Smartphone-Entwicklung

So entsteht ein Smartphone: Am Beispiel Huawei P20 Pro

9.7.2018 von Bernd Theiss

Jedes Jahr kommen über hundert neue Smartphones auf den Markt. connect zeigt, wie ein Mobiltelefon entsteht und wer dabei alles seine Finger im Spiel hat.

ca. 3:25 Min
Ratgeber
VG Wort Pixel
  1. So entsteht ein Smartphone: Am Beispiel Huawei P20 Pro
  2. So entsteht ein Smartphone: Vom Modell zum fertigen Produkt
  3. So entsteht ein Smartphone: Testphase
  4. So entsteht ein Smartphone: Das Geheimnis der Chips
Huawei-Skizze
Welche Entstehungsprozesse muss ein Smartphone durchlaufen bis wir es funktionsfähig in unseren Händen halten können? Huawei hat es uns gezeigt
© Huawei

Die Geschichte bedeutender Smartphones beginnt mit großem Tam-Tam. Da treffen sich Hunderte, manchmal sogar Tausende Journalisten und Blogger in großen Sälen in Barcelona, Cupertino, London oder New York, um einer mit viel Getöse aufgezogenen Produktpräsentation zu folgen. Medien berichten darüber oft im Minutentakt und die Fangemeinde sitzt daheim am Tablet oder Notebook, um jedes Detail aufzusaugen. Es ist, als könnte man einem Weltwunder beim Entstehen zuschauen. 

Doch was so überraschend und oft auch bombastisch erscheint, basiert auf monate-, zum Teil jahrelanger Vorbereitung. Tausende Ingenieure arbeiten mit großen Industrie-Design-Teams zusammen, Dutzende Firmen steuern Komponenten und Know-how bei. Aus der  gemeinsamen Anstrengung vieler Beteiligter entsteht ein Smartphone, das seine Premiere genau zum Wunschtermin bekommt.

Um den dafür nötigen, komplizierten Prozess zu illustrieren, hat Huawei connect Entwurfsmaterial aus der im Oktober 2016 begonnenen Entwicklung des P20 Pro zur Verfügung gestellt.

Der erste Eindruck zählt
Beim Huawei P20 Pro sind schon in den initialen Skizzen einige wiedererkennbare Elemente zu entdecken.
© Huawei

Kreativität

Am Anfang stehen Skizzen, sowohl von der gestalterischen als auch von der technischen Seite. Dabei legen die Techniker in einem sogenannten Pflichtenheft mehr oder minder genau fest, welche Komponenten in das neue Smartphone verbaut werden sollen und was es können muss. Mehr oder minder, weil etwa das anvisierte Kamerasystem zu diesem Zeitpunkt nur in den Köpfen des zuständigen Teams existiert. Oder weil über die Speicherausstattung erst kurz vor Produktionsstart unter Einbeziehung regional agierender Marktforscher entschieden wird.

Relativ früh muss gerade bei dem Spitzenmodell einer Baureihe klar sein, wodurch es sich gegenüber Vorgängern und Konkurrenz auszeichnet. Und diese Unterschiede sollten sich idealerweise auch im Design wiederfinden, denn so weckt schon das Äußere des Smartphones Begehrlichkeiten. Das ist beim P20 Pro vorbildlich gelungen, wobei die Dreifach-Kamera natürlich beste Voraussetzungen mitbringt.

Fürs Gesamtdesign gibt das Prinzip „Form Follows Function“ viele Eckpunkte, wie die ungefähre Größe, die Proportionen und die aus Stabilitätsgründen abgerundeten Ecken, vor. Doch das fordert die Gestalter geradezu heraus, ein eigenständiges, unverkennbares und noch dazu cooles Gehäuse zu entwerfen. Bei den ersten Skizzen haben die Kreativen noch weitgehend freie Hand. Es darf mit Farben und Formen und fast ohne Restriktionen gespielt werden. Auch wenn sich die zwischen Neon und Pastell liegenden Farben der ersten Skizzen im endgültigen Huawei P20 Pro nicht wiederfinden, so sind doch einige Elemente wie die typische Anordnung der Kamera schon hier zu finden. Auch das Konzept der sich fließend wandelnden Radien, die kaum noch ebene Flächen zulassen, findet sich bereits in diesem frühen Stadium – das aber dennoch aus einer freieren, durch keine Konventionen beschränkten Welt zu stammen scheint.

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Die Smartphone-DNA

Während in China, Südkorea oder den USA die Firmen  an den optischen Details der nächsten Gerätegenerationen feilen, beschäftigt sich in England eine Gruppe von Ingenieuren mit grundlegenderen Themen der Smartphone-Technik.

Die Wiege der meisten Smartphones liegt im Stadtteil Cherry Hinton in der berühmten Universitätsstadt Cambridge im Vereinigten Königreich. Hier ist die in der Telekommunikationsbranche relativ kleine Firma ARM Limited beheimatet, die mit unter 4000 Mitarbeitern gut 1,1 Milliarden Euro Umsatz erwirtschaftet.

ARM Limited verdient sein Geld damit, Prozessoren zu entwickeln und die fertigen Designs an Chip-Fabrikanten zu lizenzieren. Das heißt, dass ARM selbst keine Prozessoren baut, sondern sein Geld mit Plänen verdient, nach denen viele Halbleiter-Hersteller ihre Prozessoren produzieren können. Außer Intel setzen praktisch alle Smartphone-Chip-Entwickler auf die sogenannte ARM-Architektur. Wobei die meisten Produzenten die Designs der Intellectual-Property-Firma genau umsetzen. Spezialisten wie Apple, Qualcomm und Samsung entwickeln jedoch eigene Prozessoren, die sich für das  Betriebssystem aber genau wie Original-ARM-CPUs verhalten. Eingehende Befehle führen zu den gleichen Ergebnissen, wenn auch oft auf unterschiedlichen, stärker optimierten Wegen. Reduzierter Stromverbrauch und erhöhte Geschwindigkeit sind die wichtigsten Vorteile der Optimierung.

Der Vorteil der gemeinsamen ARM-Basis: Es ist weniger Arbeit bei der Anpassung der aus Betriebssystem, Hardware-Treibern und Apps bestehenden Software nötig. Viel Aufwand, der beim Übergang von einer Betriebssystemgeneration zur nächsten anfällt, muss ein Hersteller so nur einmal vornehmen. Das spart gewaltige Ressourcen. Schließlich erblickt im Schnitt jedes Jahr eine neue Version der bei Smartphones vorherrschenden Android-Basis das Licht der Welt. Und viele Kunden erwarten auch bei ein bis zwei Jahre alten Phones, ein Update auf die neueste Variante zu erhalten.

Details nehmen Form an
Im Layout-Prozess testen die Designer mögliche Varianten für das spätere Aussehen.
© Huawei

Feine Details

Während anderorts also an Prozessor und Betriebssystem gearbeitet wird, planen und optimieren die Smartphone-Entwickler fleißig die Details. Die Produktdesigner entwerfen Layouts mit möglichen Lautsprecher-, Schalter- und Kamera-Positionen. Die Ingenieure konkretisieren derweil die technischen Rahmendaten und beginnen etwa mit dem von Generation zu Generation komplizierteren Antennendesign. Hierfür brauchen sie auch Input vom Produktdesign. Schließlich macht es einen Unterschied, ob für die Antennen die gesamte Gehäuserückseite oder dank großzügigem Metalleinsatz nur schmale, mit Kunststoff abgedeckte Streifen zur Verfügung stehen. Denn von Metall abgedeckte Antennen könnten nicht senden.  

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