的分析，寻找适合不同人群均可接受的外观设计。在做到精美外观和人体工学平衡的基础上，智能硬件设计公司还需在保证可制造性的同时满足防尘防水要求。以 TWS 耳机为例，ODM 公司需要系统分析不同人群的佩戴方式，增加产品设计出模的外观夹线位置定义，减少结构设计的组装干扰，确保佩戴的舒适度。

在大批量生产时，工厂的自动化组装工艺需实现壳体段差小于 0.07mm，各配合间隙小于 0.05mm，才能实现精美的外观效果。这就需要 ODM 公司详细了解并控制模具材质、加工设备、车间环境、工艺流程，并具备精度达到 0.005mm 的高精密度模具的设计能力。

④射频天线系统设计

5G 时代的到来加速了智能手机行业的发展，射频天线系统作为无线终端产品的关键一环，需要在同样甚至更小的体积下，实现更多的 5G 频段，并依靠 MIMO、ENDC、多天线切换、单天线设计和调试等关键技术实现更低时延和更高速率的需求。

在此背景下，ODM 公司需要通过合理的原理图设计，实现不同频段的组合和载波聚合、ENDC等高速射频方案。通过整机的系统设计，ODM 公司可以合理设计不同天线的位置和环境，满足隔离度、相关系数、MIMO 等要求，并将多频段拆分至各单体天线，降低对单个天线的指标调试要求，最终提高射频性能和信号质量。

在进行整机射频天线设计时，还需考虑耳机、显示屏、马达、摄像头等器件对射频信号的干扰，通过硬件防护、屏蔽罩、电源端增加滤波设计、路径端增加接地弹片等方案隔断或干扰辐射路径，同时通过软件跳帧等方式分离外设和智能手机的射频频段，最终确保整机的抗干扰能力。

⑤零部件兼容设计

ODM 公司通常需应对全球交付及零部件供应的波动，对于摄像头、芯片等关键零部件需进行系统的兼容方案，以提高交付弹性。这就要求 ODM 公司在进行结构设计时可兼容不同品牌、不同体积的元器件，在进行电路设计时可兼容不同品牌、不同接口的芯片，并通过软件算法快速实现不同品牌零部件之间的兼容调试，从技术上实现软硬件版本的归一化设计，提高产品的成本竞争力与运营和交付的效率及弹性。

⑥功耗及续航设计

智能穿戴与 AIoT 产品内部的电池放置空间往往较小，为了减少消费者的充电次数，提高产品的续航时间，ODM 公司需从零部件选型、功能调试、电流筛选、总线速率等方面在满足最低工作要求的基础上，最大程度降低整机工作电流和待机电流。由于智能穿戴产品紧贴消费者皮肤，ODM 公司在优化功耗的同时还可优化产品的内部器件工作时的发热情况，给予消费者更好的佩戴体验。

⑦制造精密度及一致性

智能硬件产品内部结构较为精密，毫米级别的误差就可能导致产品性能特性的大幅度变化，因此智能硬件的制造对生产工艺、过程管控、自动化设备的要求较高。以 TWS耳机为例，由于其体积较小，其产品结构中不采用常规的卡勾和螺丝等固定方式，内部的每一个零部件均需使用胶水固定，因此无法返工，对一次成型的生产质量要求较高。ODM 公司需通过提升其对产品的容差设计和生产过程中的不断精密校准降低对零部件个体差异的要求。

⑧先进技术功能产业化

在 ODM 行业的市场竞争中，优质的 ODM 厂商需要将市场中新出现的高端产品功能，通过自身的技术能力、资源优势等，将高端产品的先进技术进行成本优化，从而广泛快速地应用于主流价格段产品中，这对于 ODM 厂商的技术能力提出了较高的要求。例如，在智能手机领域，苹果等高端机型最开始推出了多摄功能，经过 ODM 厂商的不断迭代和成本优化，目前该功能已广泛应用于市场主流价格段的智能手机产品中。此外，在将先进技术进行成本优化的过程中，ODM 公司也会积极寻找国产零部件进行替代，加速半导体等产业国产替代的落地和发展。

⑨国产替代保证供应链安全

智能硬件 ODM 公司承接了市场主流产品的研发设计和生产制造，因此供应链安全至关重要。因此，ODM 公司也会更为积极地寻找国产零部件进行替代，甚至在一定程度上参与定制件的前期研发，从整机设计的角度介入并指导关键零部件的设计，ODM厂商也成为了国产零部件的试验田和国产零部件企业发展的助推器。

例如，ODM 厂商凭借其对整机系统设计能力的把握和技术调适能力，可在保证整体性能、体积、功耗等指标达到客户要求的前提下，降低对部分零部件的单体技术指标要求。ODM 厂商也率先在整机设计中采用国产零部件，扩展国产零部件在国内外领先品牌厂商中的应用。

正是由于 ODM 行业具有以上的技术特点，ODM 行业已成为智能硬件产品的主流研发设计与生产制造模式，目前大部分的主流价格段的智能硬件产品由以华勤技术、闻泰科技、龙旗科技等 ODM 公司研发设计并生产制造。上述情况在报告期内和未来可预见的期间内不存在重大变化。