2012，讓工作更智能

電子行業正在努力從經濟危機中復蘇，為從設計到制造的流程提供全面支持的壓力也日益增加。世界各地的電子公司不得不將差異化的產品以更快的速度和更低的成本推向市場，并且由于經濟的疲軟該趨勢還將持續下去。即使在中國的PCB市場，系統設計和制造支持工具也亟待利用最新技術以提高生產率。

在Aberdeen集團的一次調查中，眾多一流電子公司確認了能積極滿足業務目標的6種設計技術最佳實踐。隨著經濟形勢的緩慢復蘇，這些基本的PCB技術實踐將成為各公司在2012年發展的必要組成部分。

以下是對這6種使公司工作更智能化的關鍵策略的概述，我們相信這些策略將成為2012年發展的關鍵。

技術策略1:

產品協同開發流程

協同通常是指將串行操作變成并行的能力，并具有兩種模式。首先是讓多名設計師同時在同一個設計流程中工作的能力。這一做法并非新生事物，但新技術在效力上與原來相比有巨大的差異。設計師始終能夠操作PCB設計數據庫，并將其進行拆分。然后每個設計師都在設計環節工作——但最后數據庫必須重新合并起來。合并過程非常耗時，并且容易出錯，但最終結果可以縮短設計周期。

“未來的方案就是在軟件中進行模擬，如虛擬樣機。”

目前，我們有能力讓多名設計師同時在同一個數據庫中工作，無需數據庫分拆。這適合于PCB設計中的許多流程，包括原理圖輸入、約束（高速和制造規則）輸入和管理，以及物理布局。另外，每個設計師都能看到同事實時操作的結果。這不僅顯著縮短了設計周期時間，而且提高了設計師的生產率和產品的質量。該技術的部分用戶報告節省了30~70%的設計時間。為了在2012年保持競爭力，各公司都必須達到相似的設計周期方面的改進(圖1)。

圖1：協同設計通常要求PCB設計數據庫分拆后再重組，而現在則可以在多名設計師操作時保持完整

協同的第二種模式是以不同于序列的并行方式，運行幾個不同流程的能力。原理圖、約束、布局和分析都可以并行化，從而進一步提高設計師的生產力，并縮短設計周期。但是，該模式需要帶有版本管理、同步校準、權限和更新控制的復雜設計數據管理，稍后本文會對此進行闡述。

技術策略2:

虛擬樣機

通常各公司通過建立和測試多個原型來驗證他們的產品。設計一個PCB，構建物理原型，在實驗室中測試，確定需要做出哪些改變，重新設計，然后重復相關流程。

這種方法存在幾個問題。首先，建立并調試樣機非常耗時和昂貴。如果上市時間很緊迫，就很可能錯過市場時機。其次，在實驗室中測試可能無法發現所有潛在問題。例如，你希望產品在劇烈震動等惡劣環境中使用多年，但是“震動和熱處理”實驗室可能無法運行足夠長的時間以發現長周期性的問題。同樣，信號完整性也存在這一問題。極端的臨界條件很有可能無法在實驗室中獲得。

未來的解決方案是在軟件中進行模擬，如：虛擬樣機。該操作可以在PCB設計流程中執行，并且會覆蓋許多可能的領域：信號（數字、模擬、射頻）和電源網絡完整性；集成電路、封裝、PCB和全系統模擬中的熱管理；振動和沖擊(圖2)；PCB制造和組裝實踐；3D 機械接口等等。在整個設計流程中執行可以確保設計持續進行，無需備份和校正。此外，軟件可以探測極端臨界條件，并且可以在數小時內模擬實驗室中數周和數月出現的問題。雖然設計師喜歡手中盡快拿到實物，而執行廣泛的虛擬樣機可能有所延遲，但后者可以縮短周期，減少成本，并且提高設計師的生產力和產品質量/可靠性。

圖2:振動虛擬樣機可以用幾個小時的軟件模擬來代替實驗室內數周和數月的操作，并突出顯示各個部件的潛在失效問題（紅、黃、藍）

技術策略3:

從設計到制造的流程支持

上市時間和產品成本是許多行業的關鍵。即使軍事/航空和汽車等行業，在過去也面臨較長開發時間和/或高成本的限制，現在對此問題也有更加積極的目標。此外，PCB設計師決不能忘記，即使數據進入制造流程，他們的責任也還沒有結束。同時，從EDA供應商的角度來看，重要的是支持不是到設計階段結束，不是讓設計者輕松履行對可制造產品的責任，而要和制造商一起優化他們的生產線，實現最低成本的產品交付。

圖3 表明流程是不斷發展的。從幫助制造商定義規則和實踐能力的支持開始，對制造和組裝流程中的產量和可靠性產生積極影響。這些DFM（可制造性設計）規則將被PCB設計師用于設計流程。DFM軟件可在設計環境中找出問題，然后由設計師進行糾正。巧合的是，大多數制造商也使用相同的規則和軟件來檢查接收的設計數據。這樣可以確保一旦設計進入制造流程，就可以持續執行，無需設計返工。

圖3: 全面的設計到制造流程支持，能夠確保高產量、高產品可靠性和低生產成本。

一旦設計通過智能化接口，如ODB++，進入制造流程，制造商可以利用軟件進行生產線建模，并優化其利用。在生產線運行時，軟件將持續監控零件按時交付、機器停工以及產品可追溯性等問題。即使發生質量缺陷，也可以確保跟蹤并突顯低于可接受故障率的設備或流程。

技術策略4:

復雜性管理

對于擊敗競爭對手的差異化產品，公司必須利用最新和最先進的技術，將更多功能壓縮到更小空間內，同時仍能滿足積極的市場時機，這在2012年將變得更為重要。集成電路技術在高密度、高速度、在更小的空間中更多的針腳、和更高的功耗等方面持續提高。PCB（印刷電路板）制造技術，如HDI/微孔技術，可以增加密度，但設計也更加復雜。面對這種不斷提高的復雜性，我們該如何保持并提高設計師的生產力呢？答案是同樣增加設計工具的功能。