PCB设计硬件集合的分类

硬件发展的历程

过去三十年，我们的生活发生了翻天覆地的变化，很多都是由形形色色的电子产品被开发出来而改变的。

20世纪八十年代末90年代初，中国的电子工业还未成型，那时候的工程师主要做家电产业的设计，比如当时有一些小国家把老旧的电视机生产线卖给我们，我们就依托于此做研发，那时的技术就是大量的接插件，虽然严谨的讲这并不能叫设计，就是学习。然而，中国的电子设计就是这么起步的。

随着时代的发展，到今天，我们在商场看到的彩电已经是完全国产，这里面有一代又一代的硬件人不断研发所做的努力和贡献，外国品牌称霸商场的景象也已一去不复返。

电脑

我于1990年毕业，当时工作的实验室买了一台286电脑，平时还要用布把它盖起来，怕大家用坏了。

而今天电脑已经跟大家的工作和生活息息相关，在设计上也发生了很大的变化，最早的是苹果机、286，然后到台式机，再到今天超薄笔记本甚至是云计算。电脑设计也随着计算技术的发展变的高度集成，电脑本身也从固定的变成便携的，不但轻薄而且还可靠耐用。

通信领域

九十年代电话线还不普及，家里要装一个不但得排队还得交5000块钱，在当时相当于一个普通家庭父母两年的工资之和，当时国外的通信企业借此在中国大发其财，那时候的技术就是一代模拟技术，后来经过发展有有了2G通信技术，在这个阶段，中国的硬件仍没有设计可言。

到3G的时候，中国已经可以介入到通信标准领域中，到第了4G、5G的时代，我们中国的企业已经能够领先了。

交通行业

可以说早期所有的交通领域与电子行业的结合是很小的，比如原来路上跑的都是拖拉机，是没有电子产品的。经过二三十年的发展，电子行业已经与交通完美的融合到一起，如今交通领域要开发一个产品和应用与电子设计已经密不可分了。就像地铁和飞机，上天入地都离不开电子技术。

通过上面的例子我们可以发现，以前的电子设计更像一个独立的个体，经过这么多年已经发展到万物互联的时代，电子设计与各行各业深入交融。我们技术的挑战已经从室内的固定不动到室外移动发展，它的设计要求、设计特点已经是跟八九十年代大有区别。

在这里，有必要提一下技术发展的时代背景。

1995年的时候，比尔盖茨写了一本书叫《未来之路》，当时出版并没有人重视，其实标志着我们的社会从工业社会走向信息社会的号角已经吹响了，但那时的国内可能没有人能认识到。

彼时的美国已经提出了建设国家信息高速公路，一位斯坦福大学的教授从学校里走了出来，开发了路由器，我们今天能够便捷的上网也是因为这场路由器革命。

在那个时代，通信领域也发生了巨大变化，整个世界由模拟世界转向通信世界，我们的设计也从模拟设计转向数字设计，而且在高速发展。在当时，模拟技术的老大是摩托罗拉，到了第二个通信时代，爱立信抢占了老大的位置，这就是爱立信的“手机革命”。

随着大家对网络认识的加深，又开始追求信息高速公路，对带宽提出了新要求，当时加拿大的北电网络开始了一场豪赌，押注10G网络，到2000年时因为作假导致“电信泡沫”破灭，其设计的技术和当时的时代需求断裂，造成了电信泡沫。2004年以后，标志性的事件“Google上市”，才让整个世界的电信行业、电子设计行业走出了低谷。

但这时行业内又产生了分化，硬件设计、信息化、软件设计发生了明显的断裂，就是硬件的设计被要求承载更多的信息服务。2007年，乔布斯发布了全球第一台真正的智能手机，当时也是使用了3G技术开创了移动互联网的时代，中国是在2009年，3G的标准也确立了，才宣告进入3G时代。

时代背景下的技术轨迹

首先是计算领域的技术发展。最为代表的就是处理器（芯片）的发展，这里的摩尔定律大家都耳熟能详了：

“当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。”

目前，以intel为代表的CPU已经迭代了九代，在今天如果要设计一个复杂的系统离开了CPU、MPU是不可想象的。内存技术也是计算技术的主力，从早期的30pin SIMM条，发展到1066标准的DIMM条，再到今天DDR的时代，计算技术的提升为人类智慧的发挥提供了巨大依靠。

过去二三十年中，发展最快、最大的技术又是什么呢？

通信技术！

在早期模拟时代向数字时代转变的时候，最早的数据传输标准就是E1/T1，我们搞电子通信的一定知道，E1是中国和欧洲的标准，T1是美国的标准，它是一个2M的数据流，速度非常慢。

通信技术发展就是从传输速率发生了裂变，基本都是一倍、四倍的成长，今天像100M、400M的光口都已经商用了。

我们的计算机上面都有网口，最早的时候只有10M，到今天已经是1000M、10G的网口了，下电影的话可能一眨眼就下完了。

技术发展这么迅猛其实有一个定律，就是吉尔德定律：

“主干网带宽的增长速度至少是运算性能增长速度的三倍。”

吉尔德在1995-2000年间名声大噪，是通信行业最有力的鼓吹者。当时的人都不相信他，而少部分选择相信的人都赚了大钱，他当时推荐的高通等一批光、网络的企业到今天已然活的非常好。在2019年6月份，他到中国来也采访过华为的任总。

再看一下通信领域的几个分项，技术的变迁从以前电路的硬连接变成现在的软连接，也就是分组交换，这一点点的改变让整个世界发生了天翻地覆的变化，使得发展的步伐异常迅猛。

在2000年时，产生了ATM和IP之争，到底用那个方式来做为我们未来的通信的主干成为争议的焦点，最后IP胜出。但是ATM技术所包含的所有有效的内容都被IP吸纳了，两者实际上融合了。

从模拟时代向数字时代转变在生活中就可以观察到，以前打电话是模拟用户线向数字用户线转变，在2003-2005年，电信公司大量更换，都换成了数字用户线，就是IDSL到今天的DSL，到今天已经是over IP了，就是所有的打电话都是数据传输的管道，以前家里的电话通信

要先铺一根线才能通信，而且要通过铜线通信。而今天随着光电技术的发展（FTTBFTTC）使光纤到家。我们可以在街边看到一些柜子，里面就是光纤。

另外一个技术就是从有线到无线，这也是得益于电子硬件及时代的发展。

技术高速发展对应的设计变化

这么多年过去了，我们到底在设计什么？我们可能对设计的性能关注的很多，对设计的时间、成本、质量关注比较少，到今天，工程设计显得越来越重要。

讲一个故事，这次中美贸易战美国就是卡我们龙头科技企业的脖子，要断供。而华为已经为业务连续性做了准备，在技术方面，做了很多备胎。

这是因为华为在很早之前就一直在学习，每当技术裂变的时候都会有很多新的东西产生，华为的研发团队就会扩充，从几百人到几千人再到数万人，他一直在学习，像IBM等外国名企学习，并将学到的知识固化。

所以，建立“快速学习的组织”才是战胜和抵挡国外障碍的方法。

以前的功能设计就是直接去做，和客户的需求结合比较少，性价比也很低。今天如果做一个产品用户体验的不好的话那就不是一个合格的设计了。所以今天的设计变化已经从供应商、工程设计，加上用户体验成为设计的必需成分，

如此多的硬件技术在这，也就给所有各路英雄豪杰一个绽放自身才华的机会，但是为什么大家再开发产品的时候好像路子都一样，为什么有人成功，有人失败？

开发的流程看起来一样，但是底层有很多方法论、知识的固化、研发的规律，我们要顺着研发的规律来管理。研发从技术上看很简单，但是这整个一套的组织管理十分复杂。

以前的设计里比如PCB设计，很多企业都认为不重要，其实PCB是硬件设计里的集合，我们很多成功的企业按着这个流程做了很多的分化，比如再测试上要专业，在量产维护上测试，在ICT方面在设计中就要植入。

技术的分化以前有个简单的分类

做电源交给专业的人，但是做硬件就一个人做到底，很多企业都是如此。事实上随着技术种类的增加，技术的复杂度越来越高，应用也变得复杂，带来了很多难题，从PCB设计工程师来说已经分化出信号管理性工程师，电源设计工程师、封装设计工程师。

从结构工程师来说，分化出工业设计工程师，热设计工程师，EMC设计工程师，这些工程师在小企业可能就是一个人来担当，在巨大复杂的设计过程中是不可能的，所以我们就会陷入开发者困境中。

我们在2000年初去美国参加了国际硬件设计领域最顶级的会议，会议结束后发现，我们以前的开发设计都在埋头苦干没有抬头看路，我们不知道外边发生了什么，不知道应该怎样往前迈步，怎样能打破这个天花板，比别人干的更好更酷！以前干的都是苦力活，走出去以后发现世界很精彩。

不是说要你一个人强大，而是有专业的分工进行结合，能区分自己的核心竞争力在哪里，具备有快速学习的能力。

最近我们一直在研究硬件设计开发怎么做最好，实际上就是设计能力的构建。我跟一些企业主管沟通的时候，他们表示开发每天都在重复的做，还加班，做的东西还是那么多，大家还累的要死。

谈到自己的问题，他们会抱怨“手不够啊，流程协作效率低，技术更新太快，积累不足，专业测试能力不足”等等。

这些问题看起来都是对的，实际没有抓住问题的核心。

一、设计是有规律的，要对设计的规律有认识；

二，要构建快速学习的能力，因为技术不停在发展，学习慢是跟不上的；

三，人力少是价值没发挥出来，在行业如此快速成长的变化之中，建立一个快速学习、持续学习能力是尤为重要。

这些企业的领导人的问题大都一样。

人力少，但是你的核心竞争力是什么？他们没有探究自己的核心竞争力，就是别人这样做了我也这样做。

在过去二三十年行业和技术变化非常快的情况下，我们做了什么？我们的设计模式改变了没有？我们的设计思想改变了没有？我们还是用二十年前的那种方式做开发和设计，甚至用学校的方式来做开发，那结果必然是掉到漩涡里，周周996并且重复开发，两年过去了还是做这个产品，还是老样子做开发。

企业的领导人能看到这些问题，并深陷其中，但是他们都在等别人来告诉他怎么做。实际上已经不能再等了，也不用别人去告诉你怎么做，最重要的就是人！怎样打造人力资源的升值？要快速学习，善于学习才能在未来电子设计的潮头中立足。

未来的产业格局目前已经形成，就是云管端的格局，每一个人都在其中的一个节点上，硬件未来的开发肯定是以大数据处理，超级战士，自动驾驶汽车等等为代表的，我们做的每一个开发、技术、产品都与他相关，要么在云端，在管端，要么在终端，做软件也在这里面，未来的竞争也会更激烈，要求服务好，性能好，价格低。尤为重要的是上市时间要快，开发的周期要短，我们需要不断的提升自身的能力，来应对行业的挑战。

长久以来，我们一直想创新，做出一些和别人不一样的东西，但是我们的原创是比较少的，那么我们的创新能力来自哪里呢。一定要快速的学习，实践，固化，形成一个平台，所以我觉得电巢科技还是很了不起的，能做一个圈子让更多人进来学习交流，只有快速学习才能在未来的竞争世界里立于潮头之上，

另外要认清自己的核心能力在哪里，不能什么都干，专注的方面要注意技术积累，免得到时候找不到，没有深层次的分析是不可能一蹴而就的。

对于企业来说，把这些技术积累起来就构成一个平台尤为重要，平台是打不垮的，华为经过十年的时间，不停的向IBM等企业学习，2008年终于可以一版搞定。

很多人梦想都是一版搞定，为了这个梦想，企业应该去做些什么？个人又应该去做些什么？

最重要的就是设计能力的提升，这一定是在实践的过程中形成的，首先是快速学习，其次就是执行力，不能等别人引导你，等待是一种惰性，应该积极的向行业学习，加入圈子，识别学习的对象等等，必须要赶紧去行动！

相信在未来的技术发展中，只有善于向标杆学习，才能把电子设计做的更好。
责任编辑:pj