浅析华为的元器件选型

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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。
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但关于公司的“选型规范”，华为内部有人这么说：
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) O, v  E9 u5 p0 ]" N% k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”。
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& }# o+ a9 w& F“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。
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# G# L. g, ^7 L  V0 K9 A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。

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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。

8 Q* U' e6 \/ E+ D: ?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。

7 t  g& m. A5 x0 h" ]5 P& z5 k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。

( N' z* V6 w: B4 E) d9 M0 n器件选型要考虑的因素
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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？

# r: X% K, L) V' Z! e& U, Y/ _1.可供应性
% Z4 `3 S# A( R' r+ S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。

  e$ w/ P  c3 @+ C$ p; z* c7 P2.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。
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( J. u4 }6 b5 I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。

- b4 G& O  N9 k5 B7 Q; W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。

: J. v# c; g  p& ]2 u: U) n: Z: E3.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。
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: ?$ l- b- @' W( L+ r# ~$ V2 a4.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。
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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。

" L: K$ |2 C+ T, E7.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。

* a. }& R) y4 `& \8.成本
1 X2 m- C7 @2 C3 g1 b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。

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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”。