参会嘉宾：
谷利 兴通讯康讯研究所EDA设计部副部长
吴均 UT斯达康通讯有限公司深圳研发中心CAD 项目经理
雷笋 UT斯达康通讯有限公司深圳研发中心3G CoreHW 研发主管
张永祥 联想集团/先进系统设计中心基础研究室信号完整性工程师
王驰江 深圳市汉普电子技术开发有限公司总经理
汤昌茂 深圳一博科技有限公司总经理
柯汉生 深圳一博科技有限公司工程师
李茂萱 深圳市兴森快捷电路技术有限公司

时至今日，高速PCB设计界面临来自两个方面的挑战：一个挑战来自与技术领域，随着PCB工作频率越来越高、布局布线的密度越来越大，信号完整性、电源完整性、EMI/EMC等问题日益突出，这需要有新的工具和更多的设计技巧去应对。另一个挑战则来自于客户，不论是由公司内部的CAD部门，还是选择将PCB设计外包，流程的优化、设计规则的完善、彼此间的沟通、与制造的接口等因素，都是客户对于PCB设计终评价的关键。
EDN China有幸请到国内的PCB设计高手参加我们的“EDN China圆桌论坛”，与我们一起分享他们对于高速PCB设计的真知灼见。
优化流程：工具先行
EDN China：随着竞争的日益加剧，厂商面临的产品面世时间的压力越来越大，如何利用化的方法和流程，高质量、高效率地完成设计，可能是系统厂商和设计工程师都在考虑的问题。我想请问大家，你认为什么样的流程是化的，可以有效提高设计效率？
谷利：从流程的制定上来讲，应该尽量往前提，从系统开始，后边压力就会小一点。
汤昌茂：缩短开发周期，从原理图设计、到PCB设计、到后仿真，把周期压缩到短。例如有些产品正常需要一个月才能完成，但客户可能要求一个星期，那我们怎么办？只有从流程上进行压缩，还有一个就是并行设计。为了实现并行设计，我们采用自己开发的应用软件。以前我们用的软件，并行设计的效率只能达到一加一等于一点五，现在我们用自己开发的软件，可以做到一加一等于一点八或者一点九。利用并行设计，就可以将流程压缩到很短。EDN China：汤总刚才说到并行设计，你们使用的并行设计软件是自己开发的？
汤昌茂：有些是自己开发的，要不然效益体现不出来。
王驰江：我们没有像他们那么做，我们打的是时间差，为客户提供7乘24小时的服务，不分白天晚上，实行两班倒或三班倒。有些全球的项目，白天美国干，他们那边晚上这边是白天，我们又开始干，这样大大加快了进度。做完以后到厂家，厂家也有很多的策略来加快进程，他们也能做到并行，20天一块板子全部做出来，只是费用贵了一倍。                           EDN China：Mentor在今年年初推出了其并行设计软件XtremePCB，能使许多名工程师同时处理印制电路板的同一区域，不知你们公司有没有使用？
谷利：我们在用。
王驰江：Mentor的这个软件比较适合大型的系统，我们公司用得比较少，我们用Cadence的自动化工具，或者说用一些其它的方法来合作。                                                                                EDN China：Cadence的规则管理器Constrain Management可以提高设计效率，在座各位以你的经验来看它对设计功效性的影响有多大？
谷利：很多PCB设计公司都在使用Constrain Management，它确实能提高效率。
柯汉生：有一个明显的感觉，做一块普通的板子通常需要三周，用现在这种做法一周就能做完。节约很多检查时间。
王驰江：肯定大量节约了时间，没有该工具以前，台湾做PCB设计的时候，完成此过程，用的是工作表格，一段一段加进去，效果也非常好。它是一个集成的模块，在原理图设计和PCB设计阶段分别将其嵌入进去。EDA工具都在不断改进，功能越来越强大。
汤昌茂：Constrain Management把以前的手工工作智能化了，让电脑来做。
吴均：把设计要求写成文档，翻译成规则，应该在前期做原理图设计的时候做，后期补充完善就可以了。对速度我有另外一个看法，PCB设计环节并不是整体设计环节中速度关键的，如果为了追求速度，90％可能会因为设计不合理而再做一版，所以不该省的环节一定不能省。PCB环节关键是改动，改动小周期就短。
汤昌茂：确实不能片面追求速度。速度不是关键的，但却是我们一定要关注的。                 EDN China：给我的感觉，在座各位好像用Cadence的工具比较多？
王驰江：Mentor的软件其实非常适合做PCB设计，但它面向的是大客户，而且市场推动做的不是很好，而Cadence的强项是在高速设计方面，例如时序、拓扑结构的约束等。
吴均：国内用Cadence的工具比较多，而国际用Mentor的工具多。其实两家的产品价格差不多，功能也差不多，就看你怎么做市场了。
汤昌茂：Mentor的软件在PCB领域功能更强大一些，而Cadence在IC设计方面功能更强大，但Cadence市场做的比较好。                                                                                                                EDN China：可能用惯了某一家的工具，就不愿意换了。
吴均：是的，这个东西很难改。
谷利：因为产品开发的流程和这个是关联的。软件涉及到整个研发流程，要变全得变。      与前端沟通：避免分歧
EDN China：在规模比较大的公司，原理图设计工程师和PCB设计工程师都是分开的，既有原理图设计工程师又有专门的PCB设计工程师，因此我想这两个环节之间的沟通就很重要。你们觉得原理图设计和PCB设计两个环节如何进行有效的沟通和衔接，才能满足高速设计的需要？就是说原理图工程师怎样提需求，PCB工程师怎样做取舍，请问在座的各位有什么样的经验可以给大家借鉴？                                                                                                                  雷笋：原理图设计和PCB设计都是独立完成的，原理图设计工程师和PCB设计工程师都是靠自己的经验、靠上游芯片厂商的白皮书来做设计，所以经常会有分歧。这个时候彼此都需要一个协调和妥协的过程。我感觉这中间的过程还不是很清晰。
EDN China：你觉得目前这两个环节配合得还不是很好？
雷笋：是的，两方面都是靠经验做事，还没有找到一个很好的平衡点。
张永祥：在联想我们
有信号完整性部门专门负责，原理图设计工程师和PCB设计工程师分别做自己的设计，线长线距等需要两边沟通的环节都是由独立的信号完整性工程师负责。我本人作为一个信号完整性工程师，对原理图设计和PCB设计我都会跟进。在原理图设计阶段，哪些地方是高速的、要求严格的，需要注意什么，以及怎么匹配我都会提要求。到PCB设计阶段，我每天也都跟进，并且不断提出要求。设计做完的时候需要我签字才行，所以有问题也是我负责，这样就避免了刚才说的沟通的问题。
吴均：通讯行业和计算机行业还是有区别的，计算机主板的继承性比较强，而通讯行业变化比较大，如果要配备这样一个信号完整性工程师，对他的能力要求就太高了，所以很难由一个人来做这件事。
汤昌茂：计算机主板的芯片组实际上只是在不断升级，很多可以继承，有经验可以借鉴。一个信号完整性工程师做过一块板卡，下一块很容易做。但在通信行业，很多东西都是新的。
张永祥：对，我们每块板的设计改动确实比较小，有时候可能只是增加一个模块，所以信号完整性的问题可以由一两个部门、一个工程师来负责。
王驰江：对于原理图设计工程师的某些要求，有时候我们明确知道这样做没有意义，但客户有这个需求，我们又很难实现，我们就反过去培训他们。让客户了解PCB设计，哪些点可以折中，让他在做设计的时候就考虑到，同时我们的PCB设计工程师也需要知道硬件的东西，采用这种交互的方式，和客户不断的交流和沟通，效果比较好。
吴均：还有一个办法就是让专家评审。提出要求，把设计需求一起确认，做成方案，让技术专家来评审。然后原理图设计工程师和PCB设计工程师都按照评审结果来做，就避免了两个环节之间的分歧。其实就是把流程正规化，变成整体的方案，放在桌面上，达成共识以后再来解决。一切以文档为主，形成规范，然后按规范做事。
吴均：UT的PCB设计现在很多都是外包出去做。因此我们内部受到一个挑战，我们经常在想为什么会这样？
雷笋：不管布局还是布线，一博都做得非常漂亮，很精美，而且他们会尽量按我们要求的去做，而我们自己的PCB设计部门的水平好像上不去。
EDN China：柯汉生可能接触过很多客户，如果客户的要求比较苛刻一般会怎么做？
柯汉生：因为我们是服务性的公司，对客户的要求我们尽量满足，没法满足的时候我们就去沟通。某些时候对我们来说不是，但是对客户是的。
汤昌茂：当客户要求比较严的时候，双方面都要加以引导。提前沟通，沟通之后可以做些调整。但如果沟通之后，客户一定还是让你完成这个目标，就不要继续讨价还价，讨价还价的话，什么事情都很难做。
王驰江：说到PCB设计，美国比我们做得漂亮。先不说能力，只说板的外观，非常漂亮，但如果我们去做的话，很难做到。一个原因是技术积累和生产工艺，另一个就是时间。
吴均：美国人确实做得美观细致，每个细节的处理可能都不一样，这也许和性格有关。
王驰江：他们计划做得非常好。在质量、进度、成本等各方面取折中，在各个方面就能达到基本的要求，
柯汉生：PCB设计是一个遗憾的艺术，没有，只有更好，总会有遗憾。
EDN China：一个公司在做一个项目之前是不是应该有一个人通盘考虑这些东西，然后制定出来一个总体的方案？
王驰江：计划没有变化快，计划好的，一会儿就变，计划是两个星期完成，后来又要求一个星期。
吴均：确实有这个问题。
王驰江：前面没做好，就只能压缩后面的时间。
汤昌茂：日本的计划就做得很细，说哪天完成，推迟一点也不行，而且不能提前太多，因为你提前了，后续环节还没有准备到位，研发完全按照“schedule”走。而国内的公司变化很大，经常是计划不如变化快。所以需要加以引导。
自动布线：众说纷纭
EDN China：我的感觉，自动布线是现在业界比较流行的话题，我不知道在各位的设计中是不是经常使用自动布线？一般会在哪些环节使用自动布线技术？
汤昌茂：我觉得自动布线正在慢慢退出市场。
谷利：中兴在用自动布线技术，在整个布局布线里面能占到百分之二三十的比例。一般不是很高的数据选择自动布线。
吴均：自动布线虽然可以满足性能要求，但是自动布线不整齐，而且采用自动布线完成的板子外观很难看。同时自动布线和手动布线还是有差距的，它稍微落后一点。自动布线做的比较好的板子在设计中所占比例不到30％，而且很多是实验的板子。
柯汉生：自动布线对人的要求很高。因为你要控制设计的每个部分，每个规则都要定得很好，一旦有一个失误，可能整个设计全部作废。但是手工布线的话，发现哪个地方有问题，在设计中可以随时修改。
吴均：在采用手动布线做PCB设计的过程中，能够同时检查原理图设计的错误。因为PCB设计工程师在设计的过程中经常会发现很多原理图的错误，例如：连接错误、网络接地等一些由于粗心造成的低级错误，而这些错误是自动布线器发现不了的。
汤昌茂：

自动布线器功能提高很快，例如增加一个规则管理器把自动布线的水平又提高了一个层次。从我们的经验来看，很多四层、五层板的中间层可以采用自动布线。在设计高峰的时候人手不够，自动布线能有效节省布线时间，缓解我们的时间压力。但是后来发现，采用自动布线完成的板，有很多问题，除了刚才说的自动布线不能发现原理图设计的问题外，关键是改板问题。自动布线的板做完之后，再改板的话，即使只改几个元件，都非常麻烦。因为自动布线器一般把布线通道全部占用了，有时候即使只是加几根线，都很困难，即使这时采用手动来布这几根线也很麻烦。因此很多情况下，需要全部删掉重布一遍，而重布一遍的话，时序、规则等的可借鉴性就很差。因此我们的工程师坚决抵制自动布线。
吴均：确实如此，在改动达到5％到10％的情况下，只有重新布线。
王驰江：我以前在一家通信企业工作的时候，领导过一个自动布线项目，通过这个项目，我们想研究如何利用EDA工具使自动布线达到一定的效果。通过研究我们逐渐发现，自动布线不是工具的问题而是设计方法学。它是基于规则的交互式的布线，不是说按照规则就一定能百分之百全部布通。要想让自动布线达到你预期的效果，不但包括工具的使用，还包括对布局的研究、规则的研究，它对工程师综合能力要求比较高。2001年底，我去美国就自动布线和国外同行进行了交流，回来提出协同设计的概念。2002年开始，只要能用自动布线的设计我们全部使用自动布线，当时从六层到二十四层的板我们都做过，做出来的效果也能满足性能要求。
自动布线改版确实比较难，但这跟操作方法有很大的关系。要对自动布线有一个非常深刻的理解才能做好。自动布线也不是一次就能做好，不同的工具有很多技术参数的调整，调整非常重要，需要不断地测试，然后再调整，才能达到自动布线的效果。就是说要不断地对它进行控制以达到你的要求。毕竟它不是无人驾驶汽车，它需要人来控制。同时，它需要前期有一些准备工作，例如次自动布线时要将整套的布线设计全部记录下来，要保留不同的布局布线文件，规则也要一个个保留下来，改版的时候以此为依据，按不同的操作步骤一步步完成就可以了。
自动布线虽然不能满足美观的要求，但它节约了时间，整块板的质量、时间、成本是重要的东西。
EDN China：看来自动布线确实对人的要求比较高。
王驰江：是的，它对人的要求比较高。关键是对时间有一个认可，不受时间制约的话，就没必要用自动布线，因为它一定会牺牲一些别的东西。
汤昌茂：我始终认为自动布线有些问题是解决不了的，比如说改版的问题它就解决不了。有些板子，采用自动布线很难能满足要求。自动布线是不是能布通，布通后有没有人能接受？而且你能不能控制好它，这都是很大的问题。我们接触日本和欧美的客户的时候，我们也试图说服客户采用自动布线，这样我们也可以节省很多精力，但是没有一家客户愿意。我们公司就自动布线也曾经强行推行了一段时间，但后来一旦面临改版的时候，工程师就叫苦了。现在没有一块板采用自动布线，都是手工布的。
柯汉生：自动布线技术还需要改进。在很短的时间内，整个设计的思路要求全部能跟上，还比较困难。虽然节省了后面的时间，但前期花的时间比较多。
谷利：这也是一个认识的问题，而且和管理有关，你得有有效的管理去控制它。以中兴的经验，我们觉得还是可以做，中间的过程需要保存得比较完整，哪里出了问题，可以按相应的文件来修改设计，而不是所有的文件。这里面还有一个信任的问题。客户一开始可能不信任我们，我们可以同时做两个设计，一个采用手工布线的、一个自动布线，做完以后没问题，以后客户就认可了。
李茂萱：我觉得一块电路板，如果很重要的部分采用手工布线，不重要的部分也用手工布线，这样就浪费了很多人力，所以一般情况下，我们认为重要的布线应该手工去做，其余部分采用自动布线就可以了，手工再做一些调整，让它满足性能要求。
王驰江：就行业的认识而言，普遍认为自动布线比较难。因为要采用自动布线，对设计的理解一定要很深，只有对设计的要求非常清楚才可以用自动布线。必须知道什么地方应该用自动布线，什么地方不能用。目前我们公司的设计能用的全部采用自动布线。但有些板子不能用自动布线来做，比如有过孔的，因为自动布线是基于内层的实现，过孔放在内层实现才有意义，而对双面板、四层板没有任何意义。
电源完整性：另谋它用
EDN China：关于电源完整性（PI）的问题也是近两年比较热的话题，我想请问在座的各位你们公司有没有做这方面的工作？效果怎么样？
吴均：对于PI我们有一些接触，但是没有深入，没有应用到实际设计当中。
谷利：大规模的通信设计里面解决EMC的问题必须用PI。EMC的问题必须通过SI和PI来解决，完全依靠别的方法是不可实现的。
王驰江：通常做PI分析，需要花费很多时间，如果只是为了节省几个电容，显然毫无意义，更多的是为了解决EMC问题。
汤昌茂：这个话题在芯片设计领域可能更关键一些。在PCB设计中，通过PI仿真，将电容噪声控制在一定范围内，可以解决很多EMC问题。PI仿真在PCB设计中的作用主要是这方面。我们通过SI和PI解决了非常多的EMC问题。电源和地噪声也可以通过PI分析来解决。
王驰江：PI的问题是建模，对电源和地建模非常困难，而没有模型又是不行的。
谷利：PI分析是一个趋势，但它并不是的。通过PI分析，可以同时提高员工的水平。
可制造性设计：重在沟通
EDN China：在PCB的设计和制造环节应该有很多需要沟通的问题，作为一名PCB设计工程师在设计的时候就需要考虑很多制造的问题。在座的可能都知道兴森快捷和金百泽，它们都是从事PCB快板生产的厂家，据他们介绍，目前很多客户在设计中不太考虑可制造性的问题，或者考虑得不是很全面。因此我想请大家谈一下对该问题的看法？
李茂萱：在座的都比较熟悉PCB制造行业。我觉得在PCB设计和制造过程中，可制造性和可生产性的问题非常重要。我们有一些中小型的客户，因为他们布线的盲目性，造成布线以后这块板没法生产，甚至不完全或根本无法改造。这其中主要还是布线密度的问题，布线密度在设计和生产方面是一个矛盾的问题，PCB设计工程师在布线的时候考虑得越少，布线的难度就越小。但是如果布线难度越低的话，造成生产的难度就越高，以至的性能没办法保证。这是我们经常会碰到的问题。但是大客户基本上没有这方面的问题，因为我们之间的沟通比较多，他们对这些问题都非常了解。
EDN China：据我了解一博和快捷有很多合作，听说汤总曾提出过一个很有代表性的观点——“设计出来的文件不需要修改，只需要调整生产参数就可以生产。”我们也知道做到这一点可以节省很多时间，那么请问汤总你觉得一个PCB设计公司如何才可以做到这一点？
李茂萱：这个问题我插一句话。我认为要做到这一点首先涉及到生产所需材料的问题，因为不同的材料对产品的性能有很大的影响，很多时候不一定能马上拿到客户需要的材料
。另外就是每个板的参数不一样，拿到板以后，我们需要有一个参数调整的过程，如果要做到拿到板子就可以生产，需要双方对PCB生产流程都非常熟悉，设计人员要非常熟悉制板的过程以及制板过程的参数，并且双方要有很好的沟通，例如我们与中兴和联想也都有合作，在合作的过程中，我们公司的工程技术人员和客户不断交流和沟通。此外，要求生产的条件必须要达到一定的水平，只有这几方面都达到了才能实现汤总说的这一点。但是目前国内很多厂家的生产过程没办法达到一定高的水平，特别是低成本运作的时候。以目前国内的生产水平如果要实现无缝连接，即拿到文件就可以投入生产，至少在目前这种状况下，我认为还有很多路要走。
汤昌茂：涉及到实际生产这一块，设计人员，无论是系统厂商的设计团队还是像我们这样专业的PCB设计公司，必须要有规范的设计，关于线宽、电容、地、孔径比等必须有规范的要求。此外就是和PCB制造厂家的合作，这其中沟通非常重要，例如我们和快捷的合作，他们有专门的工程技术人员和我们接触、协调，我们的工程师也会定期去他们厂参观，了解他们的加工能力。只有很好的沟通才能实现较高的加工成品率。
李茂萱：在设计的过程中还要考虑到行业的总体水平。比如说我设计一块电路板，从挑选生产厂商这个角度来说，一般情况下不会在一个单一的厂商那进行生产，因此要考虑行业的整体生产水平。就是说在大多数情况下，设计出来的板子拿到大部分的厂家都可以制造。
王驰江：国外的方式可以供我们借鉴，他们是将沟通提前。我们习惯在设计做完以后再给厂家，厂家肯定要修改，而美国不是这样的，他们是在布完局，甚至还没开始布局的时候，就将相关材料——多少层板，要求怎么做等 ——交给工厂，工厂核对完再反馈回来，设计公司根据工厂核对过的材料再调整设计，这样工厂实现起来就比较容易。
李茂萱：还涉及到一个问题，在国内，不同厂家生产参数会不一样，甚至相同厂家不同批次的都不一样。而在国外整个行业有非常细的分工，很多厂家只单独做某一项，比如有人专门做内存，有人专门做层压，而有些厂家专门做阻抗，所以整个行业内基本上是统一的。目前在国内，因为没有这样的分工，所以还有很多问题。
吴均：因此一定要沟通，否则没法做事。把不同的厂家有什么样的材料、他要求的厚度等要求拿过来，我们针对不同的厂家做不同的控制方案，分别满足他们的要求。
李茂萱：就PCB行业来说，中国的市场还是有一些风险，国外有很多可以借鉴的地方。中国目前在“制造”，而不是在“创造”。毕竟业界还有很多东西做不出来，特别是对生产型企业，在研发新的生产制造工艺方面投入不是很大，很多都是在借鉴，毕竟欧美在这方面比我们早很多年。还有我国台湾，他们的成本非常低，而且做出来的效果也比我们的好。
附文：“快板”兴起
在我国珠三角地区活跃着一大批PCB制造厂商，按照企业定位，可以将其分为样板生产和批量生产两大类。其中，样板厂商因为其面向客户的研发阶段，他们具有技术含量高、产品交付时间短等特点，因而也被业界俗称为“快板”厂。深圳市兴森快捷电路技术有限公司和深圳市金百泽电路板技术有限公司就是活跃在珠三角地区的两家PCB样板厂。
据了解，兴森快捷和金百泽生产的产品中60%以上都是通讯领域的高精高密度板，此外还有一些特种板。对于样板生产厂商，因为经常面对的是客户的新产品，因而对其技术和设备水平都有很高的要求。“只有好的设备才可以保证线宽的均匀性和信号线的厚度，同时要有的技术团队来满足客户的需求，因而要求厂商有很深厚的技术积累。样板厂商不能仅仅将自己定位为一家生产制造厂，而更应该以技术为特色来进行经营管理。”深圳市金百泽电路板技术有限公司副总裁陈大有说。
在高速PCB的生产制造中，由于不同的工艺材料、线间距等问题对终产品的性能有很大影响，因而要求制造和设计环节之间紧密配合。陈大有介绍：“我们的工程技术人员会参与到客户的产品设计中，和客户一起面对设计中的问题，帮助他们进行可制造性分析，并帮助把他们的设计需求翻译成PCB的需求。”深圳市兴森快捷电路技术有限公司市场部经理伍晓慧说：“我们要求我们的设计人员要熟悉设计要求和客户的设计风格，除与客户进行协同设计，帮助他们检查设计中的错误、修改设计，同时我们会对客户做培训，告诉他们和生产结合时应该考虑的问题，这样可以有效缩短生产周期。”
虽然样板厂在我国的PCB制造行业中处于的技术水平，但和国外相比还有很大差距。伍晓慧说：“和美国、日本相比，在工艺控制等方面我们还有一定差距，他们更多的会从机械和电子，以及设计和制造等环节整体考虑，而我们在这方面做的还不好。” 陈大有也认为，我们和国外还有整整10年的差距，因此建议国内PCB生产厂商结成自主化策略联盟。