中國(guó)正處在一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，我們這一代人（70后）是比較幸運(yùn)的，見證了中國(guó)改革開放40年的發(fā)展歷程；見證了我們中國(guó)的GDP從占美國(guó)的5%到今天的60%；也見證了互聯(lián)網(wǎng)是如何從0開始改造我們生活的。

同時(shí)，我們正在經(jīng)歷第二個(gè)世界發(fā)展浪潮——技術(shù)浪潮，我們正在見證AI是如何改造我們這個(gè)社會(huì)和生活的。

過去20年，互聯(lián)網(wǎng)改造了一切。未來20年，AI一定會(huì)改造一切。

我們是其中的見證者，而80后、90后一定會(huì)親身參與到浪潮之中去并且見證“百年未有之大變局”，這是什么意思呢？就是把整個(gè)世界變成一個(gè)G2的世界，即中美國(guó)的世界。

從技術(shù)上來講，過去二十年在很多領(lǐng)域中，中國(guó)都是從跟隨到超越的，特別是把美國(guó)的一些東西復(fù)制過來，互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域尤為明顯。而現(xiàn)在有些地方已經(jīng)轉(zhuǎn)變過來，是別人向我們學(xué)習(xí)，比如微信、移動(dòng)支付等等，雖然西方國(guó)家在信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全方面仍有一些技術(shù)和非技術(shù)性的顧慮，但移動(dòng)支付在歐洲大部分地區(qū)已經(jīng)開始全面向中國(guó)學(xué)習(xí)。

其他領(lǐng)域的案例也很多，比如高鐵領(lǐng)域中，歐洲的歐洲之星與日本的新干線我都坐過很多回，以前我還是非常羨慕他們的，感覺又快又舒適。現(xiàn)如今，中國(guó)高鐵已經(jīng)超越了他們，特別是復(fù)興號(hào)，不管是從軌道、車輛還是高鐵站，在技術(shù)指標(biāo)、用戶體驗(yàn)等方面都領(lǐng)先于世界。

通過高鐵這個(gè)例子可以看出，趕超世界先進(jìn)水平的過程，也是一個(gè)學(xué)習(xí)，借鑒，超越的過程，這樣的例子還有很多。

像我們建地鐵用的盾構(gòu)機(jī)，從德國(guó)進(jìn)口的盾構(gòu)機(jī)一臺(tái)就兩個(gè)億，而現(xiàn)在我們反倒可以出口了，莫斯科的地鐵用的就是我們的盾構(gòu)機(jī)；再比如以前裝30萬噸集裝箱的遠(yuǎn)洋貨輪是韓國(guó)、荷蘭等國(guó)家領(lǐng)先世界，但現(xiàn)在中國(guó)已經(jīng)占全球40%的制造量。在類似的大工程領(lǐng)域中，還有像兩萬多噸的海洋鉆井平臺(tái)，中國(guó)也是走了一個(gè)學(xué)習(xí)、借鑒、超越的過程。

再看我最熟悉的通信行業(yè)，因?yàn)槲沂怯H身的見證者、參與者。

1996年，我進(jìn)入華為，當(dāng)時(shí)華為在通信領(lǐng)域是比較落后的。2G時(shí)代，市場(chǎng)上只有美國(guó)和歐洲公司，中國(guó)公司才剛剛進(jìn)入，沒有任何市場(chǎng)份額，到3G的時(shí)候，市場(chǎng)上就有中國(guó)公司的影子了。到4G的時(shí)候，中國(guó)公司已經(jīng)成為通信市場(chǎng)中的重要玩家。

再看如今的5G，我們已經(jīng)主導(dǎo)了發(fā)展方向和節(jié)奏。這背后離不開技術(shù)的進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)生態(tài)的完善，離不開中國(guó)電子硬件工程師的努力！

支撐我們?nèi)〉谩鞍倌晡从兄笞兙帧钡募夹g(shù)到底是什么呢？

講一個(gè)故事。

2019年，阿里雙十一當(dāng)天的銷售額達(dá)2648億元，這么大的交易量，以前是用IBM的小型機(jī)做背后的運(yùn)行系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫用Oracle的，存儲(chǔ)器用EMC的...主要就是靠這三大家的技術(shù)來支撐雙十一海量交易。

但是后來，阿里做了一件大膽的事，接入系統(tǒng)用阿里云，交易系統(tǒng)還是用IBM的小型機(jī)。到了2019年，從接入到事務(wù)處理到支付，全部使用的是阿里云自己的系統(tǒng)，這就是中國(guó)的軟件工程師對(duì)世界和產(chǎn)業(yè)作出的貢獻(xiàn)。

那我們硬件工程師又能在哪些方面作出自己的貢獻(xiàn)呢？

要知道硬件與軟件是有一定差別的。硬件有很多獨(dú)特性，首先，硬件產(chǎn)品除了設(shè)計(jì)還要考慮制造的問題。而軟件比較簡(jiǎn)單，代碼寫好，只要設(shè)計(jì)正確，運(yùn)行起來就沒有多大問題。

所以說，硬件面臨的挑戰(zhàn)更多。

首先，硬件產(chǎn)品做出來后，采購的物料批次、生產(chǎn)線的工藝、生產(chǎn)線工人的情緒變化都會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成一定影響。我們不能僅僅只看到器件、邏輯、信號(hào)，還要考慮采購、不同供應(yīng)商的物料差異，還要考慮防呆設(shè)計(jì)，在裝配時(shí)避免制造錯(cuò)誤等等，要考慮的問題和挑戰(zhàn)非常多。

其次，硬件產(chǎn)業(yè)對(duì)經(jīng)驗(yàn)的要求非常多，通常軟件工程師到了35歲就會(huì)感到焦慮，而硬件工程師是頭發(fā)越白越值錢。有很多硬件問題，一個(gè)團(tuán)隊(duì)花很多精力去鉆研可能很久都沒有結(jié)果，但是你找個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的人，他可能一眼就能給指出問題的關(guān)鍵所在并給出解決方案。所以硬件工程師就像醫(yī)生一樣，越老越值錢。

這也給我們硬件研發(fā)管理帶來了挑戰(zhàn)，就是我們加大投入有時(shí)卻不一定能解決問題，軟件可以一個(gè)人不行上兩個(gè)人，兩個(gè)不行上十個(gè)，最終總會(huì)攻克的。硬件不可以，需要有知識(shí)的沉淀、經(jīng)驗(yàn)的積累、共享部件、共享物料、共享電路的規(guī)劃管理，以及人才隊(duì)伍的積累和管理。

第三，硬件需要的技術(shù)類別非常多，比如供應(yīng)商給了我們一些設(shè)計(jì)DEMO等等，我們要做的是高速信號(hào)設(shè)計(jì)、三源（電源/晶源/光源）、熱設(shè)計(jì)、EMC/EMI的問題，容差容限的問題、不同供應(yīng)商的物料器件的差異性分析等等。大量的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)儲(chǔ)備才能支撐我們做一個(gè)好的硬件，這是我們工程師也是硬件管理者的挑戰(zhàn)。

第四，我們做一款硬件產(chǎn)品需要很多角色參與，所以開發(fā)流程比較復(fù)雜。一個(gè)硬件工程師不能解決所有問題，你可能說我既能做原理設(shè)計(jì)也能做PCB設(shè)計(jì)，但是你對(duì)EMC或者電源的理解可能又差一些，接口設(shè)計(jì)、安規(guī)防護(hù)這些你難道也精通嗎？所以不論公司大小，硬件開發(fā)一定是多角色多人群的協(xié)同，在流程、工作結(jié)構(gòu)、工作邊界等方面非常復(fù)雜。

硬件開發(fā)的周期也比較剛性，產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造出來后，我們要調(diào)試、測(cè)試、老化、做加速實(shí)驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)等等，這些過程都需要時(shí)間且無法加速。同時(shí)，硬件開發(fā)團(tuán)隊(duì)的規(guī)模也沒有軟件團(tuán)隊(duì)大，如果一個(gè)公司有一萬人的研發(fā)隊(duì)伍，可能有八千五百人搞軟件，一千五百人搞硬件，但是這一千五百人的技術(shù)種類非常多，接口非常復(fù)雜，管理復(fù)雜度是非常高。

綜上所述，我們面臨的挑戰(zhàn)還是非常多的。

目前的硬件行業(yè)有那些趨勢(shì)呢？

第一，水平分工趨勢(shì)。

以手機(jī)行業(yè)為例，掌握全球器件供應(yīng)最多的市場(chǎng)份額就是高通、京東方等幾大家企業(yè)；OEM/ODM這一塊的供應(yīng)商，如富士康、BYD等等，他們?cè)谧雠炕闹圃煲约皹?biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)；在往上就是一些手機(jī)公司，如蘋果、華為、小米等，他們做好需求分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和市場(chǎng)營(yíng)銷；再往上就是一些具體應(yīng)用，如微信、支付寶等等。

從此可以看出，整個(gè)手機(jī)行業(yè)都是水平分工的，其他行業(yè)也是如此，背后的驅(qū)動(dòng)力是專業(yè)化的效率和成本。我們硬件開發(fā)領(lǐng)域也是如此，不會(huì)把所有的東西都自己做了，比如SMT設(shè)備對(duì)很多小公司來說一定是社會(huì)化的，對(duì)大公司來講大部分也是社會(huì)化的，產(chǎn)能一百萬部的話自己最多負(fù)責(zé)十萬部或者二十萬部，剩下可能都是社會(huì)其他資源生產(chǎn)的。這就是水平分工的趨勢(shì)，我們硬件的研發(fā)和設(shè)計(jì)也應(yīng)該適應(yīng)于這個(gè)趨勢(shì)。

第二，研發(fā)從封閉走向開放

過去我們什么都自己做，但是現(xiàn)在，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，我們用開源的平臺(tái)來做設(shè)計(jì)；通信行業(yè)領(lǐng)域，利用如ATCA平臺(tái)來做產(chǎn)品；底層軟件領(lǐng)域，也是基于公用的底層框架來做BSP；另外在制造領(lǐng)域，也是EMS來主導(dǎo)。

這意味著我們做硬件設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮社會(huì)化的分工。因?yàn)槲覀冏鲇布O(shè)計(jì)，肯定不是從零開始，一定是基于解決方案、供應(yīng)商參考設(shè)計(jì)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)框架來設(shè)計(jì)。同時(shí)我們?cè)谧龉こ淘O(shè)計(jì)的時(shí)候，一定不僅僅基于我們自己的生產(chǎn)線來設(shè)計(jì)，還要基于我們EMS供應(yīng)商的生產(chǎn)能力來做設(shè)計(jì)。

第三，硬件正在芯片化、軟件化

作為一個(gè)硬件工程師，如果不懂EPLD、FPGA，那么他一定是跟不上時(shí)代的，他的設(shè)計(jì)也一定是復(fù)雜且不靈活的，不能響應(yīng)未來動(dòng)態(tài)需求變化的。比如電視機(jī)，原來里面只有一塊很大的板子，后變成了三塊芯片，現(xiàn)在只剩一塊芯片了，功能大大增加的同時(shí)內(nèi)部設(shè)計(jì)卻越來越簡(jiǎn)潔。

另外，我們的設(shè)計(jì)要應(yīng)對(duì)未來多用戶、多場(chǎng)景的需求，以及客戶需求的變化。所以我們有很多東西要軟件化，比如高頻的無線電都是SDR，用軟件定義；華為的4G、5G產(chǎn)品也都是軟件定義的，基帶處理是DSP、中頻處理是高速AD/DA，這些都是用軟件定義而非用電路搭出來的，否則是無法快速響應(yīng)特性升級(jí)的，很多行業(yè)都是如此。

根據(jù)以上三個(gè)趨勢(shì)，硬件工程師就可以認(rèn)識(shí)到掌握可編程器件的能力的重要性。

面對(duì)硬件行業(yè)的三個(gè)大趨勢(shì)，我們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)呢？

沒有別的，水平分工！

現(xiàn)在有很多公司會(huì)想“我的原理圖開發(fā)與PCB設(shè)計(jì)是不是一個(gè)人做更好？”

但根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)來看，專業(yè)化的分工才可以做的更好！比如說射頻的電路、互連布線、CAD設(shè)計(jì)等，理論上射頻工程師自己做應(yīng)該更好，但是在華為仍然是需要水平分工的，所以產(chǎn)品一直較為領(lǐng)先。

水平分工是所有行業(yè)的大勢(shì)所趨，比如在印刷行業(yè)中，印刷與裝訂是分離的，半導(dǎo)體行業(yè)更是如此，這個(gè)趨勢(shì)下的互連設(shè)計(jì)、EDA設(shè)計(jì)一定是專業(yè)化的。通過對(duì)多家硬件企業(yè)的調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)做專業(yè)化分工確實(shí)帶來開發(fā)周期的縮短，人均產(chǎn)出也有明顯增幅。

當(dāng)然，水平分工也存在一定問題。

如信息安全和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的問題，當(dāng)我們把產(chǎn)品外包出去做互連設(shè)計(jì)、高速信號(hào)優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)等等，這個(gè)時(shí)候產(chǎn)品的信息可能就會(huì)流失。雖然我們會(huì)簽一些合同或保密協(xié)議，但是在從目前業(yè)內(nèi)的情況來看還是不夠的。

一般來說，避免此類問題可以通過兩件事解決。

第一就是分塊。比如說上圖中的產(chǎn)品有一塊基板，還有一些電路和模塊，我們可以把他們拆開，分別交給幾個(gè)供應(yīng)商去做，信息安全在一定程度上就可以保證了。

第二就是分段。以上圖產(chǎn)品為例，整體的架構(gòu)一定要自己做，這樣才能構(gòu)建自身的差異化、獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)力。與此同時(shí)還有大量接口板，種類非常多，這部分就可以外包，交給別人去做。

另外一個(gè)就是要把硬件軟件化。比如說我們會(huì)把硬件外包做一些CAD設(shè)計(jì)和試驗(yàn)等等，但是我的軟件會(huì)做芯片化，做一個(gè)專用芯片的成本很高，但是現(xiàn)在可以用Hard Copy、eASIC避開復(fù)雜的后端設(shè)計(jì)，這樣成本就很低了，因?yàn)樾酒枪惊?dú)有的，所以別人抄不走。還有就是可以用FPGA，因?yàn)檫\(yùn)行邏輯是在FPGA代碼上，所以抄過去也沒有用。

?通過以上方法，我們就能盡可能的避免水平分工之后的信息安全和知識(shí)產(chǎn)權(quán)泄露問題。

最后，對(duì)硬件開發(fā)提一點(diǎn)建議。

第一，我們的開發(fā)一定要是開放的，聯(lián)合的——不為所有，但為所用！

我們不但要與供應(yīng)商深度合作，還要與社會(huì)化的資源加深合作，因?yàn)楝F(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多分工明確的專業(yè)公司，比如CAD互連公司、高速信號(hào)公司、熱仿真公司等等，千萬不要完全自己去做，因?yàn)槲覀兒茈y面面俱到，什么都做的特別專業(yè)。依托專業(yè)的公司，至少可以具備三大優(yōu)勢(shì)：第一，可以解決問題；第二，效率高；第三，成本低。

第二，我們的人才結(jié)構(gòu)應(yīng)該是一個(gè)正三角形，這樣成本比較低。當(dāng)遇到難題就及時(shí)找業(yè)界頂級(jí)專家通過合作的方式解決。

最后，在硬件開發(fā)公司的排兵布陣上建議大家用上圖微矩陣的形式來開展工作，既有專業(yè)化，又有責(zé)任主體。比如一個(gè)項(xiàng)目組有三個(gè)人，這三個(gè)人各有自己負(fù)責(zé)的板子，其次他們還應(yīng)各有專攻，要么懂電源，要么懂接口等等。如此這般，企業(yè)硬件研發(fā)的效率和質(zhì)量才會(huì)慢慢上去。

總而言之，中國(guó)硬件領(lǐng)域，從跟隨到超越，最有效的辦法就是通過水平化和專業(yè)化的分工，加上高效的管理和科學(xué)的排兵布陣。相信通過中國(guó)硬件人的智慧和努力，硬件研發(fā)道路上的困難會(huì)越來越少，我們?nèi)〉玫某煽?jī)必然越來越多！