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7 Min Lesezeit 27 Kommentare

Besuch bei BQ: Wie wird ein Smartphone entwickelt?

Die meisten Smartphones haben einen sehr ähnlichen Entwicklungs- und Designprozess, der bei den großen Herstellern in der Regel ca. 1 Jahr dauert. In der Zeit zwischen Release des Smartphones und Vorstellung der nächsten Generation entsteht ein regelrechtes Rennen, um die Performance und das Design weiter zu verbessern. Um diesen Prozess näher kennen zu lernen, haben wir einen der wenigen Hersteller besucht, der seine Smartphones noch in Europa designt, BQ in Madrid.

Der Prozess der Smartphone-Entwicklung

Die Smartphone-Branche hat sich auf einen Jahresrhythmus geeinigt. Jedes Jahr stellen die großen und kleinen Hersteller ihre neuen Innovationen vor und zeigen, wie sie den Weg in die Hosentaschen neuer Kunden finden wollen. Die Entwicklung eines neuen Smartphones dauert meist ca. 9 Monate, ohne die nötigen Vorbereitungen für Präsentationen und Werbung.

Die Deadlines müssen streng kontrolliert werden und ein kompetentes Entwicklerteam ist nötig, um ein konkurrenzfähiges Gerät in guter Qualität und mit entsprechender Performance auf den Markt zu bringen. Lasst uns diesen Prozess im Detail betrachten.

Prototyp: Alles beginnt mit dem Design-Entwurf

Während der ersten drei Monate des Prozesses wird schon der wichtigste Part erledigt. Das Design-Team muss neue Inspiration finden und sie mit der Designsprache des Herstellers in Einklang bringen. All das führt dann zum Design des neuen Smartphones.

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Ein bisschen Inspiration und die Wahl der richtigen Materialien / © AndroidPIT

Wie sagt man so schön? Der Apfel fällt nicht weit vom Stamm. Sieht man sich die Smartphones der letzten drei Jahr des spanischen Herstellers an (Aquaris E, Aquaris M und Aquaris X), sieht man schnell, dass sich die Grundelemente des Designs nicht drastisch geändert haben, aber Details deutlich verbessert wurden. Diese Entwicklung ist auch bei anderen, größeren Herstellern wie Sony zu beobachten. Vom Xperia Z bis zum Xperia XZ Premium wurde die grundsätzliche Designsprache nicht verändert, nur in den Details spürt man die Weiterentwicklung.

Das scheint für Designer auch die größte Herausforderung zu sein. Ein Smartphone mit derselben Designsprache zu entwerfen, das sich trotzdem anders und vor allem besser anfühlt. Das Geheimnis liegt wohl in dem Wissen, wie man Kurven elegant mit Kanten verbindet, in den Materialien, Farben und der Verarbeitung. Mit dem finalen Design werden Mockups angefertigt, die aus Plastik bestehen, aber das gleiche Gewicht wie das finale Produkt aufweisen.

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Am PC wird alles an seinen Platz gebracht. / © AndroidPIT

Sobald eine Design-Vorlage gefertigt ist, also das Exterieur, kommen die Techniker ins Spiel. Sie sorgen dafür, dass alle nötigen Komponenten ihren Platz im Gehäuse finden. Zu diesem Zeitpunkt wurden die wichtigsten Bauteile, wie der Prozessor und die Kameramodule schon ausgewählt. Dank heutiger PC-Programme kann die Platzierung komplett virtuell entstehen. Die Techniker erstellen hierfür ein virtuelles Abbild des Smartphones.

Die Hersteller verschiedener Komponenten, wie des Akkus, des Prozessors und der Kameras bieten virtuelle Modelle ihrer Produkte an. So kann die Anordnung direkt am Bildschirm des Computers entstehen. Zusätzlich werden Beispiele der Komponenten geliefert, um die Qualität untersuchen zu können und eine Idee davon zu erhalten, wie das finale Smartphone hinsichtlich Qualität und Preis zusammengestellt werden kann.

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Mikrofone werden für das neue Smartphone getestet. / © AndroidPIT

Ein weiterer wichtiger Bestandteil des Prozesses ist die Entwicklung des PCBs, des Motherboards des Smartphones, auf dem Prozessor und Speichermodule untergebracht werden. Das Motherboard ist mit der wichtigste Bestandteil des Smartphones. Dabei benötigt es nicht mal viel Platz. Auf dem PCB befinden sich zwischen 8 und 10 Stromkreise, die alle Komponenten des Smartphones, also die Antennen, den Bildschirm, Knöpfe, Kameras usw., miteinander verbinden.

Der ganze Prozess ist sehr komplex. Die Arbeit der verschiedenen Teams ist wie ein Tennis-Match: Design-Abteilung und Technik-Abteilung arbeiten eng zusammen und spielen sich die Bälle immer wieder zu. Letztendlich zeichnet dieser Prozess eben nicht eine gerade Linie ab, sondern eher eine Spirale. Das Projekt durchläuft viele kleine Prozesse und Stationen, bis am Ende der finale Prototyp steht.

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Ein paar Test-Motherboards / © AndroidPIT

Der Moment der Wahrheit: Die ersten 80 Smartphones

Die zweite Phase der Entwicklung dauert auch ca. 3 Monate. Jetzt beginnen die ernsten Tests. Immer mehr Teams kommen zum Entwicklerteam hinzu, wie Software/Firmware-Entwickler und die Qualitätssicherung. Der Hersteller lässt die ersten Smartphones anfertigen, meist handelt es sich um ca. 80 Geräte, um mit den Tests der Widerstandsfähigkeit, der Konnektivität, der Performance und natürlich der Entwicklung der Software zu beginnen.

Die Tests des Gehäuses des Smartphones sollen Aufschluss darüber geben, ob das neue Gerät für unseren aktiven Alltag gewappnet ist und den EU-Richtlinien entspricht. Um auch aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, werden die Tests automatisiert durchgeführt. Mehrere Prototypen unterlaufen solche Tests, die aus Sturz-, Druck- und Vibrationstests bestehen. Weiterhin werden die Smartphones Staub und Wasser und starken Temperaturschwankungen ausgesetzt. Es wird sogar getestet, was passiert, wenn wir uns auf das Smartphone setzen. Hier wird wahrlich jede Situation genau unter die Lupe genommen.

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Eine Testeinrichtung / © AndroidPIT

Auch die Nutzung des Smartphones wird geprüft. So werden die Tasten tausende Male gedrückt, das Gerät ähnlich oft mit dem Ladegerät verbunden und, selbstverständlich, der Touchscreen einem Stresstest unterzogen. Alle eingebauten Komponenten werden auf Herz und Nieren getestet. Der Bildschirm wird auch auf seine Farbtemperatur hin geprüft.

Es gibt eine weitere Serie an Tests, die wir so nicht sehen, aber essentiell für die Qualität des Smartphones sind. Zum einen gibt es noch thermische Tests. Hier werden zunächst die Schweißnähte und danach die Hitzeentwicklung des Smartphones überprüft. Der Prozessor ist natürlich der Part, der in einem Smartphone am heißesten wird. Dessen Erwärmung und die Verteilung der Wärme im Gerät wird hierbei genau beobachtet. Wichtig ist hier auch, wie schnell sich das Gerät erhitzt. Wenn sich ein Gerät innerhalb von einer Minute auf 40° erhitzt, ist das deutlich angenehmer, als wenn es nur 20 Sekunden dafür braucht.

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Verschiedene Positionen der Antennen werden getestet. / © AndroidPIT

Auch der Akku hat natürlich einen eigenen Testablauf. Diese Komponente ist eine der wichtigsten für den Anwender, entsprechend sind die Tests natürlich sehr wichtig. Direkt nebenan wird dann die Positionierung und der Empfang der Antennen getestet. Auch alle anderen Verbindungen (WLAN, Bluetooth, LTE, 3G, GPRS, etc.) werden hier geprüft.

Für den Audio-Test wurde eine weitere Test-Station eingerichtet. Die Gruppe von Technikern, die schon entschieden haben, welche Komponenten verbaut werden, sind auch für den Testlauf verantwortlich. Passt das Ergebnis nicht auf Anhieb, kann auch per Software nachgesteuert werden. Hierzu wurde ein spezieller Raum eingerichtet, in dem es absolut keinen Schall gibt. Ich habe es darin keine 2 Minuten ausgehalten…

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Hier werden die Fähigkeiten der Mikrofone getestet. / © AndroidPIT

Dann ist die Kamera an der Reihe. Hier wird auch die Hardware geprüft, aber vor allem geht es darum, die Software, die für die Qualität der Bilder entscheidend ist, zu entwickeln. Hierfür wird im Fotolabor so lange ausprobiert, getestet und angepasst, bis die Software die gewünschten Resultate ausspuckt. Die Grenzen sind wegen der kleinen Sensoren einer Smartphone-Kamera schnell erreicht. Auch die Nachbearbeitung ist limitiert und muss möglichst schnell ausgeführt werden.

Sind all diese Tests abgeschlossen und Entscheidungen zur Hard- und Software gefallen, ist es Zeit für die nächste Phase und die ersten 140 Exemplare des finalen Smartphones können geordert werden.

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Das Fotolabor, um die Bildqualität zu optimieren. / © AndroidPIT

Finale Tests und Massenproduktion des Smartphones

Nach den intensiven Tests mit den ersten Prototypen beginnt die dritte Phase mit noch mehr Testreihen. Diesmal werden die ersten 140 Modelle des finalen Smartphones unter die Lupe genommen. Wir sind mittlerweile im sechsten Monat des Entwicklungsprozesses und es werden die gleichen Tests wiederholt und die Software wird weiter verbessert. Veränderungen an der Hardware werden in dieser Phase grundsätzlich vermieden, es sei denn eine Komponente erweist sich als fehlerhaft.

Sobald klar ist, dass alle Hardware-Komponenten funktionieren und keine Probleme auftreten, ist die Zeit für die Massenproduktion des Smartphones gekommen. Im siebten Monat startet die nächste Phase, in der mehr als 2000 Smartphones in Auftrag gegeben werden. Auch hier werden wieder alle nötigen Tests durchgeführt, um sicher zu stellen, dass die Smartphones aus der Massenproduktion die gleiche Qualität aufweisen.

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Nach tausenden Tests ist endlich das finale Smartphone da. / © AndroidPIT

Wenn alle Tests abgeschlossen sind, kann endlich die finale Massenproduktion starten. Dies ist meist ca. ein Monat vor Verkaufsstart der Fall. Bis zu diesem Zeitpunkt finalisieren die Entwickler und Techniker alle Funktionen und Details der Software. Nach gut 9 Monaten erreichen die ersten Smartphones die Hände von Kunden. Aber hiermit ist die Arbeit natürlich nicht vorbei. Auch nach dem Release des Smartphones muss der Hersteller die Entwicklung des Smartphones weiter begleiten. Zum einen geht es natürlich um die Reparatur von defekten Smartphones, aber auch die Software wird stetig verbessert und per Update an die Kunden weitergegeben.

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Top-Kommentare der Community

  • Peter 08.07.2017

    Der Artikel zeigt genau das Problem was Smartphones heutzutage haben. Sie sind zu Designlastig. Und sehr schlimm finde ich das zuerst das Design entworfen wird, und erst dann müssen die Techniker eine so gute Kamera wie möglich schaffen, oder genug Platz für einen möglichst großen Akku finden. Es sollte genau umgekehrt sein. Zuerst stellen die Techniker ihre Komponenten vor, und erst dann müssen die Designer alles unterbringen. Dann würden wir endlich mal wieder richtig geile Kameras sehen, mit 1 zoll Sensor und einen mindestens 4000mAh Akku der hoffentlich wechselbar ist.

  • F. Linden 09.07.2017

    Ja, gibt es in vielen Industriebetrieben noch.
    Die Zug/Druck Prüfeinrichtungen laufen teilweise nur mit XP und nicht mit aktuelleren Windows Versionen.
    Das heißt nicht, dass die Prüfstation schlecht ist, sondern, dass sie autark betrieben wird.
    Es ist Unsinn, deswegen eine gute und funktionierende Prüfstation zu verschrotten, wenn sie dem jährlichen Kalibrierungsprozedere standhält.
    In unserem Labor, ist auch noch so ein Gerät im Einsatz und wird nicht im Netzwerk betrieben.
    Das ist kein Indiz dafür, dass unprofessionell gearbeitet wird.

  • NoName 08.07.2017

    Toller und auch interessanter Artikel. Hat Spaß gemacht ihn zu lesen.

  • MajorTom 08.07.2017

    Ein sehr interessanter Hersteller. Da könnt ihr öfter mal was bringen.

  • severin 08.07.2017

    Danke für den schönen und interessanten Artikel!

27 Kommentare

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  • Ich habe seit einem Jahr bq Aquaris U Lite,ich bin damit sehr zufrieden, würde ich weiter entpfehlen


  • Das Aquaris X scheint sehr gut anzukommen bei dei den Käufern. Zumindest auf Amazon wird es hervorragend bewertet. Es sind dort einige dabei , die es als Nachfolger für das Nexus 5x geholt haben und bisher begeistert sind.


  • ein guter Artikel! Es ist sehr interessant. In Europa kann man auch ein Handy herstellen!


  • ein Bericht von Fairphone wäre interessant: wie man von Grund auf ein neues Phone baut?

    Peter


  • Eine Testeinrichtung PC benutzt noch Windows XP??? Wirklich?


    • Ja, gibt es in vielen Industriebetrieben noch.
      Die Zug/Druck Prüfeinrichtungen laufen teilweise nur mit XP und nicht mit aktuelleren Windows Versionen.
      Das heißt nicht, dass die Prüfstation schlecht ist, sondern, dass sie autark betrieben wird.
      Es ist Unsinn, deswegen eine gute und funktionierende Prüfstation zu verschrotten, wenn sie dem jährlichen Kalibrierungsprozedere standhält.
      In unserem Labor, ist auch noch so ein Gerät im Einsatz und wird nicht im Netzwerk betrieben.
      Das ist kein Indiz dafür, dass unprofessionell gearbeitet wird.


  • Finde auch das BQ eine gute Alternative zu den bekannten Smartphone - Herstellern ist. Also mehr davon.


  • Super Artikel, Danke !


  • Kann mich hier hinsichtlich der positiven Resonanzen nur anschließen.


  • Was heißt das genau, dass es in dem einen Raum keinen schall gibt?


    • In dem Raum sind an den Wänden und der Decke Schallabsorber angebracht. Das sind z.B. pyramidenförmige Gebilde aus Schaumstoff oder ähnlichen weichen Materialien. Die schlucken fast jeglichen Schall, so dass es fast keine Reflexionen des Schalls gibt. Der Boden ist ein besonderes Problem, da er zwecks Begehbarkeit auch mechanisch stabil sein muss, trotzdem soll er möglichst wenig Schall reflektieren. Das Ganze soll ein "Freifeld" nachbilden, einen großräumigen, völlig stillen Ort in der Natur, in dem auch keine Schallreflexionen auftreten, weil das die Bedingungen sind, unter denen man messen will, um reproduzierbare, wohl definierte Messbedingungen zu haben. Deshalb ist die Messkammer auch nach außen gegen Schall isoliert. So kann man einen Referenzton erzeugen, und sich sicher sein, dass kein Fremdschall, oder mit Reflexionen von den Wänden überlagerter Schall gemessen wird.
      Ich war schon öfter in EMV-Messkabinen, ein Thema, auf das der Autor leider nicht eingegangen ist. Hier will man ein "Freifeld" für elektromagnetische Wellen nachbilden, und überzieht dabei die Wände und die Decke auch mit solchen Schaumstoffpyramiden, die zudem noch so beschichtet sind, dass sie etwa den Wellenwiderstand der Luft annehmen, so dass von Decke und Wänden keine elektromagnetischen Wellen reflektiert werden.
      Der Boden ist in dem Fall mit hartmagnetischen Ferritplatten belegt. Diese Konstruktion ist ebenfalls sehr schallschluckend, so dass ich das befremdliche Gefühl in einer solchen Kammer gut nachvollziehen kann, das sich ergibt, wenn man sich unterhält, und es treten praktisch keine Reflexionen von Wänden und Decke auf.
      Schall gibt es schon in dem Raum, aber im Wesentlichen nur den, den man erzeugt, um z.B. Empfindlichkeit und räumliche Richtwirkung eines Mikrofons zu vermessen.


  • Der Artikel zeigt genau das Problem was Smartphones heutzutage haben. Sie sind zu Designlastig. Und sehr schlimm finde ich das zuerst das Design entworfen wird, und erst dann müssen die Techniker eine so gute Kamera wie möglich schaffen, oder genug Platz für einen möglichst großen Akku finden. Es sollte genau umgekehrt sein. Zuerst stellen die Techniker ihre Komponenten vor, und erst dann müssen die Designer alles unterbringen. Dann würden wir endlich mal wieder richtig geile Kameras sehen, mit 1 zoll Sensor und einen mindestens 4000mAh Akku der hoffentlich wechselbar ist.


    • 1 Zoll Sensor? Das sind 2,54 cm mal darüber nachgedacht wie weit die Optik dann davon entfernt sein muss um vernünftige Bilder zu erzeugen ohne Verzerrungen? Und wie dick dann das Smartphone wird? Wetten das die Hersteller dann von der Tech Presse in der Luft zerrissen werden.

      Tim


      • Natürlich hab ich darüber nachgedacht. Und das wäre ja nicht nur ein weiterer Vorteil wenn die Gehäuse endlich wieder dicker werden würden. Auch ein richtig dicker Akku hätte Platz, und die Hitze kann sich besser verteilen.
        Das Panasonic CM1 hatte damals einen 1 Zoll Sensor und war nicht so übertrieben dick.


      • nicht übertrieben dick? 2,1 cm sind für ein Smartphone extrem viel und glaub mir, So was willst du bei 5,5" oder sogar größer nicht in der Hosentasche haben.
        Außerdem ist es viel schwieriger, mit bereits vorgesetzten Komponenten ein gutes Gerät zu bauen. Die Teile müssen, weil der Platz extrem beschränkt ist, perfekt zueinander passen und das ist bei vorher entwickelten Komponenten schlicht nicht möglich. Im Endeffekt hast du viel zu viel Spielraum und damit verschenkte Platz.

        Du denkst hier viel zu simpel und optimistisch. Zuerst die Technik und dann das Design entwickeln hätte nur Müll zur Folge, der nicht sehr stabil ist und zur Hälfte aus Luft besteht.
        Smartphones sind heutzutage so extrem kompakt konstruiert, das quasi im Wahrsten Sinne kein Wasser durchfließt.

        Wenn du in klassische Abmessungen nach deinen Vorstellungen arbeiten würdest, hättest du am Ende ein Smartphone in der Größe eines Mate 9 mit viel Platz, einem riesigen Kamerabuckel und vielleicht höchstens 2500 mAh. Nichts mit 4000, definitiv nicht.


      • Ich hatte letzte Jahr sogar ein. Smartphone das über 2cm dick war und 5,5 Zoll Display hatte. Das LG g4, mit einem 8200mAh Akku von Kranich. Ich trage mein Smartphones nie in einer Hosentasche, deswegen kann ich auch problemlos (wie schon öfter vorgekommen) sogar 2 Smartphone bei mir tragen.
        Das Panasonic CM1 war ja gar nicht so dick oder? hab es leider auch nie in der Hand gehabt. Kenne es nur von Fotos.
        Wir hier schon mal jemand geschrieben hat, sind es nicht nur die Hersteller, sondern aufh die Käufer die indirekt mitbestimmen wie ein Smartphone aussehen soll. Und dieses Design bestimmt dann wiederum die Funktionalität.
        Deswegen würde ich mir ja so gern den Wechselakku zurück wünschen, weil da kann ich dann bei Bedarf einen richtig dicken Akku kaufen. Das war ja dann eigentlich auch schon modular sowas. So müssen die Hersteller gar nicht irgendwie mit dem Platz herumtüfteln, und die Optik und Haptik des Smartphones kann immer wieder in den ursprünglichen Zustand gebracht werden.


      • Du kommst damit vielleicht klar, aber das trifft definitiv nicht auf die Masse zu. Klar, 1-2mm mehr, das stört niemanden, aber ein 2cm dickes Smartphone kauft keiner.

        Und doch, die CM1 ist so dick. Zumindest dessen Kamera-Modul, dank dem großen Sensor.

        Heutzutage ist das Design einfach wichtiger. Die Geräte sind alle gleich und so kann man sich nur mit dem Design von der Konkurrenz abheben und das Design ist auch das erste, was man sieht.

        Und natürlich muss mit dem Platz herumgetüftelt werden. Ich habe das gefühlt du hast gar keinen Plan, was alles in einem Smartphone steckt. Da steckt nicht nur Akku drin.


      • Nur hab ich zu galaxy s2 bis Note 4 mehrmals bei Leuten verschiedene Module ersetzt. (Kamera, Lautsprecher, USB Anschluss.) Ein. wenig Ahnung hab ich schon was alles in einem Smartphone steckt. Auch wenn ichs 1000 mal schreiben muss, solange das Design nicht die Funktionalität killt, ist es ja in Ordnung. Nur ist es leider seit 2 bis 3 Jahren nicht mehr so. Da killt das. Design die Funktionalität. Oder besser gesagt, auch wenns hart ist: Die Industrie richtet sich an die Kundschaft, die mit dem Auge anstatt mit dem Verstand kauft. Ist leider gang und gebe so. Und gerade das Smartphone, weil es in der Technik bei Platzmangel sehr eingeschränkt wird leidet da stark darunter. Für mich heben sich Smartphones absolut nicht vom Design gegenüber der Konkurrenz ab. Das Design hat im Alltag auch überhaupt keinen sinnvollen Nutzen. Nur weil die Leute im Wirtshaus vielleicht sagen : "du hast aber ein schönes Smartphone". Grosses Display, lange Akkulaufzeit, sehr gute Kamera und schnelle Performance sind meine Punkte wo ich zuerst drauf achte. Preis ist mir relativ egal, da ich gern bereit bin für gute Ware auch zu zahlen. Das Design wird bei mir sowieso von einer. Schutzhülle bestimmt. Und auch hier geht Funktionalität vor Design. Das heißt die Hülle muss ordentlich schützen und kann deshalb ruhig dicker sein. Somit sieht man bei mir vom Smartphone Design so oder so nichts mehr. Also. genauso egal wie die Farbe des Akkus, den man ja auch nicht sieht.


      • Aha war nicht übertrieben Dick? Habe mir extra mal die Daten von dem Gerät herausgesucht.

        Abmessungen [BxHxT] Ca. 135,4 x 68,0 x 21,1 mm (ohne vorstehendes Objektiv 15,2 mm)

        Erzähle mal bitte dann warum sowas keiner Kauft oder das Gerät von Samsung GALAXY K zoom. Warum wurde da nichts weiterentwickelt?


      • Weil die meisten denken (oder in dem Fall nicht denken) das ein Smartphone nur in der Hosentasche getragen werden kann. Für mich sind 2 cm oder mehr nicht übertrieben dick sondern machen das Gerät zudem sogar noch griffiger. War erstaunt wie gut das LG g4 mit dem 8200mAh Akku und über 2cm dicke gut in der Hand gelegen hat.

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