高速PCB設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展前景及EDA軟件工具深度解析

從入行到現(xiàn)在，這十幾年中做過的項(xiàng)目非常多，直接與間接參與的項(xiàng)目少說也有幾千個(gè)，其實(shí)在每一次的技術(shù)革新進(jìn)程中，都會(huì)出現(xiàn)一批很有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目，例如DDR內(nèi)存歷次的更新?lián)Q代所推動(dòng)的核心系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)升級(jí)，高速串行信號(hào)從5G、10G、28G、56Gbps的更新過程所推動(dòng)的高速網(wǎng)絡(luò)通訊等產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)升級(jí)等等。

要說這其中印象最為深刻的，應(yīng)該是前些年10G高速背板普及過程中的一批產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)正處于高速串行信號(hào)產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，很多新產(chǎn)品都是采用的全新技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不管是對(duì)于SI仿真、PI仿真、還是高速PCB設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)都具有非常大的挑戰(zhàn)。

其中最具代表性的應(yīng)數(shù)我國(guó)的天河一號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，該機(jī)型曾連續(xù)穩(wěn)居世界超算第一名多年，為了完成該項(xiàng)目的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，漢普在SI仿真分析和PCB設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)都做出了大量的投入，通過與客戶的緊密合作，以及PCB制造單位的協(xié)同技術(shù)攻關(guān)，最終順利完成了研發(fā)設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)與制造調(diào)試一次成功，為我國(guó)的超算事業(yè)發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。

類似的典型技術(shù)突破項(xiàng)目還有很多，例如在近些年，漢普陸續(xù)完成了100G高速骨干網(wǎng)通訊產(chǎn)品，ATE半導(dǎo)體測(cè)試領(lǐng)域，現(xiàn)代大型醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備、軍工艦船、航空航天等領(lǐng)域，以及大數(shù)據(jù)中心，商用服務(wù)器，高速數(shù)據(jù)加速卡等等系列高端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)?？梢哉f每一款產(chǎn)品都代表了特定行業(yè)中的技術(shù)標(biāo)桿地位。
?

4. 能否介紹一下高速PCB設(shè)計(jì)的核心關(guān)鍵要點(diǎn)及高速設(shè)計(jì)的來龍去脈。

其實(shí)高速PCB設(shè)計(jì)這項(xiàng)工作需要面對(duì)相當(dāng)多不同的產(chǎn)品方向，雖然一些基礎(chǔ)技術(shù)是具有通用性的，但是仍然有很多行業(yè)特有的技術(shù)差別，因?yàn)槊恳粋€(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)核心需求都是不同的。例如消費(fèi)類產(chǎn)品突出的是性能價(jià)格比；相反軍事、工業(yè)領(lǐng)域要求的則是絕對(duì)的可靠性；而數(shù)據(jù)與通訊領(lǐng)域要求的是極致的產(chǎn)品性能…… 這都對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)則與技術(shù)研發(fā)方向提出了截然不同的要求。

如果說相對(duì)通用的高速PCB設(shè)計(jì)核心關(guān)鍵要點(diǎn)，我覺得一定要注意以下幾個(gè)方面：

1：首先是電源電路的設(shè)計(jì)，電源是一個(gè)電子產(chǎn)品穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)，雖然大多數(shù)時(shí)候電源設(shè)計(jì)的技術(shù)挑戰(zhàn)性并不是最大的，但是一旦出現(xiàn)了運(yùn)行穩(wěn)定性的問題，很多時(shí)候其實(shí)是跟電源有關(guān)的。

電源設(shè)計(jì)的重點(diǎn)主要在于電源模塊的功能設(shè)計(jì)優(yōu)化、轉(zhuǎn)換效率提升，以及電源通道設(shè)計(jì)等，都必須遵循相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)和規(guī)則來進(jìn)行，對(duì)于敏感電源或者電流很大的電源還需要結(jié)合PI仿真來提升直流壓降與動(dòng)態(tài)阻抗以及噪聲方面的性能。

2：高速并行信號(hào)的設(shè)計(jì)，最常見就是DDR3，DDR4等電路，尤其對(duì)于Memory Down（板載內(nèi)存條）設(shè)計(jì)這類方案，更需要特別注意，在嚴(yán)格執(zhí)行原廠Layout Guide的同時(shí)，最好通過仿真分析來輔助優(yōu)化布局布線設(shè)計(jì)，以確保高速信號(hào)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

其他類型的并行信號(hào)設(shè)計(jì)還有很多，一般按照相應(yīng)的芯片設(shè)計(jì)規(guī)則要求控制好絕對(duì)長(zhǎng)度與相對(duì)等長(zhǎng)，同時(shí)做好過孔數(shù)量控制、信號(hào)跨分割、串?dāng)_方面的規(guī)則控制，就可以滿足大部分設(shè)計(jì)要求。
?

3：高速串行信號(hào)設(shè)計(jì)，近些年高速串行信號(hào)發(fā)展非常迅速，很多傳統(tǒng)的并行總線接口都在逐漸被串行總線所替代，比如最典型的IDE并行硬盤數(shù)據(jù)接口，就被SATA串行數(shù)據(jù)接口所取代，相信未來高速串行信號(hào)的應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛。

目前最常見的PCIE高速通道，以及SATA、SAS、LVDS、USB3.0高速通道，以及高速光網(wǎng)絡(luò)通道等，信號(hào)速度普遍都已提升到5G、8G、10G、28G甚至56Gbps的水平，所以必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的高速設(shè)計(jì)規(guī)則去進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)要做好信號(hào)完整性分析與優(yōu)化工作，不然就會(huì)容易出現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量方面的問題。

4：其他還有很多需要注意的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，比如模擬信號(hào)設(shè)計(jì)，射頻信號(hào)，數(shù)模混合，以及DFM，DFA，EMC方面的設(shè)計(jì)注意點(diǎn)等等，每一個(gè)方向都有一系列的規(guī)則要求，感興趣的朋友可以做下深入學(xué)習(xí)研究，在此就不做展開了。

至于高速設(shè)計(jì)的來龍去脈，這個(gè)比較難用幾句話說清楚。因?yàn)槿魏我粋€(gè)專業(yè)領(lǐng)域都有其一整套的工作流程與規(guī)則體系，這是一個(gè)很復(fù)雜的技術(shù)與管理的系統(tǒng)工程。想要對(duì)某個(gè)行業(yè)有深刻的理解，只有親自進(jìn)入這個(gè)行業(yè)并且摸爬滾打幾年才能真正搞清楚。并且即使在同一個(gè)行業(yè)，但是身處不同的技術(shù)領(lǐng)域圈，也是同樣存在很大差別的。

俗話說隔行如隔山，即使在同一個(gè)行業(yè)的特定領(lǐng)域工作了很多年，但是如果換到另一個(gè)領(lǐng)域有可能你以往的工作經(jīng)驗(yàn)要完全清零。例如從低端消費(fèi)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域跳到軍工、通訊產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，那以往的工作經(jīng)驗(yàn)?zāi)馨l(fā)揮的可能非常有限的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)規(guī)則與知識(shí)體系完全不同。這其實(shí)就是行業(yè)與圈子的差異，所以不只是行業(yè)的選擇，注意圈子差別與選擇其實(shí)更加重要。

?

5. 在進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)中，您的PCB設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)是如何解從多個(gè)角度來解決技術(shù)挑戰(zhàn)的？

解決高速PCB設(shè)計(jì)方面的技術(shù)挑戰(zhàn)需要從多個(gè)方面入手，核心的技術(shù)要點(diǎn)上面已經(jīng)提過不再重述，我在這里簡(jiǎn)單總結(jié)一下對(duì)應(yīng)的解決手段：

1：SI高速信號(hào)完整性分析：用以分析信號(hào)完整性，并指導(dǎo)優(yōu)化PCB設(shè)計(jì)

2：PI電源完整性分析：用以改善電源通道設(shè)計(jì)，優(yōu)化去耦電容設(shè)計(jì)等

3：DFM可制造性分析：優(yōu)化產(chǎn)品的生產(chǎn)制造工藝性能，降低成本提升品質(zhì)

4：DFA分析：分析優(yōu)化SMT貼片、維修、測(cè)試方面的性能，提高生產(chǎn)效率

5：EMC分析：重點(diǎn)優(yōu)化EMI與ESD方面的性能，確保符合技術(shù)認(rèn)證指標(biāo)

6：其他分析：如采購(gòu)成本，結(jié)構(gòu)散熱，壽命與可靠性等等優(yōu)化
?

6. 據(jù)從電子發(fā)燒友論壇調(diào)查，很多想要從事PCB設(shè)計(jì)工作的人都會(huì)遇到的一個(gè)困惑：PCB設(shè)計(jì)工程師有前途嗎？ 您如何看這個(gè)問題呢？

說到行業(yè)前途是個(gè)很有意思的話題，首選我們需要思考和定義一下：怎么樣才算是有前途呢？按一般標(biāo)準(zhǔn)來說應(yīng)該是看收入情況，那么月入三萬的煎餅攤大媽算不算前途光明呢？還是月入萬元的都市白領(lǐng)更有前途……？

其實(shí)每一個(gè)行業(yè)的存在都有其價(jià)值和挑戰(zhàn)。一個(gè)行業(yè)不可能適應(yīng)所有人，因?yàn)槊總€(gè)人的興趣愛好、基礎(chǔ)能力、性格特點(diǎn)乃至身體條件都千差萬別。我們必須找到適合自己的工作領(lǐng)域，最好是你喜歡做的，有興趣的，因?yàn)檫@樣你會(huì)更愿意為之不計(jì)得失的持續(xù)付出，而這恰恰是你能夠有所成就的重要前提。

未來各個(gè)行業(yè)都會(huì)往細(xì)分專業(yè)化方向發(fā)展，尤其是電子信息產(chǎn)業(yè)，行業(yè)細(xì)分更加繁雜，如IC半導(dǎo)體，軟件，硬件，制造，材料，管理等等成百上千的細(xì)分領(lǐng)域…… 同時(shí)未來各行各業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)越來越激烈，越是被人看好的高薪行業(yè)，競(jìng)爭(zhēng)必然也會(huì)更加殘酷。所以寄希望于進(jìn)入一個(gè)有前途的行業(yè)，從而可以簡(jiǎn)單快速的取得成功顯然是不現(xiàn)實(shí)的。

PCB設(shè)計(jì)工作是一個(gè)集合專業(yè)電子技術(shù)、制造工藝技術(shù)、設(shè)計(jì)與折衷藝術(shù)等等各種要求于一身的專業(yè)技術(shù)工種，是一個(gè)把電子產(chǎn)品從抽象的電路原理圖變成看得見、摸得著的產(chǎn)品實(shí)物的一個(gè)非常關(guān)鍵的研發(fā)環(huán)節(jié)，并且隨著近些年高速電路的普及應(yīng)用顯得越發(fā)的重要，在現(xiàn)代電子產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)中是不可或缺的重要崗位。

我個(gè)人參加工作時(shí)，首先進(jìn)入PCB制造廠工程部學(xué)習(xí)了一年工程工藝技術(shù)，這為后來進(jìn)入設(shè)計(jì)行業(yè)打下了重要的制造技術(shù)基礎(chǔ)。隨后進(jìn)入漢普電子加入PCB設(shè)計(jì)行業(yè)，這一做就是十幾年：早期是做PCB設(shè)計(jì)工程師，之后帶領(lǐng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，后期又做了很多SI仿真、技術(shù)規(guī)范編制，以及公司人才培育等工作。

在這十幾年間也迷茫過、也猶豫過，加過的班、吃過的苦、踩過的坑已不計(jì)其數(shù)…… 但唯一值得慶幸的是，我的目標(biāo)始終沒有動(dòng)搖：就是做最好的自己，持續(xù)學(xué)習(xí)，持續(xù)積累和提升。因?yàn)槲抑?，不管你在任何行業(yè)工作，只有持續(xù)的努力學(xué)習(xí)、沉淀、并不斷的突破極限與自我超越，才是取得成功的唯一路徑。
?

7. 國(guó)內(nèi)EDA廠商怎樣才能實(shí)現(xiàn)“質(zhì)”的飛躍？

PCB設(shè)計(jì)或者說PCB EDA計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是一個(gè)比較專業(yè)的細(xì)分領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)的普及應(yīng)用目前也僅有二十年左右的時(shí)間，在EDA工具普及之前的行業(yè)發(fā)展的初期，還是采用純手工制作線路加照相排版的設(shè)備，有點(diǎn)像照相館那一套裝備，以繪圖板、預(yù)制線路貼紙、焊盤貼紙等材料和菲林暗房等設(shè)備為主進(jìn)行PCB生產(chǎn)底片的設(shè)計(jì)制作。

不過在我入行的時(shí)候已經(jīng)發(fā)展成EDA計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)加激光光繪照排底片菲林的制程工藝，不用去學(xué)習(xí)照相館那一套東西了~~ 當(dāng)時(shí)主流的設(shè)計(jì)工具還是Protel99，Power-PCB等，Cadence和Mentor只是少數(shù)大公司在使用，主流的工程處理工具是DOS版的V2000和GC-CAM等，后期逐漸升級(jí)為Windows版Genesis2000，到目前為止Genesis2000仍是工程處理領(lǐng)域的主流工具。

綜合來看國(guó)內(nèi)自主的EDA軟件行業(yè)起步較晚，不過現(xiàn)在已經(jīng)有多加廠商在奮起直追，例如上面提到的芯禾科技，就是國(guó)產(chǎn)EDA軟件的優(yōu)秀代表。未來隨著行業(yè)持續(xù)發(fā)展，以服務(wù)支持、價(jià)格優(yōu)勢(shì)等因素的影響，相信國(guó)產(chǎn)EDA軟件行業(yè)必將會(huì)大有可為。我們作為從業(yè)人員，應(yīng)該持續(xù)保持支持國(guó)產(chǎn)的意識(shí)和信念，主動(dòng)參與和推動(dòng)國(guó)產(chǎn)EDA工具的應(yīng)用和普及，以幫助國(guó)產(chǎn)EDA軟件工具的快速發(fā)展和完善。

?

8. 請(qǐng)問漢普最近有沒有招人的計(jì)劃呢？你們最看重應(yīng)聘者的哪些方面呢

每一家公司的人員招聘和培養(yǎng)都是有相應(yīng)的長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃的，不同的崗位，不同的人才需求，對(duì)應(yīng)的招聘方式也有所不同。漢普目前主要以校園招聘和社會(huì)招聘相結(jié)合的方式進(jìn)行人才招收工作。

對(duì)于基礎(chǔ)工作崗位，比如初級(jí)和中級(jí)工程師，一般以校園招聘加公司內(nèi)部培養(yǎng)為主，一方面有充足的人力資源儲(chǔ)備，另一方面企業(yè)可以按照自己的標(biāo)準(zhǔn)和需求對(duì)人才進(jìn)行培養(yǎng)塑造，這對(duì)于人才質(zhì)量的保證和長(zhǎng)期的梯隊(duì)建設(shè)來說非常重要。

另一方面從中高級(jí)人才和行業(yè)專家級(jí)人才來看，需要較多的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)積累與不同領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)涉獵，這類的人才一般內(nèi)部提拔作為輔助手段，更多時(shí)候以社會(huì)招聘為主，尤其是一些大型企業(yè)的技術(shù)人才流動(dòng)，是我們關(guān)注的重點(diǎn)人力資源渠道。

?

從招聘要求的角度來看，對(duì)應(yīng)聘者最看重的能力不外乎以下幾點(diǎn)：

1：專業(yè)技術(shù)能力，這是從事特定行業(yè)和崗位所必須的基礎(chǔ)能力?

2：職業(yè)精神，這個(gè)說起來比較寬泛，但卻是一家企業(yè)對(duì)員工選擇與去留最重要的參考依據(jù)，其具體體現(xiàn)有很多，例如：職場(chǎng)心態(tài)、責(zé)任心、價(jià)值觀等等很多方面

3：溝通協(xié)作能力，當(dāng)今社會(huì)職場(chǎng)很少有能夠靠單打獨(dú)斗來完成的事情，所以團(tuán)隊(duì)合作、溝通與協(xié)作能力，將會(huì)是職場(chǎng)發(fā)展的必備技能

4：持續(xù)學(xué)習(xí)能力，如前所述，電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度之快，讓我們必須保持持續(xù)的學(xué)習(xí)提升，否則將很快被行業(yè)淘汰，所以持續(xù)、自主的學(xué)習(xí)能力也是對(duì)高素質(zhì)人才很重要的一個(gè)要求（全文結(jié)束）。
?

電子發(fā)燒友簡(jiǎn)介：

電子發(fā)燒友網(wǎng)站是中國(guó)流量最大和百度權(quán)重最高的電子設(shè)計(jì)和采購(gòu)工程師交流平臺(tái)，專業(yè)提供當(dāng)下最熱門和最先進(jìn)的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案和全球電子制造業(yè)最新資訊，每月超過三千萬的訪問量和每天30萬IP的活躍度，深入影響超過三百萬活躍的工程師用戶，采訪內(nèi)容將在發(fā)燒友平臺(tái)官網(wǎng)、社區(qū)、三十萬粉絲的微信公眾號(hào)、微博等平臺(tái)集中推廣。