硬件初创公司资源：原型制作和制造

开始硬件公司是困难的。使其更加困难的是找到在线资源的难度，尤其是为硬件公司提供的服务。

在遇到许多不知道有趣服务的人，并偶然自己了解到一些其他服务后，我决定编制自己的列表，希望它对其他人有用。

这并不意味着要创建一个全面的目录，我也不打算创建一个。这是我的列表：我亲自使用了这里列出的大多数服务和工具，或者听说它们很好，这就是为什么我可以推荐它们。

此列表还专注于相对便宜且快速的服务。硬件初创公司通常没有大量资金，并需要快速迭代，因此使用一些人可能认为属于“业余爱好者”级别的工具往往是有意义的。

将您的PCB设计上传到MacroFab，给他们您的BOM，指定确切的部件使用，点击“订购”，几周后接收您的完全组装好的设备。整个过程快速、无痛苦且完全自动化。他们将负责订购PCB、模板、部件，并将它们全部组装起来。

通常，他们会组装几乎任何东西，包括THT（穿孔）和大型SMD组件。

如果您决定与他们合作，考虑将您的设计调整为使用他们的“房屋零件”，因为这将显著降低成本。

我从他们那里收到的所有电路板都质量上乘。我遇到了一个小问题，其中二极管桥放置不正确——但鉴于元素上的标记不清楚，我真的不能怪他们，而且他们的支持非常棒。如果构建时间更短、更可预测，我会更频繁地使用 MacroFab，但在我的情况下，当地的 CM（合同制造商）能提供更快的服务。

如果您没有与之合作的本地CM，MacroFab是您的原型和小批量生产的绝佳选择。

Small Batch Assembly的目标是提供负担得起的低量产电子组装。对于可以生产的内容有限制，因此可能不适合每一种设计。

不要忘记本地CM（合同制造商）。在许多情况下，他们可以为您提供更好的服务：更快的周转时间，良好的沟通，定期反馈。四处看看，询问一下，他们并不总是容易找到。

我发现对于我的需求，使用本地CM效果最好，所以这就是我现在使用的。

OSHPark的紫色PCB在业余爱好者/制造者世界中非常知名。简单的定价、低成本和相当快的周转时间意味着该服务变得非常流行。

有些人可能没有意识到的是，来自OSHPark的电路板具有优秀的质量和相当好的规格，特别是它们的四层产品。如果您需要用于内部原型的电路板，ENIG表面处理使得SMT焊接更加容易。

这是使用OSHPark板快速原型的一个例子：

这里是另一个设备原型。两者都使用来自OSHPark的电路板、来自OSH Stencils的模板和手动放置，使用热风站进行回流焊接。两者都回流焊接得很好，没有问题：

OSH Stencils makes inexpensive SMT/SMD stencils. They offer both ultra-cheap polyamide stencils for low-volume prototyping use, and stainless steel for precision work with durability. Pricing is calculated by square inch.

我使用过他们的聚酰胺和不锈钢模板，它们都是顶级的。他们的交货时间令人印象深刻，即使是从全球各地订购，模板也总是在一周左右到达，总是比我能订购的任何PCB都要快。

鉴于它们的低价格，我甚至对一次性原型也停止使用焊膏针筒：每当我订购PCB时，我也会订购一个模板。

OSH Stencils与OSHPark无关，尽管名称指向共同的起源。

AISLER is the European version of OSHPark. Simple pricing, quick turnaround and excellent board quality.

来自AISLER的板子示例，带有来自OSH Stencils的不锈钢模板：

Seeed Studio提供Fusion PCB服务，特别是对于2层板，具有HASL和无铅HASL表面处理的价格无与伦比。如果您不介意稍等更长时间让您的电路板从中国发货，这是值得考虑的服务。他们还提供模板和甚至PCB组装服务。

在欧洲，有Eurocircuits，它过去很贵，但最近变得更具竞争力了。

对于较大数量，我建议通过您的CM进行，并使用他们推荐并习惯的任何方法。

对于设计电子产品，需要一个CAD。幸运的是，这里的选择相当简单。如果您（或您的设计师）有特定CAD系统的经验并且您拥有该系统的许可证 — 使用它。在其他任何情况下 — 您应该选择KiCAD。

KiCAD has a huge advantage in that it is free. And being free does not necessarily mean that it's worse than some commercial packages — quite the opposite. While it has its drawbacks and some things will be more tedious than expected, it is a surprisingly capable program.

从实际角度来看，使用KiCAD，4-8层板与多个受控阻抗长度匹配的差分对不是问题。

机械设计CAD领域的变化非常缓慢，但近年来带来了有趣的变化。特别是，不再需要为每个用户支付超过5000美元。有趣的新参与者是：

一个非常完整的CAD/CAM软件包。多平台（Mac/Windows），这是一个很大的优势。与云绑定，但有无互联网连接都可以工作。定价非常实惠，每年300美元，此外，该软件对业余爱好者、制造者、教育工作者和最重要的——年轻初创公司免费提供。

适用于3D打印、注塑和CNC加工，但仍缺乏钣金能力（公司表示他们正在研究中）。

Browser-based CAD, with an interface that is similar to that of SolidWorks. Multiplatform (any platform with a modern web browser). Does not work without an internet connection and places a particular emphasis on sharing features (other people being able to access the latest design revisions). It used to be very accessible, but the company changed the pricing and now commercial use starts at $125/month, which is rather steep compared to Fusion 360.

适用于3D打印、注塑、CNC加工和钣金设计。

众所周知的主要分销商，用于较小数量的零件是：

Digi-Key,
Mouser,
Farnell (element14),
RS Components (Allied).

检查分销商是否在您所在的地区运营很重要。通过海关处理元件可能会毁掉你的一天，引入延迟、额外成本和大量额外工作。对于位于欧洲的公司，Farnell和RS是最安全的选择，因为它们从欧盟内部发货。在美国，您可能会想使用Mouser或Digi-Key。

在检查库存时，最好检查所有主要分销商，他们并不都存储相同的组件。Octopart可以帮助检查所有这些（也见下文）。

有些较小、不太知名的分销商，经常可以提供更好的定价，尤其是对于被动元件。一个好例子是位于波兰的TME，如果您位于欧盟，这是一个很好的来源。

一些制造商直接销售——例如，德州仪器（Texas Instruments）从500件起就以有竞争力的价格提供他们的芯片。值得四处看看（PartsBox可以帮助自动选择供应商）。

另一个直销的有趣例子是Wuerth Elektronik。他们生产各种优质的被动和机电元件，并且主要直接销售。您与当地销售代表合作，使用印刷目录和您感兴趣的元件的报价/报价。这里的优势是您可以获得优秀的文档（加上3D CAD模型）和相当合理的价格的好质量。

如果您开始购买更大量的产品，但还没有自己的采购和物流部门，有时会有一些有趣的选择。通常的第一步是基于个别报价直接购买。之后，您可以开始与专门处理大量订单的分销商（如Arrow或Verical）合作。然而，实践中，我发现这并不总是值得努力。

一般来说，您的第一次生产运行不会超过1000件。在这些体量上，您不应该过多担心优化元件成本：对几个昂贵的芯片来说可能是值得的，对一些被动元件来说可能很容易，但我不会花太多时间在这上面。可用性比成本更重要，还有许多更大的问题需要解决。

大多数硬件初创公司设计的是设备，而不仅仅是带有电子元件的电路板，而且创始人通常对机械设计的经验有限。

拥有本地FDM（熔融沉积建模）3D打印机用于快速原型制作是有意义的。但FDM精度低，无法生产出合理光滑的表面，而且您需要担心支撑结构。商业3D打印服务将提供SLS（选择性激光烧结）或SLA（立体光刻）打印，这需要对昂贵设备的巨大投资，但能产生更好的结果。您的设计将以一致的质量被打印，对您的时间投资最小，并且您根本不需要担心诸如支撑结构之类的问题。

Shapeways is mostly a marketplace for 3D-printed products, but this means they are continously improving and optimizing their processes. Turnaround for small SLS-printed parts is several days, and prices are very good.

他们的SLS打印质量非常好：虽然表面不会完全光滑，但很难看到3D打印的痕迹。

使用SLS（他们称之为强韧灵活塑料）在Shapeways打印的原型特写：

Materialise is oriented more towards businesses (B2B) than consumers. This is both good and bad for hardware startups: on one hand, their processes are more repeatable and you can expect consistently good quality. They also support large prints. On the other hand, for small orders you might find that the minimum price is not competitive, and turnaround time isn't always great.

就质量而言，它与Shapeways提供的非常相似。

ProtoLabs 背后的想法不仅是提供原型服务，还包括平稳过渡到低量生产。他们的 CNC 服务定价可能不是很吸引人，但他们的快速注塑服务相当有趣。

他们开发了一个使用铝模具的过程，这些模具既经济又快速生产。缺点是它们的寿命：它们最多只能用于10,000个零件。通常，这对于硬件初创公司来说不是问题：在您达到10,000个零件之前，您很可能会修改设计，如果您预见到大量生产，您总是可以切换到钢模具。

他们的快速注塑服务确实很好，但与与本地模具制造公司合作相比，它确实有缺点。您需要上传您的设计，该设计应该是注塑准备就绪的。为注塑设计元件并不容易，需要相当多的知识和经验。而ProtoLabs会指出设计中的主要缺陷并提供一些指导，但最终风险由您承担：在某个时刻，您将不得不点击“订单”并为首次运行支付几千欧元/美元。如果存在重大问题，您必须重新开始。

PartsBox is a way to easily keep track of electronic parts and projects. Once you start building, you soon realize that you need a tool to help you remember how many what components you have. Many people start with spreadsheets, but they just don't cut it and quickly become a time sink.

此外，您可能还希望将其他文档与您的零件一起保存：如PDF数据表、应用笔记、3D CAD模型等文件。当然，可以在文件服务器或Dropbox上维护一个单独的存储库，但那样就需要担心文件命名、目录结构和管理用户访问。PartsBox解决了所有这些问题，它是一个既存储零件库存信息又存储相关文档的单一地点。

同样，大多数人使用电子表格来管理他们的BOM并计算成本。有制造商元件编号、分销商元件编号（SKU）、数量和定价的列。有人搜索元件，找到一个或两个供应商的分销商定价，选择最佳价格并将其输入电子表格。

这种方法的最大问题是它不可扩展。即使在一个小项目中，有20-40个组件，找到定价并输入到电子表格中也是一项大量的工作。

另一个问题是，电子表格被设计用于简单的表格数据。但是分销商的报价除了简单之外，没有什么！供应商使用不同的价格区间结构，这些结构无法轻易比较：一个供应商会在数量100、500和1000时报价，而另一个则在25、250和500时报价。还有一些限制，如MOQ（最小订购数量）和订购倍数。

PartsBox可以快速而轻松地比较和选择最佳报价，并为您提供任何数量的BOM价格，同时考虑到您的本地库存。

当您考虑一个新组件时，Octopart是了解定价和可用性的地方。当然，您可以检查您最喜欢的分销商，但Octopart让您可以立即检查所有主要分销商的库存和定价，同时也处理货币转换。

对于计算诸如期望阻抗的走线宽度，或差分对宽度/间距等事情，我发现Mantaro计算器非常有帮助。我订购了控制阻抗的板子，至少对于差分微带来说，测量结果非常准确。

这是使用Mantaro计算器计算的阻抗控制差分对的一个例子，并在MacroFab生产：