汽車(chē)電子板級(jí)設(shè)計(jì)之殤如何破？

今天看到《Velodyne 16 線激光雷達(dá)價(jià)格減半》，我們來(lái)認(rèn)真的思考下硬件的未來(lái)，確實(shí)從某種程度上而言，不管是芯片、還是板級(jí)的模塊或者是加上這種光路。

 

16 線激光雷達(dá)產(chǎn)品 VLP-16 Puck 在全球范圍內(nèi)的價(jià)格下降一半

 

16 線激光雷達(dá)從此前大約 7999 美元的售價(jià)降至 3999 美元

 

這其實(shí)印證一個(gè)事情，在汽車(chē)的零部件里面，從硬件上是很難賺到錢(qián)的，之前也寫(xiě)過(guò)幾篇文章。

 

 

1）電路芯片化的思考 3/11/2010

剛才與公司一個(gè)非常有經(jīng)驗(yàn)的吳工交流，談起電路設(shè)計(jì)與電子工程師的發(fā)展，在最初一段時(shí)間，老的電子類(lèi)國(guó)企（軍工）內(nèi)部都傳承著較為厚實(shí)的文檔，延承著前蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)思路，對(duì)分立電路本身有著深刻的理解。隨著，電路集成化，芯片化，功能模塊化的大潮來(lái)臨，開(kāi)發(fā)周期的縮短與多功能復(fù)合的要求使得以上的傳承出現(xiàn)斷層，也使得工程師們浮躁的重于功能，更傾向于向芯片供應(yīng)商尋求解決方案，手機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)再典型不過(guò)的例子。 

 

反思這個(gè)集成化的過(guò)程，固然是 DesignHouse 成倍的增加，電子產(chǎn)品的日益豐富，使得電子設(shè)計(jì)的門(mén)檻不斷的降低，電子產(chǎn)品的成本不斷下降，這些都是我們明顯能看到的好處。缺點(diǎn)就是使得大多數(shù)工程師都專(zhuān)注于應(yīng)用，專(zhuān)注于功能，專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)周期，而忽略的產(chǎn)品質(zhì)量。有點(diǎn)類(lèi)似，快餐的到來(lái)使得大餐慢慢減少，模式化配套化的設(shè)計(jì)使得硬件設(shè)計(jì)變得同質(zhì)化而重于軟件設(shè)計(jì)，重于工業(yè)外形設(shè)計(jì)，重于用戶(hù)體驗(yàn)。在消費(fèi)電子，這一切都是順理成章的。而醫(yī)療電子，汽車(chē)電子，工業(yè)控制等，是否也是同樣的發(fā)展趨勢(shì)呢？這是一個(gè)令人思考的問(wèn)題，對(duì)工程師來(lái)說(shuō)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。 

 

我個(gè)人覺(jué)得，芯片化，集成化并不是電子工程師所能抵擋的。不使用分立電路并不代表芯片中不存在類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，不設(shè)計(jì)分立電路不代表不需要對(duì)芯片內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與參數(shù)有深入與直觀的理解。芯片化的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是從板級(jí)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化至芯片級(jí)，而不是將問(wèn)題抹去。按照我的理解，更多的我們是通過(guò)了解產(chǎn)品的需求，去選擇完成電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，去選擇芯片，這是一個(gè)正向的設(shè)計(jì)過(guò)程。 

 

產(chǎn)品需求=》分解成功能需求，劃分成主要功能參數(shù)，診斷需求，保護(hù)需求，將這些分解過(guò)后電路功能，參數(shù)等完整的需求轉(zhuǎn)化成為板級(jí)的電路模塊要求，根據(jù)每個(gè)電路模塊的需求，去尋求芯片級(jí)集成方案，構(gòu)成完整的框圖后，去匹配與尋找方案的問(wèn)題可能發(fā)生的要點(diǎn)，在這些要點(diǎn)上與芯片供應(yīng)商溝通，去做整個(gè)產(chǎn)品的解決方案?？梢哉f(shuō)，這個(gè)過(guò)程中，是板級(jí)根據(jù)需求主導(dǎo)芯片級(jí)，事實(shí)上，類(lèi)似德國(guó) BOSCH 會(huì)找芯片廠商定制 DIE 后自己包裝，這是這種模式的鮮明主導(dǎo)，芯片廠商專(zhuān)注于定向的功能，板級(jí)廠商專(zhuān)注于模塊級(jí)的開(kāi)發(fā)。 

 

而我們稍不注意，所做的產(chǎn)品設(shè)計(jì)很容易成了二道販子，直接采用芯片供應(yīng)商的基礎(chǔ)主干的解決方案，在上面添加各種電路以完成功能，這種模式在國(guó)外的同類(lèi)開(kāi)發(fā)中很少見(jiàn)。 

 

我們接觸的不是教材，就是應(yīng)用手冊(cè)，前者太原理使得我們很難把它與工程聯(lián)系起來(lái)，后者太具體，使得我們只能看到產(chǎn)品而看不到電路，同樣阻礙了我們提高產(chǎn)品的性能與自身的設(shè)計(jì)水平，就這個(gè)問(wèn)題而言，我倒是覺(jué)得能有更多人把問(wèn)題整理出來(lái)，追根溯源的去解決，架起理論與應(yīng)用之間的橋梁（本身分立電路就是很好的橋梁，但是實(shí)際使用中太少了），對(duì) IC 也和汽車(chē)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都有一種推動(dòng)作用。

 

2）板級(jí)設(shè)計(jì)之殤—產(chǎn)業(yè)鏈缺失 3/16/2010     

在外企做國(guó)外的項(xiàng)目的支持工作，有個(gè)深刻的感受，就是詢(xún)問(wèn)某些國(guó)外的最新的元器件，連說(shuō)明書(shū)都要不過(guò)來(lái)，更不要說(shuō)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)，內(nèi)部的技術(shù)文檔之類(lèi)。因此我們要不來(lái)的，國(guó)外的工程師發(fā)個(gè)郵件可以要過(guò)來(lái)，我們能夠從 Datasheet 上提取的信息實(shí)際上是粗略的一個(gè)數(shù)據(jù)，因?yàn)槿绻行枰谀承╆P(guān)鍵參數(shù)的問(wèn)題上，可以得到 IC 提供商的參數(shù)保證。這些在國(guó)內(nèi)，無(wú)論外企與國(guó)企，都得不到。

   

從汽車(chē)電子的發(fā)展來(lái)看，本來(lái)只有很少一批零部件商，因?yàn)槠?chē)電子化的過(guò)程，整車(chē)廠把很大的一大塊產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)剝離出來(lái)給零部件提供商，因此汽車(chē)電子也就有了整車(chē)系統(tǒng)級(jí)與模塊系統(tǒng)級(jí)，而在實(shí)際中的需求對(duì) IC 產(chǎn)品不斷更新的集成化的需求由零部件商提供給 IC 設(shè)計(jì)公司，通過(guò)它們推出新的芯片方案，這一切都在美國(guó)和歐洲悄悄進(jìn)行。等到產(chǎn)品較為完善，所謂的 IC 的解決方案來(lái)到了中國(guó)，由 IC 廠商供給國(guó)內(nèi)的零部件供應(yīng)商。因此在技術(shù)支持上，很明顯的存在著時(shí)間的差距，還有著質(zhì)量的差距。

   

由于大部分的零部件商在某些領(lǐng)域都有固定的芯片聯(lián)盟，存在內(nèi)部的協(xié)議價(jià)（包括產(chǎn)量，與新芯片的開(kāi)發(fā)需求），這些因素的存在使得國(guó)內(nèi)的零部件廠商在 BOM 價(jià)格與硬件解決方案的技術(shù)上，都存在著先天的劣勢(shì)。

 

實(shí)質(zhì)上，以國(guó)內(nèi)的零部件供應(yīng)商的情況而言，自身做 DIY 芯片不現(xiàn)實(shí)，經(jīng)驗(yàn)積累不夠也無(wú)法提出明確的需求，也無(wú)法催生國(guó)內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，畢竟不可能每個(gè)芯片公司都專(zhuān)門(mén)針對(duì)獨(dú)特的應(yīng)用組織一個(gè)龐大的團(tuán)隊(duì)，都是通過(guò)聯(lián)盟來(lái)獲取應(yīng)用端的反饋，這一切在國(guó)內(nèi)汽車(chē)電子領(lǐng)域都是缺失的。在我工作的時(shí)間內(nèi)，被動(dòng)元件 80%都是日本供應(yīng)商，主動(dòng)元件 100%是歐美企業(yè)，唯一的國(guó)內(nèi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)的是宏發(fā)繼電器，還因?yàn)橘|(zhì)量問(wèn)題不敢使用。國(guó)內(nèi)的元器件過(guò) AECQ100，AECQ101，AECQ200 都較少（宏觀上說(shuō)，個(gè)別肯定是有的）。

   

在我腦海里面浮現(xiàn)出現(xiàn)今的產(chǎn)業(yè)鏈，歐美日韓的應(yīng)用工程師在整車(chē)級(jí)與模塊級(jí)的應(yīng)用中根據(jù)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，提出新的優(yōu)化方案，這些方案與設(shè)計(jì)提供至 IC 設(shè)計(jì)公司，設(shè)計(jì)出樣片由模塊級(jí)工程師試驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)與測(cè)試，將改進(jìn)方案給 IC 設(shè)計(jì)公司，改進(jìn)得出成本技術(shù)優(yōu)化的方案，最終所有新的產(chǎn)品應(yīng)用在新的汽車(chē)終端上。

   

工程師不管是哪個(gè)系統(tǒng)層次，哪個(gè)技術(shù)水平，都是在產(chǎn)業(yè)鏈中的一環(huán)，實(shí)質(zhì)上每個(gè)公司都是一樣的。不能什么都很清楚，但是一定要對(duì)自己說(shuō)涉及的那一方面有個(gè)深入的了解，對(duì)每一級(jí)的應(yīng)用的歷史，技術(shù)難點(diǎn)，發(fā)展趨勢(shì)有直觀的了解。無(wú)論愿不愿意，技術(shù)革新的過(guò)程客觀的發(fā)生在我們身邊，我們能做的只是將應(yīng)用做得更好，為產(chǎn)業(yè)鏈的上端下端提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)支持。