MacBook 這麼小的一塊主板電路設計難度有多大?

Retina Macbook 2015 Teardown


贊數肉眼可見增加。。。謝謝捧場,但感覺還是缺乾貨,我後面想到什麼再補,各位多海涵。
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僅說設計難度,不簡單,但遠沒你想像中大。我相信我們國內任何一家上得了檯面的公司都能設計出來。

但論實現難度,就全然是另一碼事了。

做了你才知道,實現一個產品,設計只是其中很小的一部分。

設計,電路圖很難嗎?現在晶元集成度這麼高,DDR,PCIE這些高速介面大家都玩了千百遍,翻來覆去就那麼點知識,做幾年基帶的看過都懂,射頻部分我也沒覺得和其它家有什麼不一樣。無非是元件密一點,PCB小一點。有什麼難?大不了PCB用10到16層的高階(盲埋孔)板嘛,做起來還容易一些,不用太考慮過孔效應以及避讓問題。

以前我是一個硬體新手時,看蘋果的拆機照,和別人評論說,蘋果這個用料這麼壕,做成這樣可以理解,給我開這個價我也做得到。那個時候的我實在太天真。現在我的看法是,就算開出同樣的物料預算(BOM成本),我也不認為國內能有幾家能做到蘋果這種品質。

蘋果對於其上游供應商有著極強的控制能力,說直白一點,弱雞公司是到市場上找物料,普通公司是和供應商要物料,蘋果是讓供應商定做物料。而與蘋果合作的小供應商,與其說是賺錢,不如說是跪舔,只要不虧錢,價格怎樣都行。
蘋果有時還能幹出這樣的事情,就是如果不滿意供應商的資質或工藝,甚至會直接投資該供應商,幫他買設備,給他定標準。這種提升供應商逼格的事,你說供應商能不百依百順?

物料對於設計的制約真心是本質性的。這點很多新手以及行業外評論者意識不到。我舉幾個例子說下你就知道了。

功率電感選型..
弱雞:電感不就是線繞的么?那麼大我有得選?
普通:做小的要用一體成型,價格有些高,我要多找幾家供應,還要和供應商砍價。
巨頭:找TDK定做一下xx尺寸的xx電感...TDK做不了?找Coilcraft問問(評論里乾坤的兄弟說他家供貨Apple,鼓掌。。。好吧,其實我想說的主要是定製這件事)。

電源管理晶元選型..
弱雞:電源管理不是用supervisor+enable引腳么?
普通:電源比較多,供應商又沒有剛好適用的型號,方案1、選一個高大全的浪費一點但能用。2、選兩個模塊拼一下。3、找個MCU自己弄...
巨頭:找TI定做一個,把需求告訴他們。

看到沒,就好象你根本就不知道世界上有斑魚的時候,你只知道吃清蒸鱸魚,任憑你烹飪技術再好,你也蒸不出會發光的料理。而就算你知道有斑魚,也知道哪種斑最好,但你不知道去哪裡買,只能買一些超市冰櫃里的死斑,你還是做不出會發光的料理。買到海里剛捕的斑,拿一個大氣鍋,加點蔥姜隨便蒸一下,澆點醬油就發光了。這就是物料的意義。

有了強大的供應後盾,蘋果的設計自然各種高大。BOM成本也能有效控制。

再來就是蘋果的測試實驗室,Google的品質工程師都形容為insane。測試項目和數據分析都是超一流的,和一般公司沒有可比性,許多設備一般公司連摸都沒摸過,更不用說測了。
國內公司的測試更呵呵,測試工程師什麼招聘標準什麼待遇你也不是不知道,還指望人給你做數據分析,提改進意見是不是覺得很假?

我知道題主想說黑科技的問題。做終端設備的公司沒什麼黑科技的,蘋果當然也是如此。黑科技一要看向Intel這類公司,二要看向很多名不見經傳的小公司。為啥?你以為黑科技好玩的么?黑科技要有大量的試錯,風險很高的。你如果不是財大氣粗如Intel,你就只能是初生牛犢不怕虎的小公司才敢玩。比如蘋果那個指紋鎖,做這個的那家公司差點倒閉被蘋果收購了才整出來的。
蘋果乾得事就是買買買,手上有很多奇怪的專利,大多沒屁用,但說不定哪天就變成「再一次改變xx了」你說是不?

末了吐個槽,蘋果在硬體性能和產品外觀上的優先順序是 外觀&>性能 參與過蘋果項目的工程師(不是我)如是說。


先說結論:
讓用戶知道主板的大小,比設計和製造出這樣小的主板更難,而且難得多。

其實CoreM平台的主板都很小,比如這是國產品牌聯想去年推出的yoga3pro的主板
見證全球最小筆電主板 聯想YOGA 3 Pro拆解


因為它的機身比MacBook更薄,它的主板體積可能比MacBook還更小些

@HeleleMama 提到

蘋果對於其上游供應商有著極強的控制能力,說直白一點,弱雞公司是到市場上找物料,普通公司是和供應商要物料,蘋果是讓供應商定做物料。而與蘋果合作的小供應商,與其說是賺錢,不如說是跪舔,只要不虧錢,價格怎樣都行。
蘋果有時還能幹出這樣的事情,就是如果不滿意供應商的資質或工藝,甚至會直接投資該供應商,幫他買設備,給他定標準。這種提升供應商逼格的事,你說供應商能不百依百順?

但是你們看,一個比蘋果小得多的廠商也能做到,說明設計製造難度沒有那麼大

但是你們有沒有注意到一個有趣的地方,通過國外英文網站了解資訊比通過國內網站了解更難,但消費者還是更多的了解到了蘋果的主板,而不了解國產品牌的主板,這說明:

設計製造出這樣小的主板,大家都能做到,
讓用戶知道主板大小,蘋果能做到,而其他品牌都做不到,
讓用戶知道主板的大小,比設計和製造出這樣小的主板更難,而且難得多。

有人說,喬布斯更願意在用戶看不見的地方下功夫,這是一個悖論,用戶都看不到,又是怎麼知道的呢?這就好比,雷鋒做好事不留名,但是為什麼大家都知道做好事的是雷鋒呢?我想,一定有人(或是一個團隊)在推廣雷鋒形象上下了很大的功夫,比雷鋒做的那些好事花費的功夫更大


Intel 電腦棒,U盤大小,人家做了3個標準大小USB3.0介面,一個HDMI介面,你猜猜什麼配置?

Intel 電腦棒,U盤大小,人家做了3個標準大小USB3.0介面,一個HDMI介面,你猜猜什麼配置?

Core m3版預裝Windows10系統,內存4GB,存儲空間為64GB eMMC,支持AC 7265無線網路和藍牙4.2標準,售價399美元(約合人民幣2616元)。
Core m5版無預裝系統,售價499美元(約合人民幣3271元)。

intel當初發布Core M系列的時候,拿出來展示的主板就是手機大小的,我只能說功勞是Intel的。看起來無風扇,小主板是Core M設備的業界標配,難度不會很大的樣子。。。

補充搜索到的資料:
intel發布Core M時給的參考主板


給他加上一個SanDisk iSSD微型固態硬碟、Intel 7260AC無線晶元之後


真的沒人提Apple watch裡面那塊神奇的小硅板嗎…


蘋果對MacBook的生產過程有那麼一段話,我們把天線和音響結合在了一起,我們的天線工程師比其他的天線工程師都了解音響,我們的音響工程師比別的音響工程師都了解天線~


就現在製造業的情況來說,這東西設計難度是低於量產難度的。。。



比我想像的精密一些。 作為類比,拆過n多手機平板筆記本。這麼小的主板,確實比較難得,不過國產寨板基本也接近了。z3735f確實和core m不可同日而語,作為一款能運行完整win10的設備,我也是服了,國產寨板的實力已經如此,對微軟,聯想這樣的老牌大廠,問題必然不大


我覺得純設計上intel的功勞更大一點,我懷疑蘋果和intel應該是合作設計,intel做具體的,蘋果提規格指標需求。這種最新的cpu非intel自己的設計團隊很難這麼快跟上並做好。
電路設計難度在於高速信號完整性,散熱,可製造和可測試性。而這些困難會先落到cpu和電源晶元以及三星等內存和ssd晶元上,這些晶元的供應商會合作作出符合蘋果需求的設計,然後由蘋果公司把他們整合在同一個設計裡面,經由蘋果強大的製造和質量團隊把它生產出來。
題主的問題太寬泛,沒法回答。


這個和蘋果關係不大,純粹是 Intel的黑科技,只要是用 core m這塊soc的主板都是這麼小,蘋果最大的亮點就是把它塗黑了


想太多了 這事最大的功臣是intel core M系列的處理器 是面向平板市場 可以說是在和微軟聯手砸錢之後造就的win平板市場裡面的第一個重磅武器
別聽吹續航輕薄 用M系列的華碩平板筆記本也是這個續航和厚度 而且還沒外加電池 拆開了電路也是這麼大 電路板用料也一樣
要是沒有core m macbook還是以前那個macbook 。。。一輩子也變不成這樣 蘋果吹們省省吧


設計不難,問題是你造的出來嗎?難設計的是那種沒先例的東西,比如 @浩浩 要做的傻瓜級直升機飛控、VASP 專用 FPGA 或者超算……


巨難
除了大家所說的製造方面很難,其實設計和布線也很難。

首先是有硬體工程師來根據產品需要來設計原理圖,電阻、電容大小的選取,晶元型號等等,都是經過計算或者是參考之前設計過的類似電路。除了理論知識外,經驗和直覺也是很重要的。

原理圖設計好之後是不能直接給機器去焊接元器件的,還需要layout工程師,來畫PCB板。像我弄的飛思卡爾智能車之類的主控板就算隨便畫也不會出現什麼大問題,但電腦這種高端產品就要考慮到電磁兼容性,如何接地,電源如何分布,信號的完整性,還要考慮到高頻時產生的寄生電容的影響等。這裡的知識就算買書,都不知道要多少錢了。不過我都不會。

關於製造方面,難度是十分巨大的,PCB板上的線寬,線與線之間的間距,開的洞的最小限制,板子的層數上限都是與所用的機器有關,工藝的高低也直接影響了板子的集成度。如此高端的板子應該有6層以上吧。

以上是我平時玩智能車做板的經驗和聽師兄們(不要問為何沒有師姐)所說的各種高大上的見聞,所得出的答案。知乎處女答,還請多多指教。


設計難度沒多大,主要是製造難度大。
蘋果能做這麼厲害,還是因為有牛逼的供應鏈,有錢有話語權。
你看鎚子手機設計的也挺理想,一投產就被供應鏈虐成了渣渣…


現在的電路板不是雙層,而是多層走線。所以說新的macbook只不過增加了電路板的層數,走線不可以減少很多。而電容電感不可能集成在版內,就集中在外側,導致你看上去很密集。其實對我這個專業設計電路的人來說,排線不是很難,難在要防電磁干擾,但有經驗的人在設計之初往往也都規避了。然後說一下製造,為什麼說製造難?因為層數多了,板的過孔就多了。現在的過孔都很小,稍微打歪了一個整個板就廢了。一個版一層就要印很多,外側還要焊各種小元件,報廢率很高。


本質是產業鏈的整合能力。定製晶元,定義介面,從晶元層一直最優化下來。


表面是技術,本質是意識形態。


對於表面貼裝來說、這板子不是很難、目前滿足這板子貼片的設備很多、如 松下 NPM FUJI NXT YAMAHA 的YS系列、日立 sigma 系列、等、專業從事SMT設備、歡迎有需要的小夥伴互相探討


很難,按我的經驗,對於新產品,樣機設計和完成品的時間花費是1比4,金錢花費約1比8。坦率說很多人說容易,是因為沒有做過很正規產品的經驗


應該是英特爾的功勞 cpu (黑科技)性能雖然很一般畢竟不需要風扇 ssd就是蘋果黑科技(當年收購做ssd主控的廠商)做出來看似很容易 但 量產可不是那麼簡單 鎚子手機就是例子 量產就出很多問題


布局整齊,每個走線隱約間可以看到都是經過精心設計的。電路肯定是經過嚴格的EMC電磁兼容測試的。自己曾經做過14層的FPGA電路板,裡面涉及到電源平面分割、高速差分線的布局。真心說做出來不是很難,但是把電路做的既好看同時穩定性又好,確實沒有幾家公司能夠做的像蘋果這樣。


一般來說, 元件及布線密度越高的板子, 需要配備更小的元器件(更貴),製造工藝也更難。因此: iwatch, iPhone 的主板的設計難度、製造工藝的難度, 比Mac大多了.

如下圖(iPhone6/6plus),你能數清有多少個元器件嗎?


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