中國正處在一個高速發展時期，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%；也見證了互聯網是如何從0開始改造我們生活的。

同時，我們正在經歷第二個世界發展浪潮——技術浪潮，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，互聯網改造了一切。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。

從技術上來講，過去二十年在很多領域中，中國都是從跟隨到超越的，特別是把美國的一些東西復制過來，互聯網領域尤為明顯。而現在有些地方已經轉變過來，是別人向我們學習，比如微信、移動支付等等，雖然西方國家在信息安全、網絡安全方面仍有一些技術和非技術性的顧慮，但移動支付在歐洲大部分地區已經開始全面向中國學習。

其他領域的案例也很多，比如高鐵領域中，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。現如今，中國高鐵已經超越了他們，特別是復興號，不管是從軌道、車輛還是高鐵站，在技術指標、用戶體驗等方面都領先于世界。

通過高鐵這個例子可以看出，趕超世界先進水平的過程，也是一個學習，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機，從德國進口的盾構機一臺就兩個億，而現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、荷蘭等國家領先世界，但現在中國已經占全球40%的制造量。在類似的大工程領域中，還有像兩萬多噸的海洋鉆井平臺，中國也是走了一個學習、借鑒、超越的過程。

再看我最熟悉的通信行業，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，中國公司已經成為通信市場中的重要玩家。

再看如今的5G，我們已經主導了發展方向和節奏。這背后離不開技術的進步、產業生態的完善，離不開中國電子硬件工程師的努力！

支撐我們取得“百年未有之大變局”的技術到底是什么呢？

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，數據庫用Oracle的，存儲器用EMC的...主要就是靠這三大家的技術來支撐雙十一海量交易。

但是后來，阿里做了一件大膽的事，接入系統用阿里云，交易系統還是用IBM的小型機。到了2019年，從接入到事務處理到支付，全部使用的是阿里云自己的系統，這就是中國的軟件工程師對世界和產業作出的貢獻。

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，硬件產品除了設計還要考慮制造的問題。而軟件比較簡單，代碼寫好，只要設計正確，運行起來就沒有多大問題。

所以說，硬件面臨的挑戰更多。

首先，硬件產品做出來后，采購的物料批次、生產線的工藝、生產線工人的情緒變化都會對產品造成一定影響。我們不能僅僅只看到器件、邏輯、信號，還要考慮采購、不同供應商的物料差異，還要考慮防呆設計，在裝配時避免制造錯誤等等，要考慮的問題和挑戰非常多。

其次，硬件產業對經驗的要求非常多，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果，但是你找個有經驗的人，他可能一眼就能給指出問題的關鍵所在并給出解決方案。所以硬件工程師就像醫生一樣，越老越值錢。

這也給我們硬件研發管理帶來了挑戰，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、經驗的積累、共享部件、共享物料、共享電路的規劃管理，以及人才隊伍的積累和管理。

第三，硬件需要的技術類別非常多，比如供應商給了我們一些設計DEMO等等，我們要做的是高速信號設計、三源（電源/晶源/光源）、熱設計、EMC/EMI的問題，容差容限的問題、不同供應商的物料器件的差異性分析等等。大量的技術經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。

第四，我們做一款硬件產品需要很多角色參與，所以開發流程比較復雜。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計也能做PCB設計，但是你對EMC或者電源的理解可能又差一些，接口設計、安規防護這些你難道也精通嗎？所以不論公司大小，硬件開發一定是多角色多人群的協同，在流程、工作結構、工作邊界等方面非常復雜。

硬件開發的周期也比較剛性，產品設計制造出來后，我們要調試、測試、老化、做加速實驗、環境試驗等等，這些過程都需要時間且無法加速。同時，硬件開發團隊的規模也沒有軟件團隊大，如果一個公司有一萬人的研發隊伍，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種類非常多，接口非常復雜，管理復雜度是非常高。

綜上所述，我們面臨的挑戰還是非常多的。

目前的硬件行業有那些趨勢呢？

第一，水平分工趨勢。

以手機行業為例，掌握全球器件供應最多的市場份額就是高通、京東方等幾大家企業；OEM/ODM這一塊的供應商，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、產品設計和市場營銷；再往上就是一些具體應用，如微信、支付寶等等。

從此可以看出，整個手機行業都是水平分工的，其他行業也是如此，背后的驅動力是專業化的效率和成本。我們硬件開發領域也是如此，不會把所有的東西都自己做了，比如SMT設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，產能一百萬部的話自己最多負責十萬部或者二十萬部，剩下可能都是社會其他資源生產的。這就是水平分工的趨勢，我們硬件的研發和設計也應該適應于這個趨勢。

第二，研發從封閉走向開放

過去我們什么都自己做，但是現在，在計算機領域，我們用開源的平臺來做設計；通信行業領域，利用如ATCA平臺來做產品；底層軟件領域，也是基于公用的底層框架來做BSP；另外在制造領域，也是EMS來主導。

這意味著我們做硬件設計的時候需要考慮社會化的分工。因為我們做硬件設計，肯定不是從零開始，一定是基于解決方案、供應商參考設計、行業標準框架來設計。同時我們在做工程設計的時候，一定不僅僅基于我們自己的生產線來設計，還要基于我們EMS供應商的生產能力來做設計。

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，他的設計也一定是復雜且不靈活的，不能響應未來動態需求變化的。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，現在只剩一塊芯片了，功能大大增加的同時內部設計卻越來越簡潔。

另外，我們的設計要應對未來多用戶、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特性升級的，很多行業都是如此。

根據以上三個趨勢，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。

面對硬件行業的三個大趨勢，我們如何應對呢？

沒有別的，水平分工！

現在有很多公司會想“我的原理圖開發與PCB設計是不是一個人做更好？”

但根據我們的經驗來看，專業化的分工才可以做的更好！比如說射頻的電路、互連布線、CAD設計等，理論上射頻工程師自己做應該更好，但是在華為仍然是需要水平分工的，所以產品一直較為領先。

水平分工是所有行業的大勢所趨，比如在印刷行業中，印刷與裝訂是分離的，半導體行業更是如此，這個趨勢下的互連設計、EDA設計一定是專業化的。通過對多家硬件企業的調查，我們發現做專業化分工確實帶來開發周期的縮短，人均產出也有明顯增幅。

當然，水平分工也存在一定問題。

如信息安全和知識產權的問題，當我們把產品外包出去做互連設計、高速信號優化，實驗等等，這個時候產品的信息可能就會流失。雖然我們會簽一些合同或保密協議，但是在從目前業內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。以上圖產品為例，整體的架構一定要自己做，這樣才能構建自身的差異化、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，但是現在可以用Hard Copy、eASIC避開復雜的后端設計，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權泄露問題。

最后，對硬件開發提一點建議。

第一，我們的開發一定要是開放的，聯合的——不為所有，但為所用！

我們不但要與供應商深度合作，還要與社會化的資源加深合作，因為現在國內已經有很多分工明確的專業公司，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。依托專業的公司，至少可以具備三大優勢：第一，可以解決問題；第二，效率高；第三，成本低。

第二，我們的人才結構應該是一個正三角形，這樣成本比較低。當遇到難題就及時找業界頂級專家通過合作的方式解決。

最后，在硬件開發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，既有專業化，又有責任主體。比如一個項目組有三個人，這三個人各有自己負責的板子，其次他們還應各有專攻，要么懂電源，要么懂接口等等。如此這般，企業硬件研發的效率和質量才會慢慢上去。

總而言之，中國硬件領域，從跟隨到超越，最有效的辦法就是通過水平化和專業化的分工，加上高效的管理和科學的排兵布陣。相信通過中國硬件人的智慧和努力，硬件研發道路上的困難會越來越少，我們取得的成績必然越來越多！