Consejos para Startups de Hardware Electrónico: De la Idea a la Fabricación

Zachariah Peterson
|  Creado: Junio 7, 2023  |  Actualizado: Julio 1, 2024
Consejos para Startups de Hardware Electrónico: De la Idea a la Fabricación

La IA, los dispositivos inteligentes, la proliferación de computación de alto rendimiento en el borde y la integración ubicua de prácticamente todos los dispositivos electrónicos nos han situado sólidamente en lo que algunos llaman la Cuarta Revolución Industrial. La historia de las últimas dos décadas de desarrollo tecnológico es una donde las barreras de entrada al mercado nunca han sido tan bajas, incluyendo para los innovadores que nunca han construido un dispositivo de hardware. Por lo tanto, no debería sorprendernos que sigamos viendo a tantos innovadores de hardware provenientes de otros campos, incluyendo la ingeniería y el desarrollo de software.

Si tienes una gran idea que has esbozado en la parte trasera de una servilleta, ¿cómo puedes convertirla en un verdadero dispositivo de hardware y, eventualmente, en un producto completamente empaquetado que envías a los clientes? Con un esbozo en una servilleta y una hoja de ruta, tu startup está bien encaminada hacia el éxito.

En este artículo, quiero repasar el proceso que las startups deben implementar para asegurarse de que pueden llevar su producto a la producción mientras gestionan cuidadosamente su presupuesto y riesgo. Los factores de riesgo a los que se enfrentan las startups en el mundo del hardware son muy diferentes de aquellos en el mundo del software, pero un entendimiento de los procesos de diseño y fabricación junto con las restricciones comerciales en las empresas de hardware ayudará a los innovadores a llevar su producto a cruzar la línea de meta y entrar al mercado.

De Boceto en Servilleta a Escala

La transición de un concepto en papel a un producto físico que puedes vender a un comprador pasa por cuatro etapas amplias. Todo diseño debe comenzar con una prueba de concepto que demuestre la viabilidad de la funcionalidad prevista, la experiencia del usuario y la aplicación final. Eventualmente, después de dedicar algún esfuerzo al prototipado y la optimización del diseño, obtienes un producto que ha sido calificado para la producción en volumen.

Prueba de concepto

Puede construirse a partir de tableros de desarrollo, módulos de evaluación y computadoras de placa única/tarjetas MCU

Prototipo funcional

Los componentes principales se compilan en un PCB personalizado para que todo el diseño pueda calificarse en el entorno previsto

Primera producción

Similar a un lanzamiento beta - el diseño se optimiza para un lanzamiento inicial del producto a clientes seleccionados

Escalado

Después de recopilar comentarios de los clientes e implementar los cambios finales, el diseño se pone en mayor volumen con un CM/EMS

 

La mayoría de las pruebas de concepto se verán algo así como el revoltijo de placas apiladas juntas con ranuras de borde y cabezales de pines como se muestra a continuación. Este tipo de configuración está bien para experimentar con una aplicación embebida o para calificar partes para un diseño personalizado, pero está lejos de cómo se verá tu producto personalizado.

Startup development board prototypes
Las tablas de desarrollo a menudo se acumulan como se muestra aquí, lo que le permite experimentar con piezas y una aplicación embebida. Fuente de imagen: Hackster.io.

Las pruebas de concepto le dan a un innovador la oportunidad de experimentar y probar que su idea es sólida. También es una oportunidad para delimitar específicamente los componentes que aparecerán en el producto final. Es durante la transición a un prototipo funcional donde las cosas comienzan a volverse riesgosas. Si conoces el riesgo de desarrollo de hardware y el riesgo empresarial, puedes evitar gastar dinero innecesariamente en los gastos de desarrollo de tu startup y, idealmente, escalar más rápido.

Factores de Riesgo para Startups

Una investigación exhaustiva de la funcionalidad durante la etapa de prueba de concepto ayuda a desmitificar los riesgos de tu prototipo. Cuando avanzas a la etapa de prototipado, los riesgos comienzan a aumentar para tu producto. No existe una estrategia única para reducir el riesgo de fracaso, desperdicio o pérdidas durante el desarrollo del prototipo. Inevitablemente, algo saldrá mal, y es mejor descubrirlo durante el prototipado cuando las pérdidas potenciales son mucho más fáciles de manejar.​

Desde el punto de vista empresarial, algunos de los mayores riesgos que impiden la escalabilidad tienen menos que ver con el diseño de PCB y más con la cadena de suministro, la logística y la gestión:

  • Calendarios - El diseño del producto puede llevar más tiempo del anticipado, o las tandas de fabricación pueden extenderse más de lo previsto. Aquí es donde las habilidades de gestión de proyectos serán de gran utilidad y te ayudarán a avanzar en cada fase del desarrollo del producto antes que tu competencia.
  • Partes que se agotan - Aunque la industria está volviendo a tener excedentes en 2023, muchas partes aún se están agotando o tienen tiempos de entrega muy largos. Habla con los equipos de ventas de los proveedores de semiconductores antes de finalizar tus componentes principales.
  • Fabricabilidad - Si no estás familiarizado con el proceso de fabricación de PCB y DFM, entonces es mejor encontrar un consultor o una firma de diseño que pueda ayudarte a completar el diseño de tu prototipo.
  • Competencia - Si tienes una gran idea para un producto, alguien más podría tener la misma idea. Asegúrate de proteger tu propiedad intelectual, registrar las patentes requeridas y fabricar en una ubicación que proteja los datos.

Lamentablemente, no existe una única metodología para reducir todos estos riesgos. Hablo mucho sobre la cadena de suministro por si acaso, pero este es solo un método para gestionar inventarios y lidiar con problemas de partes; no aborda los otros desafíos de gestión y programación.

El riesgo último que subyace a todo esto es un diseño fallido (inutilizable) o un diseño no manufacturable. Esto significaría la ruina para tu prototipo o producto, y entonces es volver al punto de partida. Ten en cuenta estos riesgos observando los puntos mencionados anteriormente y considera los peores escenarios, aprende sobre el proceso de fabricación y adquisición de electrónicos, y aprende cómo identificar un fabricante de confianza para que puedan asesorarte sobre las mejores decisiones de diseño para tu producto.

PCB manufacturing
El fabricante adecuado tendrá más que solo un buen historial.

 

¿Listo para Escalar?

Una vez que el diseño ha sido calificado con los clientes, en el campo y a través de pruebas de fiabilidad por su EMS/CM, es momento de comenzar a escalar y enfocarse en el lado comercial de la ecuación. Su fabricante puede asistir con el proceso de optimización y abastecimiento para pedidos en volumen, comenzando desde producciones de bajo volumen hasta la producción de volumen sostenido.

Escalando en esta etapa implica tanto construir sus equipos internos (ventas, marketing, soporte al cliente, ingeniería de aplicaciones) como escalar su volumen de producción. Asegúrese de que sus herramientas CAD y sistemas de gestión de datos puedan ayudarle a recuperar instantáneamente su diseño y documentación para que pueda mantener sus productos con las tecnologías más recientes.

Ya sea que esté planeando producir sus propias tarjetas, o esté buscando contratar a una firma de diseño para asistir con el desarrollo de su producto, asegúrese de que sus diseños estén construidos usando las herramientas CAD de clase mundial en Altium Designer®. Para implementar la colaboración en el entorno interdisciplinario de hoy, las empresas innovadoras también están utilizando la plataforma Altium 365 para compartir fácilmente datos de diseño y poner proyectos en fabricación.

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Sobre el autor / Sobre la autora

Sobre el autor / Sobre la autora

Zachariah Peterson tiene una amplia experiencia técnica en el mundo académico y la industria. Actualmente brinda servicios de investigación, diseño y marketing a empresas de la industria electrónica. Antes de trabajar en la industria de PCB, enseñó en la Universidad Estatal de Portland y realizó investigaciones sobre la teoría, los materiales y la estabilidad del láser aleatorio. Su experiencia en investigación científica abarca temas de láseres de nanopartículas, dispositivos semiconductores electrónicos y optoelectrónicos, sensores ambientales y estocástica. Su trabajo ha sido publicado en más de una docena de revistas revisadas por pares y actas de congresos, y ha escrito más de 1000 blogs técnicos sobre diseño de PCB para varias empresas. Es miembro de IEEE Photonics Society, IEEE Electronics Packaging Society, American Physical Society y Printed Circuit Engineering Association (PCEA), y anteriormente se desempeñó en el Comité Asesor Técnico de Computación Cuántica de INCITS.

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