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中国IC设计迈向创新未来

来源:芯片解密-龙芯世纪   时间:2011-01-05   阅读:765

  中国IC设计领域的发展日新月异。为全面了解中国电子业整机产品设计水平和能力的最新发展,详细解读中国电子工程师在设计过程中遭遇的设计挑战并分享领先供应商的应对策略,《电子系统设计》今年首次启动了“中国电子工程师系统设计能力与水平”调查,通过调查我们发现,尽管对于系统技术趋势的把握还不够准确,部分设计仍需引进外来方案,创新意识也有待提高,但从整体来看,中国电子工程师的自主设计能力正在稳步提升。
  本次调查共收到来自1528位工程师的有效答复,他们中有76.4%正在从事设计或研发管理工作,65.5%具有3年以上的电子设计或研发项目管理工作经验,更有25.6%的工程师具有9年以上的设计经验。其中,26.6%的工程师来自广东省,北京(11%)、江苏(10.8%)和上海(10.7%)等省市也占据了较大份额,毫无无疑,珠三角、长三角和北京地区仍然是中国电子产业最具活力和竞争力的地方。
  调查显示,在过去一年,有64.7%的工程师参与了3个以上项目的开发工作,在这些项目当中,工业控制/安全系统(33.6%)、消费类电子/家电(32.3%)、通信系统/设备(包括手机)(23.6%)三大门类是当前最热门的产品设计领域。LED照明/背光(25.5%)、Wi-Fi(21.1%)、多核处理器(19.4%)、高速互连技术(17.9%)、多点触摸感应(15.8%)、能量采集技术(14.7%)、混合动力系统/新能源(13.2%)等则是获得关注度最高的新兴技术。
  创新意识仍待提高
  能否实现产品的完整设计能够反映出工程师的设计系统能力。调查数据表明,在进行系统设计的过程中,有60.9%的设计团队已经能够自行实现完整的系统/产品设计,34.5%的设计团队可自行实现完整的板级/模块设计。有24.6%选择部分使用外来系统设计/方案,还有21.1%选择与合作伙伴联合开发,而完全借助外来系统设计方案的仅为4.6%。
  这其中,尽管国内、国际已有相关产品,但完全自己重新设计的产品占30%,在本公司原有产品/设计基础上进行改进占21.3%,国内、国际没有相关产品/系统,从概念到实现完全自己设计的占17%(图1)。参考设计的来源途径多为IC供应商(38.6%)和自己公司内部(37.7%),采用独立设计公司(IDH)方案的比例仅为6.5%(图2)。IDH方案备受冷落的原因,除了国内整机厂商大力提高研发投入,也与芯片厂商纷纷推出参考设计有关,在芯片供应商和客户的双重挤压下,IDH曾经的辉煌也许注定将成为历史。
  以上数据说明了中国电子工程师的系统设计能力在逐渐攀升。中国的电子企业历经销量大、利润薄、核心技术受制于人的痛楚,现今正在自主创新中艰难地寻找转型。海信电器股份有限公司深圳开发中心总经理黄海华认为,中国电子工程师在产品的系统设计方面具有较高的水准,但是对整体技术趋势的把握能力不够。造成这方面原因有多个,包括系统设计师的工作资历较浅,项目经验不足;对于AE、FAE的依赖较强;产品的定义、创新性不够;对前沿技术的了解不够广泛等等。
  他进而指出,“改善的途径有多个方面:在工程师职业规划和发展方面,企业、社会应该给予充分的考虑,让职业具有延续性;拓展工程师的信息面,技术的深度也需要延伸;产品的设计需要加强自主性,不能一直停留在模仿的层次。”
  艾锐势科技有限公司高级硬件工程师刘吉清对此亦有认同,“随着产品越来越丰富,设计需求越来越多,也更多要求工程师具有系统设计水平,同时随着客户需求变化,项目复杂度增加,工程师需要协调各方面来综合考虑,包括机械,电子,软件,测试,环保等方面。”他建议应该多参与自有核心竞争力的产品项目研发设计,在公司内部以项目来分组,而不是以模块化来分组。
  不过,从“中国制造”到“中国创造”仍然有漫长的一段路程要走。“中国人不缺少模仿的能力,从iPad正式发布到山寨品的出现,几乎不到一个月时间。即便外形、性能远不能和正品相比,但其敢于追风的勇气和速度不能不令人赞叹。”深圳凯利数字技术有限公司总工程师冯广荣表示,“从技术层面上讲,iPad并没有多少难以达到的关键技术,现时中国的技术人员完全有能力做出像模像样的产品,但我们没有做出来。因此,系统设计的水平提高关键在思想创新。”
  面临关键设计挑战
  消费市场的快速更新、新兴技术的不断涌现以及产品上市的时间压力对于系统的设计周期提出了更高要求。根据参与调查的工程师预计,对于目前正在从事的项目,有32.1%将在1至3个月内完成(从立项到出样机),有32.7%将在3至6个月内完成。如此短的产品开发周期对于工程师的设计能力和解决问题的方法都将是极大的挑战。
  在产品设计过程中,位列前十位的设计挑战分别是EMI/抗干扰设计(46.5%)、信号处理(25.1%)、无线/RF设计(21.7%)、电源管理(21%)、嵌入式应用软件(20.8%)、测试和测量(15.3%)、低噪声电路设计(14.9%)、PCB设计(14.3%)、FPGA/CPLD应用(12.5%)、放大电路(12.2%),见图3。此外,热设计、传感器应用、功率半导体、数据转换电路以及接口设计也是工程师较为关注的问题。
  而在系统设计层面上,对系统技术趋势的把握(35.3%)、对相关标准的准确把握(30.6%)、缺乏设计经验(29.3%)、缺乏先进的测试和测量仪器(26%)、缺乏系统设计方案(22.3%)(图4)是困扰工程师的关键所在。TCL公司的软件工程师詹红艳解释道,这是因为系统架构的工程师很少,大部分工程师都是做应用开发,很少对系统设计、技术前沿等事情进行关注,而且也缺少这方面的指导。
  软件设计实现产品差异化
  在电子产品同质化严重的今天,差异化设计往往是企业提升竞争力的重要筹码。在调查中,分别有56.1%%、55.5%和55.1%的工程师选择借助增加功能、降低成本以及提高产品可靠性的手段来实现产品差异化(图5)。
  在产品硬件性能大同小异的情况下,嵌入式软件开发成为实现产品差异化和创新的首选。海信公司的黄海华表示,随着技术的发展,软件变得越来越重要,一款成功的产品不光来自于产品的外观和质量,产品的功能、可操作性、可扩展性都成为重要的衡量标准。软件团队的共同产业开发,管理已成为必然。而且消费类电子产品生命周期短,许多项目都要求短、频、快,需要注意它们之间的平衡。目前应用得最广泛的嵌入式操作平台仍然是Linux(40.1%),也有很多公司采用自行开发的平台(19.3%)。
  “软件开发的难点主要在于对开发平台的系统了解不够,方案提供商一般也很少提供培训。”TCL的詹红艳提出。
  针对这些问题,黄海华指出,“解决途径是通过合适的管理软件和管理办法进行协同开发,在关键问题的解决上,发挥公司内骨干、专家的作用,还需要善于利用行业、社会的资源。”本次调查结果也表明,当面对设计难点需要寻求解决途径时,有高达71%和60.1%的工程师选择求助于专业技术网站和专业电子杂志,供应商网站、行业展览会/研讨会、网上研讨会/讲座等同样是广受欢迎的信息获取方式。