中國正處在一個高速發(fā)展時期，我們這一代人（70后）是比較幸運的，見證了中國改革開放40年的發(fā)展歷程；見證了我們中國的GDP從占美國的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，我們正在經(jīng)歷第二個世界發(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社會和生活的。

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

我們是其中的見證者，而80后、90后一定會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？就是把整個世界變成一個G2的世界，即中美國的世界。

從技術(shù)上來講，過去二十年在很多領(lǐng)域中，中國都是從跟隨到超越的，特別是把美國的一些東西復(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、移動支付等等，雖然西方國家在信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全方面仍有一些技術(shù)和非技術(shù)性的顧慮，但移動支付在歐洲大部分地區(qū)已經(jīng)開始全面向中國學(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?，F(xiàn)如今，中國高鐵已經(jīng)超越了他們，特別是復(fù)興號，不管是從軌道、車輛還是高鐵站，在技術(shù)指標、用戶體驗等方面都領(lǐng)先于世界。

通過高鐵這個例子可以看出，趕超世界先進水平的過程，也是一個學(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，從德國進口的盾構(gòu)機一臺就兩個億，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；再比如以前裝30萬噸集裝箱的遠洋貨輪是韓國、荷蘭等國家領(lǐng)先世界，但現(xiàn)在中國已經(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，中國也是走了一個學(xué)習(xí)、借鑒、超越的過程。

再看我最熟悉的通信行業(yè)，因為我是親身的見證者、參與者。

1996年，我進入華為，當時華為在通信領(lǐng)域是比較落后的。2G時代，市場上只有美國和歐洲公司，中國公司才剛剛進入，沒有任何市場份額，到3G的時候，市場上就有中國公司的影子了。到4G的時候，中國公司已經(jīng)成為通信市場中的重要玩家。

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)的進步、產(chǎn)業(yè)生態(tài)的完善，離不開中國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？

講一個故事。

2019年，阿里雙十一當天的銷售額達2648億元，這么大的交易量，以前是用IBM的小型機做背后的運行系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫用Oracle的，存儲器用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。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)，這就是中國的軟件工程師對世界和產(chǎn)業(yè)作出的貢獻。

那我們硬件工程師又能在哪些方面作出自己的貢獻呢？

要知道硬件與軟件是有一定差別的。硬件有很多獨特性，首先，硬件產(chǎn)品除了設(shè)計還要考慮制造的問題。而軟件比較簡單，代碼寫好，只要設(shè)計正確，運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對產(chǎn)品造成一定影響。我們不能僅僅只看到器件、邏輯、信號，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，在裝配時避免制造錯誤等等，要考慮的問題和挑戰(zhàn)非常多。

其次，硬件產(chǎn)業(yè)對經(jīng)驗的要求非常多，通常軟件工程師到了35歲就會感到焦慮，而硬件工程師是頭發(fā)越白越值錢。有很多硬件問題，一個團隊花很多精力去鉆研可能很久都沒有結(jié)果，但是你找個有經(jīng)驗的人，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卻不一定能解決問題，軟件可以一個人不行上兩個人，兩個不行上十個，最終總會攻克的。硬件不可以，需要有知識的沉淀、經(jīng)驗的積累、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DEMO等等，我們要做的是高速信號設(shè)計、三源（電源/晶源/光源）、熱設(shè)計、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)驗和知識儲備才能支撐我們做一個好的硬件，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)計也能做PCB設(shè)計，但是你對EMC或者電源的理解可能又差一些，接口設(shè)計、安規(guī)防護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)計制造出來后，我們要調(diào)試、測試、老化、做加速實驗、環(huán)境試驗等等，這些過程都需要時間且無法加速。同時，硬件開發(fā)團隊的規(guī)模也沒有軟件團隊大，如果一個公司有一萬人的研發(fā)隊伍，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)有那些趨勢呢？

第一，水平分工趨勢。

以手機行業(yè)為例，掌握全球器件供應(yīng)最多的市場份額就是高通、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，他們在做批量化的制造以及標準化的設(shè)計；在往上就是一些手機公司，如蘋果、華為、小米等，他們做好需求分析、產(chǎn)品設(shè)計和市場營銷；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，整個手機行業(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，不會把所有的東西都自己做了，比如SMT設(shè)備對很多小公司來說一定是社會化的，對大公司來講大部分也是社會化的，產(chǎn)能一百萬部的話自己最多負責(zé)十萬部或者二十萬部，剩下可能都是社會其他資源生產(chǎn)的。這就是水平分工的趨勢，我們硬件的研發(fā)和設(shè)計也應(yīng)該適應(yīng)于這個趨勢。

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，在計算機領(lǐng)域，我們用開源的平臺來做設(shè)計；通信行業(yè)領(lǐng)域，利用如ATCA平臺來做產(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)計的時候需要考慮社會化的分工。因為我們做硬件設(shè)計，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、行業(yè)標準框架來設(shè)計。同時我們在做工程設(shè)計的時候，一定不僅僅基于我們自己的生產(chǎn)線來設(shè)計，還要基于我們EMS供應(yīng)商的生產(chǎn)能力來做設(shè)計。

第三，硬件正在芯片化、軟件化

作為一個硬件工程師，如果不懂EPLD、FPGA，那么他一定是跟不上時代的，他的設(shè)計也一定是復(fù)雜且不靈活的，不能響應(yīng)未來動態(tài)需求變化的。比如電視機，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內(nèi)部設(shè)計卻越來越簡潔。

另外，我們的設(shè)計要應(yīng)對未來多用戶、多場景的需求，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)特性升級的，很多行業(yè)都是如此。

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

面對硬件行業(yè)的三個大趨勢，我們?nèi)绾螒?yīng)對呢？

沒有別的，水平分工！

現(xiàn)在有很多公司會想“我的原理圖開發(fā)與PCB設(shè)計是不是一個人做更好？”

但根據(jù)我們的經(jīng)驗來看，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，這個趨勢下的互連設(shè)計、EDA設(shè)計一定是專業(yè)化的。通過對多家硬件企業(yè)的調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)做專業(yè)化分工確實帶來開發(fā)周期的縮短，人均產(chǎn)出也有明顯增幅。

當然，水平分工也存在一定問題。

如信息安全和知識產(chǎn)權(quán)的問題，當我們把產(chǎn)品外包出去做互連設(shè)計、高速信號優(yōu)化，實驗等等，這個時候產(chǎn)品的信息可能就會流失。雖然我們會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、獨特的競爭力。與此同時還有大量接口板，種類非常多，這部分就可以外包，交給別人去做。

另外一個就是要把硬件軟件化。比如說我們會把硬件外包做一些CAD設(shè)計和試驗等等，但是我的軟件會做芯片化，做一個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，這樣成本就很低了，因為芯片是公司獨有的，所以別人抄不走。還有就是可以用FPGA，因為運行邏輯是在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產(chǎn)權(quán)泄露問題。

最后，對硬件開發(fā)提一點建議。

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，還要與社會化的資源加深合作，因為現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)有很多分工明確的專業(yè)公司，比如CAD互連公司、高速信號公司、熱仿真公司等等，千萬不要完全自己去做，因為我們很難面面俱到，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：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)該是一個正三角形，這樣成本比較低。當遇到難題就及時找業(yè)界頂級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。比如一個項目組有三個人，這三個人各有自己負責(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)量才會慢慢上去。

總而言之，中國硬件領(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。相信通過中國硬件人的智慧和努力，硬件研發(fā)道路上的困難會越來越少，我們?nèi)〉玫某煽儽厝辉絹碓蕉啵?/p>