電子設備生產的誕生和最關鍵的階段之一是設計階段。它包括電子設備中包含的創意、手動和技術方面。設計階段允許制造商和開發人員在批量生產之前將文本系統定義轉換為詳細且功能強大的原型。電子設備的幾乎所有功能要求都在設計階段本身得到解決。

在此階段，考慮 BOM 和 DFM 對于保持或提高質量至關重要，同時檢查成本以及預期的功能和性能。

設計過程的基礎知識

• 在投資制造所需的材料之前，必須制定一份要求清單。這有助于制造商了解產品所需的功能。同樣，必須進行徹底的市場研究，以確定市場差距和消費者需求，以開發能夠滿足消費者需求的產品。一個成功的產品是滿足同類
  產品市場所缺乏的東西的產品。

• 隨后，概念化完成后，重點轉移到創建設計方案和項目計劃上。這定義了制造過程中涉及的預計費用、大致時間表以及其他設計和制造過程部分。

• 最終的電子設備由幾個小組件組成，例如多個微控制器、顯示器、傳感器和存儲器等。技術的出現使我們能夠利用電子
  計算機輔助設計 （ECAD） 或電子設計自動化 （EDA） 工具等先進軟件來創建原理圖。這些有助于減少錯誤范圍，并充當設計過程的催化劑。

• 最終，詳細的原理圖設計被證明有利于下一步，即將原理圖轉換為PCB布局。

設計過程中的增長趨勢

• 納米技術和微加工技術的進步改進了設計過程，以實現進一步小型化，并增加芯片集成度。設計工程師現在可以在單個芯片上添加比以前更多的功能，同時減小其尺寸。

• 隨著行業從化石燃料的轉變，當今的電子設計正試圖納入可再生能源的使用。這一變化迫使設計人員縱電子設備的設計，并融入物聯網效率等先進功能。

• 對可持續設備不斷增長的需求同樣影響了設計過程，現在需要包括減少溫室氣體排放和降低能源消耗的功能。這影響了電氣設計人員修改電源轉換器和電機驅動器，以減少能量損失并提高效率。

• 當代還要求工業和消費電子設備的自動化和機器人技術的集成。因此，設計過程必須吸收這些要求，以保持電子設備的使用壽命，使其能夠輕松采用先進技術。與人工智能的集成也是如此，這種風潮日益高漲，必將在簡化電子設備的流程和使用方面發揮巨大作用。

• 設計過程中的主要挑戰不是這些功能的集成，而是它們的人性化集成。如果設備中的任何功能不友好，它都可能無法實現其目的，因此，設計工程師的任務是使其訪問變得簡單和耐用。

• 除了功能和結構創新外，即將推出的電子設備的設計過程所用材料也發生了變化。較新的柔性設備改變了從剛性電路板到柔性基板和導電聚合物的動態。電子設計人員現在被迫在電子布局中堅持機械靈活性。

簡化復雜設計的流程

隨著小型化和集成需求的增長，設計的復雜性也隨之增加，然而，軟件和應用程序的進步簡化了流程，使設計人員能夠在不影響時間表和成本的情況下嘗試更具創意的想法。
雖然 ECAD 就是這樣一種創新，現在已被廣泛采用，但其他一些 EDA 工具是：-

• SPICE：這是一個模擬工具，用于分析和預測電路'在構建物理原型之前在不同條件下的行為。它有助于提前識別和解決潛在問題。

• OptSim：該軟件工具允許設計人員評估和優化傳感器設計中光鏈路的性能，預測光通過透鏡、光纖和探測器等組件
  的行為。

結論
電子設備設計是一個動態過程，需要工程師緊跟行業和市場趨勢。隨著自動化、機器人和人工智能在電子產品中占據重要地位，它們在設計過程中的集成是不可避免的。設計過程是制造中至關重要的非線性階段，甚至在測試后進行改進，然后進行文檔和認證。