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    華為供應鏈為啥牛?原來他們這樣選元件!

    2017-08-09

    對于整機廠商而言,尤其是規模比較大的終端產品生產廠家(例如華為),對于選擇電子元器件,都有相應的“選型規范”。原因很簡單,就拿手機來說,一部手機需要上千顆元器件,若一顆料出現問題就會影響整個產線,因此規范似乎不可缺少。


    但關于公司的“選型規范”,華為內部有人這么說:


    我進入華為時,整個公司都在“規范”運動,什么都寫規范,人人都寫規范,任職、績效、技術等級都看規范(大公司用KPI來引導,容易搞成“運動”)。當時按照器件種類,很多人寫了各種器件選型規范。所以原理圖評審時,聽到最多的就是“規范就是這樣寫的”。

    “選型規范”可能存在的問題

    首先,寫規范的人是否精專?書寫是否細致?如果出現錯誤那就更是害人了。


    其次,規范有時會抑制開發人的思維。什么都按照規范來,不一定適合實際的設計場景。例如我需要低成本設計,但是規范強調的是高質量,就可能會不適用。

    再次,有規范也會導致部分開發人員不思考。例如晶振要求在50MHz以上,放pF級的電容進行電源濾波,而低于50MHz的不用。大家都不想也不知道為什么;再例如網口變壓器防護,室內室外,按照各種EMC標準的設計要求,直接照著畫就可以,但很少有人想為什么,也不知道測試結果怎樣,等實際碰到困難時就抓瞎。


    規范的確在有的時候提高了工作效率和產品質量,但工具越發達,可能人就越退化。

    最后,由于發展太快,部分器件的選型不適合寫規范,因為存在較強的遲滯性。


    雖然有缺點,但不可否認規范是一個非常有用的手段,是大量理論分析+經驗積累+實踐數據的精華。當時我看得最多的規范就是《器件選型的降額規范》,這是基于大量試驗和實際案例總結出來東西。


    例如:規定選用鋁電解電容的時候,需要考慮穩態的工作電壓低于額定耐壓90%;而鉭電容,穩態的降額要求在50%;而陶瓷電容,穩態的降額要求在85%;因為這里考慮了一些器件的實效模式、最惡劣環境(高溫、低溫、最大功耗),穩態功率和瞬態功率的差異等因素。

    在華為的PDM系統上,器件都有一個優選等級“優選”“非優選”“禁選”“終端專用”等幾個類別。工程師可以根據這個優選等級來直觀的感受到器件是否優選。那么器件的優選等級,是考慮了哪些因素呢?


     
    1.可供應性


    特別是華為這樣廠家,有大量發貨的產品。慎選生命周期處于衰落的器件,禁止選用停產的器件。我2005年時曾設計過一個電路,設計的時候就是拷貝別人的電路,結果加工的時候發現器件根本買不著,由于器件停產了,只能在電子市場買翻新的器件。

    對于關鍵器件,至少有兩個品牌的型號可以互相替代,有的還要考慮方案級替代。這點很重要,如果是獨家供貨的產品,是需要層層匯報,決策,評估風險的。


     
    2.可靠性


    散熱:功率器件優先選用RjA熱阻小,Tj結溫更大的封裝型號;處理器選型,在性能滿足的情況下,盡量選擇功耗更小的器件。但是如果是Intel這樣壟斷的器件,你也只有忍受,加散熱器,加風扇。


    ESD:所選元器件抗靜電能力至少達到250V。對于特殊的器件如:射頻器件,抗ESD能力至少100V,并要求設計做防靜電措施(注:華為是嚴格要求,禁止裸手拿板的。我本來也不理解,后來我帶團隊之后,發現兄弟們花大量的時間在維修單板;我們的團隊就非常嚴格要求這一點,看似降低效率,其實還是提高效率的。至少不用總懷疑器件被靜電打壞了)。所選元器件考慮更高的濕敏等級。

    安全:使用的材料要求滿足抗靜電、阻燃、防銹蝕、抗氧化以及安規等要求。


    失效率:避免失效率高的器件,例如標貼的撥碼開關。盡量不要選擇裸Die的器件,容易開裂。不要選擇玻璃封裝的器件。大封裝的陶瓷電容不要選擇。


    失效模式:需要考慮一些器件的失效模式是,開路還是斷路,會造成什么后果,都需要評估。這也是鉭電容慎選的一個重要原因。


     
    3.可生產性


    不選用封裝尺寸小于0402的器件。 盡量選擇表貼器件,只做一次回流焊就完成焊接,不需要進行波峰焊。部分插件器件不可避免選用的話,需要考慮能否采用通孔回流焊的工藝完成焊接,減少焊接的工序和成本。


     
    4.環保


    由于華為大量的產品是發往歐洲的,所以環保的要求也比較嚴格。由于歐盟提出無鉛化要求,曾經整個公司的幾乎所有的硬件工程師都在做無鉛化的整改。


     
    5.考慮歸一化


    例如某產品已經選用了這個器件,并且在大量出貨的時候,往往有時這個器件的選型并不是很適合,也會選擇,因為不但可以通過數量的增多來重新談成本,還因為經過了大批量驗證之后可以放心選用。這也是傾向于選用成熟期的器件而慎選導入期和衰落期的原因。


     
    6.行業管理


    某大類,例如:電源、時鐘、處理器、內存、Flash等等都是有專門的人做整個公司的使用的規劃和協調,提前進行市場調研,分析,編寫規范。他們會參與到新器件的選型上來。


     
    7.器件部門


    專門有器件部門的同事,會分析器件的失效原因,可靠性分析,拍攝器件的X光,評估器件壽命等等工作。


     
    8.成本


    如果在上述因素都不是致命的情況下——上述的因素都是浮云,緊盯第八條。


    “選型規范”可能存在的問題

    “選型規范”可能存在的問題

    “選型規范”可能存在的問題

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