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华为供应链为啥牛?原来他们这样选元件!

2017-08-09

对于整机厂商而言,尤其是规模比较大的终端产品生产厂家(例如华为),对于选择电子元器件,都有相应的“选型规范”。原因很简单,就拿手机来说,一部手机需要上千颗元器件,若一颗料出现问题就会影响整个产线,因此规范似乎不可缺少。


但关于公司的“选型规范”,华为内部有人这么说:


我进入华为时,整个公司都在“规范”运动,什么都写规范,人人都写规范,任职、绩效、技术等级都看规范(大公司用KPI来引导,容易搞成“运动”)当时按照器件种类,很多人写了各种器件选型规范。所以原理图评审时,听到最多的就是“规范就是这样写的”。

“选型规范”可能存在的问题

首先,写规范的人是否精专?书写是否细致?如果出现错误那就更是害人了。


其次,规范有时会抑制开发人的思维。什么都按照规范来,不一定适合实际的设计场景。例如我需要低成本设计,但是规范强调的是高质量,就可能会不适用。

再次,有规范也会导致部分开发人员不思考。例如晶振要求在50MHz以上,放pF级的电容进行电源滤波,而低于50MHz的不用。大家都不想也不知道为什么;再例如网口变压器防护,室内室外,按照各种EMC标准的设计要求,直接照着画就可以,但很少有人想为什么,也不知道测试结果怎样,等实际碰到困难时就抓瞎。


规范的确在有的时候提高了工作效率和产品质量,但工具越发达,可能人就越退化。

最后,由于发展太快,部分器件的选型不适合写规范,因为存在较强的迟滞性。


虽然有缺点,但不可否认规范是一个非常有用的手段,是大量理论分析+经验积累+实践数据的精华。当时我看得最多的规范就是《器件选型的降额规范》,这是基于大量试验和实际案例总结出来东西。


例如:规定选用铝电解电容的时候,需要考虑稳态的工作电压低于额定耐压90%;而钽电容,稳态的降额要求在50%;而陶瓷电容,稳态的降额要求在85%;因为这里考虑了一些器件的实效模式、最恶劣环境(高温、低温、最大功耗),稳态功率和瞬态功率的差异等因素。

在华为的PDM系统上,器件都有一个优选等级“优选”“非优选”“禁选”“终端专用”等几个类别。工程师可以根据这个优选等级来直观的感受到器件是否优选。那么器件的优选等级,是考虑了哪些因素呢?


 
1.可供应性


特别是华为这样厂家,有大量发货的产品。慎选生命周期处于衰落的器件,禁止选用停产的器件。我2005年时曾设计过一个电路,设计的时候就是拷贝别人的电路,结果加工的时候发现器件根本买不着,由于器件停产了,只能在电子市场买翻新的器件。

对于关键器件,至少有两个品牌的型号可以互相替代,有的还要考虑方案级替代。这点很重要,如果是独家供货的产品,是需要层层汇报,决策,评估风险的。


 
2.可靠性


散热:功率器件优先选用RjA热阻小,Tj结温更大的封装型号;处理器选型,在性能满足的情况下,尽量选择功耗更小的器件。但是如果是Intel这样垄断的器件,你也只有忍受,加散热器,加风扇。


ESD:所选元器件抗静电能力至少达到250V。对于特殊的器件如:射频器件,抗ESD能力至少100V,并要求设计做防静电措施(注:华为是严格要求,禁止裸手拿板的。我本来也不理解,后来我带团队之后,发现兄弟们花大量的时间在维修单板;我们的团队就非常严格要求这一点,看似降低效率,其实还是提高效率的。至少不用总怀疑器件被静电打坏了)。所选元器件考虑更高的湿敏等级。

安全:使用的材料要求满足抗静电、阻燃、防锈蚀、抗氧化以及安规等要求。


失效率:避免失效率高的器件,例如标贴的拨码开关。尽量不要选择裸Die的器件,容易开裂。不要选择玻璃封装的器件。大封装的陶瓷电容不要选择。


失效模式:需要考虑一些器件的失效模式是,开路还是断路,会造成什么后果,都需要评估。这也是钽电容慎选的一个重要原因。


 
3.可生产性


不选用封装尺寸小于0402的器件。 尽量选择表贴器件,只做一次回流焊就完成焊接,不需要进行波峰焊。部分插件器件不可避免选用的话,需要考虑能否采用通孔回流焊的工艺完成焊接,减少焊接的工序和成本。


 
4.环保


由于华为大量的产品是发往欧洲的,所以环保的要求也比较严格。由于欧盟提出无铅化要求,曾经整个公司的几乎所有的硬件工程师都在做无铅化的整改。


 
5.考虑归一化


例如某产品已经选用了这个器件,并且在大量出货的时候,往往有时这个器件的选型并不是很适合,也会选择,因为不但可以通过数量的增多来重新谈成本,还因为经过了大批量验证之后可以放心选用。这也是倾向于选用成熟期的器件而慎选导入期和衰落期的原因。


 
6.行业管理


某大类,例如:电源、时钟、处理器、内存、Flash等等都是有专门的人做整个公司的使用的规划和协调,提前进行市场调研,分析,编写规范。他们会参与到新器件的选型上来。


 
7.器件部门


专门有器件部门的同事,会分析器件的失效原因,可靠性分析,拍摄器件的X光,评估器件寿命等等工作。


 
8.成本


如果在上述因素都不是致命的情况下——上述的因素都是浮云,紧盯第八条。


“选型规范”可能存在的问题

“选型规范”可能存在的问题

“选型规范”可能存在的问题

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