海思总工10年经历，道出做好硬件工程师的“真相”

大鱼机器人 2024-05-08 16:46

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前言

我从来不认为自己很出众，既不是聪明人，人生更没有一路开挂，只是有点好运气。十年间，我从一个没有光学知识背景的学生来到光电领域，从事了光模块开发，又机缘巧合地从开发转到维护，从维护又转到开发，每一次转身都像一次冒险，却让我有机会更接近做好硬件工程师的“真相”。

光模块实际上是围绕光器件应用、以硬件为主体的小系统产品，在光电领域做硬件就是做产品。在我看来，产品应该追求极致而非完美。产品最怕的不是有缺点，而是缺乏亮点。做产品就是要找到客户真正的痛点，然后将其解决方案做到极致。

不怕丢面子，才会有面子

当年，和我一起入职武研海思光电的有20个应届毕业生，我们当中有学光的、学电的，但是搞光电硬件两者都要懂，所以当时大家的学习氛围很好，互相补短，思想导师还充当了知识导师。可不凑巧的是，入职一个月时，我的导师就突然被安排出长差。导师这一走，我感觉自己成了“孤儿”，看着别人都有老师指点，内心那个羡慕啊。一次，部门老员工给新员工赋能，问了一个电路问题，结果我这个学电的答不上来，反倒被一个电路基础几乎为零的同事抢答。太丢人了，还好意思说自己是学电的？又不是没做过类似电路，怎么问题一深入就发懵答不上来？这事对我触动很大，看来不能光吃老本，是真要下番苦功夫了。

为了进步，我这个师傅不在身边的“孤儿”，只好想办法吃“百家饭“，怕丢面子就没面子，不怕丢面子，才有面子。之后，我一遇到想不明白的问题就找机会向老员工请教，也不管人家是做测试的还是搞架构的，是主攻软件还是主攻硬件的。有次，我又拿同一个问题去“骚扰”老员工，他边忙边丢了一句“下次记不住就记本子上啊！”我还不置可否，反正脸皮厚，有收获就好。直到有次经历让我碰了壁，才明白“好记性不如烂笔头”的道理。那天，我刚定位完硬件问题，准备用光纤组网，却不知道哪个光纤跳线是好的，傻乎乎地用肉眼找。谁知老员工早看出我的窘境，提醒我说：“你拿光功率计带着光纤和不带着光纤都测一下不就知道了？“我一听顿时傻了眼：是啊，怎么就没想到用工具？后来回想起来，我不是不会用工具，而是缺乏对物理原理的了解，不知道怎么用，更不知道怎么用最简单的办法解决问题。

我被这事一“激”，更感自己基础薄弱，既然天资一般，不如老老实实拿个本子做笔记，基础知识、反面案例、经验总结全都记在里面。就这么坚持了好多年，直到现在。最后，转正答辩的时候，我“特有面儿”地拿到了A，也更加坚信输在起跑线不可怕，努力总能追得上。

“摸鱼”，摸出来的电路灵感

2012年，光电开发首款突发接收模块。虽然突发接收模块和之前做过的连续接收模块有少许相似，但当时业界只有一套方案，成本很高，性能也不好。与此同时，业界只有一家芯片厂家在开发对应的集成芯片，且还在优化改版。这对于连突发接收的know-how都不清楚的我们来说，实在是太难。这就好比，过去我们是开着灯在10米的范围内看清一个靶子上贴的字条，现在变成了在闪光灯不停干扰的情况下，我们要在更远的区域看到多个分散的靶子上写的字。而我的任务更是棘手，要在一次闪光的时间内预判特定靶子离你有多远（就是所谓的突发光功率接收上报）。

开发前，为了快速上手，团队还找了行业大牛请教突发接收原理，但事后我发现原理性的东西虽很有帮助，但只能指引大的方向，微观上的细节还需自己摸索。在攻关的那段时间里，我也在一直思考，对于连续的同速率甚至更高速的模块原来都可以一板搞定，为什么这个模块做了这么多版还是在功能和性能上有问题，特别是某一个场景上报时产生了极大的问题，让已经延期一次的项目时间变得更紧。为了节约时间，我趁着焊工不在的时候，自己在芯片上搭电路飞0201电阻以及电容调参数，可问题依然存在。

项目交付的压力以及一次又一次的失败，让我慢慢失去了耐心。就在这时，幸运之神在我的头顶转了个“圈”。在一次实验室休息的间隙，我和兄弟们想不如放放音乐缓解下压力，于是十分魔性地用手机放了一曲《大悲咒》，没想到居然来了灵感。我看着手机的喇叭，突然联想到音响里有个储能电容，我们接收机不是也有个类似的大电容吗？怎么之前就把它给忽略了？我和同事们一讨论，发现大家在做连续接收模块时，根本不需要大电容，但这却是解决突发快速放电的关键。既然接收机内部的电容我们动不了，那就在外部增加电路加快它的响应速度,。思路一打开，困扰我许久的难点也迎刃而解，不仅加快了放电速度也加快了突发电流产生的时间 , 将整体时间压缩了8倍左右，最终主力版本也如期交付。

实际上在攻关突发接受上报的技术点时，还有一个更具挑战但不紧急的任务，就是寻求突破，实现低成本突发接收功能。我结合前期查阅的论文以及突发接收原理材料做出了一套电路，但经测试发现，设计电路的时候没有考虑极限温度，电路不太稳定。虽然后来知道怎么改，但是已经错过了降成本的空窗期，再做的价值意义已不大，这让我很沮丧。但是这次失败的研究，却让我从真正意义上深入了解了突发的原理和电路设计的关键点。没过多久机会就来了，客户不断提出诉求，希望再提升光模块性能，而且还要快速交付。于是，我把低成本突发接收功能技术用在这个版本上，结合研究时识别的提升光模块灵敏度关键点，并优化电路架构，不仅一版成功，而且还将光模块做到了业界性能以及成本最优。将竞争对手甩在了后面，帮助客户持续溢价盈利。

这几次经历让我深深明白了，要做好一个硬件产品，必须得完全了解所用元件的原理和构成以及物理特性，没有深入骨髓的理解，就不可能有全盘的考虑。哪怕产品在通往极致的路上，走了些弯路也别着急，坚持了，你就赢了。

别人说做不出来的，也许我可以试试

2015年海思PON光模块产品提速，客户产品线同时想提升端口密度，那就需要更小封装的配套产品，可业界的同类产品都是大封装，无法匹配。各厂家经过尝试，仅M公司的功耗和性能满足基本应用要求。但我要解决的是，不仅把产品的功耗降下去，还要把性能提上来。但其实这两者是矛盾的，功率大，性能强，功耗自然就高，唯一的办法只能是尽量压缩功耗。

分析来分析去，我发现TEC是模块中那些功耗损失的大头。为了找到方案，我不断搜索论文，看专利，试图找到破解之法，后来，我听说其他领域模块的团队之前尝试过很多方案，便邀请他们看下我的方案给点思路建议，可是他们直接否定了我认为的“短期最可行”方案。其中一个专家更直言不讳：“这个方案只是看起来很美，我们之前试过，不成立的。” 回到座位后，我一直思考他说的话，但并不想就此放弃，心里盘算着再继续往深研究一下。

于是我又去找专家仔细了解了他们之前验证的全过程，倒推他们是哪里出了问题。一遍一遍推演论证，终于被我发现，不成立是由于应用场景不同导致的。他们觉得行不通的电路原理却适用于我这种波长相对不敏感的场景，最终我们通过实际验证获得了30%的TEC功耗降幅收益。有了这个竞争优势，就这样我们团队的产品又火了一把。

时代在发展，经验固然非常重要，但是要想做好硬件，万不可过分迷信过往的经验。一样的产品问题面对不同的场景和时间，往往解决办法是差异化的。面对你要使用的器件，就得深入去了解它的特点，多问一些为什么，才能有针对性地去设计，找到最优解。而这种不断优化的探索精神，其实是每一位硬件工程师化腐朽为神奇的魔法。

如果要把单板做个比喻，我认为它在产品里就像是身体的骨骼，是驱动全身的关键。要想将硬件设计做到极致，不仅要了解周边部件的特点，也要将自己的硬件设计做到恰到好处。我父亲是国家恢复高考后的第一批大学生，他常告诉我：有些事只要想做好，就不能只做个“差不多”。这句话也贯穿他整个职场生涯，即便他后面做了管理者，依然在技术上精益求精。父亲对我影响很大，从我开始做光模块到现在，我都认定了一件事，那就是做出好产品，跟“差不多先生”说NO，才能离“极致”更近一点，再近一点。

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