最近，在德国举办的AltiumLive活动期间，我采访了长期担任PCB设计导师、《第一次就做对》的作者Lee Ritchey。我和Lee就他对年轻PCB设计师提出的建议，以及他对行业发展方向的想法和目前电气工程课程的欠缺，展开了深入的探讨。
Barry Matties: Lee，你是此次德国慕尼黑AltiumLive活动的主讲者，而且这也是你的第一个主讲。我很惊讶。
Lee Ritchey: 我一直在思考这次演讲的主题是什么。我们在哪里？我们要去哪里？很多人都问过我这些问题，最后我把一切都归纳为一个问题。生产车间并不想听到我讲的多数内容。层压板供应商也不想，因为由于集成电路的出现，他们的市场越来越小了。每年，我们都会使他们的市场变小，也许我能想到的最好例子就是Xbox360，它是一台游戏机，采用的是10英寸的四层单面板。但它实质上就是一台超级计算机，只是小孩可以玩游戏而已，我甚至都猜不出它有多少MIPS，我认为你买不到一台那么大的独立计算机，虽然我们叫它游戏机。与你的手机一样。
Matties: 在你的演讲中，你给出了一张图，中心是手机，四周是经过一定时间手机可以取代的物品。有录像机、收音机等很多手机可以取代的物品。
Ritchey: 它是四个无线产品。你有蓝牙、无线、GPS，还有手机，你就拥有一切了。
Matties: 很有趣…你也许会说，当你回想20年前，你绝对想象不到今天的发展。我发现今天的发展是很惊人的。
Ritchey: 我们就来看看不久前。没有人会预料到工作站会发展到今天。它与发展初衷不一样。你可能不太了解，但我们毕竟共同经历过一段时间，你是否还记得？Andy Bechtolsheim做的一切就是把微处理器放到他的终端，这样数据处理问题就不必经过主机。但最后它消灭了主机。PC也是同样的方式。你可能不了解，起初IBM并不是要做PC。当我们做IC测试仪时，我只是做IC测试，我们有固定的测试图形。芯片很简单时，你能硬编码测试图形，但当芯片很复杂时，就不可能硬编码了。IBM来到加利福尼亚，找到了处理器，也就是为他们的IC工厂找到了可编程测试仪。预期目标根本不是PC，它已经出现了，但他们的目标一直是文字处理器及类似的事情，“好了，朋友，我们有了微处理器，赶紧做电子表格吧。”其他的都已成为历史了。最初根本不是要做一台个人计算机，你可以找到很多类似的产品。
Matties: 他们真的没有想到个人计算机有这么大的市场。
Ritchey: 是啊，一点都没想到。
Matties: 我认为有一句名言说得好——他们看到有一个市场，也许就是这个市场。
Ritchey: 那是DEC计算机的创始人的名言。我有一本书——《意外的电脑王国》（作者：Robert X. Cringely）就写了这段故事。例如，Bill Gates起初并不想做Microsoft，他想把程序卖给IBM来运行测试仪，几乎一切都以同样的方式启动市场。发起人根本就没有想过，这就是为什么我不能预测未来，因为没有人能正确地预测未来。
Matties: 你还提到了设计师、车间及工作岗位的数量都减少了，原因是板的密度，以及如此之多的功能整合到如此小的一个封装内。
Ritchey: 是的，是由于集成电路。如果你拆开你的手机，就会发现里面只有一块芯片。它包括了四个无线收发装置和其它一切。
Matties: 所有一切都包含在一个芯片中，那它有多少只晶体管？
Ritchey: 我想大概有80亿~100亿只晶体管。
Matties: 在我的口袋里有如此之多的晶体管！大多数人都想不到吧。你所说的是由于我们的设计用的线路板越来越少，所以对设计师、车间及工作岗位的需求也就越来越少了，但另一方面，因为功能不断扩展，有很多产品进入市场的机会。现在似乎一切都包含有电子产品，这在几年前还不太现实，现在就是一双运动鞋都含有电子产品。
Ritchey: 确实如此。现在某些人寻找的新产品，你我都无法理解。我想最让我目瞪口呆的就是汽车。在我的车中，有50%的成本是电子产品，里面大约有40个微处理器，但它只是一个汽车而已。汽车里还有网络，你可以找到很多类似的产品。在不久前，我碰到一位女士，她说最重要的是高端汽车有10-12个雷达，就像防撞雷达。每当我距离某些东西太近时，我的汽车就会开始响。我喜欢这种装置，不会撞了保险
杠。
Matties: 我的观点是，每次我分析时，似乎对线路板的需求是越来越大。因为当你看汽车时，你提到新增加了很多电子产品，似乎是对线路板的需求应该比以往
更大。
Ritchey: 我不确定你的想法是否对。我们可以回想一下，过去用10块线路板做一个系统，但所有这些线路板都是既小又简单。我们不再需要24层板了。
Matties: 是的也许我们不用生产很多线路板，但他们如此之小，我们现在可以在一块在制板上放大约12块电路板。
是的，是这样的。当然，对层压板制造商来说，这是一个坏消息。除此之外，特别是所有这些差分长度配有补偿模式，这样即使是在很高的数据流下，在相当差对的层压板上或廉价的层压板上，你也可使某些器件正常运行。现在，我们所谈论的线路板有28千兆位的链接，它的线路板都不是低损耗的层压板，而是通常的FR-4。因为硅的品质已经非常好，现在我们打算继续向前推进，看看会有什么结果。但正如我所言，没有人会正确猜出极限在哪里，或下一个产品是什么。如果我能，我就不在这里了。我就有钱投资我的公司，再也不用工作了。不，我愿意工作，因为我不喜欢无所事事。我已经错过了几乎每个创新性的想法，因为我不相信那将会成为一个产品。SUN曾经想给我他们的股份。“工作站不会到处都是。” Intel也曾经想给我创始人股票，我说：“CMOS不会到处都是。”我本不想告诉你我这样说了多少次了。
Matties: 这两点足够了，我知道了（笑）。
Ritchey: Bob Noyce答应给我10000股原始股，让我做他的第一任测试工程经理。
Matties: 为什么你回绝了呢？
Ritchey: 在那时，CMOS很难做工作，它太慢了。
Matties: 你觉得有替代方法？
Ritchey: 我们当时正在ECL建相关内容。ECL当时是热门，而且快速，但现在CMOS比ECL快10倍。我们绝对不可能用ECL每秒上升时间做15个峰值，但现在用CMOS可以做到了。
Matties: 现在让我们来谈一谈设计师。人们都在问对于年轻设计师，你想提出什么样的衷告？你想告诉他们什么？
Ritchey: 我知道由于现在设备的速度以及如何赶上这个不断提高的速度，每个板设计师都不得不面对每秒5或10千兆位的速度，如果你不懂场或波是如何工作的，你就无法完成设计。所有设计师都需要了解这点，这样他们才不会被误导。
Matties: 在这个行业中，有很多那种人，对吗？
Ritchey: 一定程度上是的。
Matties: 在你的主题演讲中，还提到的一个问题是数字与模拟信号的差别，你的反应是……
Ritchey: 他们都是模拟的。
Matties: 为什么对一些人来说这是一个谜或甚至是一个问题？什么样的思维让他们产生了这种想法？
Ritchey: 还有一段历史。CMOS运行得足够快，可以做相应的计算时，整个业界把功劳都颁给了计算机科学专业。换句话说，颁给了那些编程序的人，因为如何把零部件装到一起并不太重要。这就导致只有TTL是最受宠的，所以现在相当数量的工程师是好的计算机科学家，而他们必须应对“场和波”这些实际内容，但他们却不知道场和波是什么。我用了很多时间研究场和波，因为当速度不快时，我们可以慢慢做事。我们不需要在信号完整性上花费时间。它都是代码，然后，关键是所有的高层管理都是这些计算机科学家，他们根本不懂场、波，也就不会支持工程师去得到工具或去培训，这样的公司也就消失了。
但我们酬谢了30年计算机专业，而真正应该感谢的是电气工程专业。你可以在我的大学——萨克拉门托的加利福尼亚洲立大学拿到电气工程学位，但却不会有场和波的课程，这个课程本该是电气工程专业最基本的课程。这怎么可能？但事实就是，当人们把焦点放在计算机科学专业时，每个学期只能有这么多的课时，抛弃哪门课程？所以场和波的课程变成了选修课，但它应该是必修课。
Matties: 我们看到应该将此作为基本要求和基础课程，但现在有所改变吗？
Ritchey: 是的。事实上，一个月有一天我是在大学里，督促教授加快这件事的步伐。他们不知道场和波。
Matties: 有些人已经开始教他们这些课程了，对吗？哦，他们不需要知道。
Ritchey: 没有，所以我们必须推迟这门课程
Matties: 给你的教授上课进展顺利吗？他们能接受吗？
Ritchey: 是的，他们能接受。他们要教正确的内容。最大的问题是，不仅要在我现在的大学开设这门课程，而且要在所有的大学都开设这门课程。他们和真实的世界没有接触，没有联系。学生毕业时学不到任何实用的课程。
Matties: 为什么会这样？
Ritchey: 因为几乎所有的教授都是从博士生到讲师，从没有离开过校园。
Matties: 我感觉似乎有很多像你一样的人，有知识有实际经验，能够回到校园，做更多你正在做的事。
Ritchey: 我正在做的是把在实践中获得的经验带回学校，但最好的学校是已经有实际工作的研究项目。因为那样学生就可以在进入社会后学有所用。另外一个大问题是课本和教授总是落后于业界10年。
Matties: 我们看到有很多大公司创建了自己的大学，你们会这样做吗？
Ritchey: 是的。Qualcomm有一所很大的大学。
Matties: 这种途径是不是比传统的教育途径更有效？
Ritchey: 他们这样做是出于必要。他们宁愿不这么做，但是大学仍然没做好大学该做的事。我认为他们将来也做不好。Qualcomm有一所大学，Cisco有一所大学，IBM也有一所大学。
Matties: 这些企业大学做了他们该做的事吗？
Ritchey: 是的，如果你回顾你毕业时，公司有名为“入门工程师培训”的项目。例如，在Tektronix，你参加工作的最初6个月，你一直专注一个小项目，就是做遍了公司几乎所有的事。所以，你了解了采购要做什么以及所有商务事宜，你被一个高级工程师带着学习。当硅谷出现后，所有的一切都消失了，因为我们没有时间培训新人。必须要雇佣有经验的员工，所以所有的一切都消失了。现在又回来了。而且摩托罗拉有“入门工程师培训”，Tektronix和HP都有这个项目。
Matties: EDA工具也取得了很多成就。有很多思考能力已嵌入到了工具中。
Ritchey: 但实际上并非如此。
Matties: 真的吗？
Ritchey: 我喜欢用实例说话。你记得Amdahl计算机吗？它是在硅谷生产出来的，那是第一台计算机，是一台大计算机，直接可以和IBM竞争。当时进行了大张旗鼓地宣传，召开了一个新闻发布会，我当时在那里。一个记者问：“Amdahl先生，这台计算机这么聪明，你们是否担心他们会取代人类进行思考？”他说“你所不了解的是，我们拥有的这台计算机是一个非常快的‘白痴’。”这是对所有工具最形象的描述。工具没有智慧。他们可以使分析更快，但如果没有技术技能，你就会做无用输入，无用输出。对我而言，这些工具的优点是我能更快地做瞬态分析。
Matties: 是的。一切只是速度而已。
Ritchey: 完全正确。
Matties: 今天的AltiumLive演讲，所有内容都是关于速度，还有控制、接口更直观。
Ritchey: 我来举例说明这点。当我们做Amdahl设备时，我们有IBM1130，它每秒可处理10万条指令，内存为16K。当他们在打孔卡上做瞬态分析时，我要把一副牌那么厚（大约1英寸）的卡放入计算机中。我要等7到8个小时，才能在另一端出来另一摞 卡，和一张手绘的波形图。所有这些事是为了让瞬态分析更快，但那些是我们必须要完成的。我们仍用计算机做同样的事，在有计算机前，我们构建测试结构来完成测量，要花很长很长时间。这就是为什么你看到我有很多测试板。
Matties:对我而言，似乎是几千年积累的经验和智慧嵌入到这些工具中了，我们发现的经验不一定能够取代人类的解释或思考，但可以确定的是，它会给你一个起点，就是目前为止我们达到的最高点。
Ritchey: 工具为你所做的一切是快速地检查错误。你必须把规则输入进去，而工具只是快速遵循规则的“白痴”。
Matties: 让我们换个话题。在你的主题演讲中，你几次提到你的课程。能介绍下您的课程吗？学员能学到什么？他们能从中得到什么？
我曾经提到多数工程师是计算机科学专业的，他们不具备基础知识。这正是我们的起点。我们将用半天的时间讲解基本知识，像场和波是什么？传输线是什么？传输线中什么最重要？学习完基础知识后，我们再学习何时算完成了任务，他们将得到所有的工具，以及完成一项高速设计所需要的信息。电源传输工程是设计中最难的部分。电源传输有多快，我们多快地完成设计都很令人惊讶。有两件事：我们开始用差分信号代替并行总线时，布线问题就大幅减少了；由于我们有了更多的晶体管，电源要求又急剧增加了。有了差分对传输线，一切就简单多了。终端就在接收端内，所以你需要做的就是在板上布两条导线，一切问题就解决了。
Matties: 看起来是个不错的计划。
Ritchey: 是的，他们是自同步的。时钟嵌在数据内，这样你就不必使两条通道的长度匹配。所有板上布线过去很难的设计内容现在很简单。相反，电源传输变得相当难了。
John Zasio和我完成的一项最新设计，做所有的SI规则设计只用了2天，做电源传输设计就花了一个多月。怎么回事？
Matties: 其中最大的挑战是什么？
Ritchey: 你要确保，从高电流的负载点，即60 amp到80 amp的负载点进入到芯片中的每条铜通道，具有足够低的DC电压降，你才不会有麻烦。新的负载点是160 amp。
Matties: 那是相当大的负载。
Ritchey:新问题是我们怎样才能摆脱散热问题。
Matties: 确实，那是现在的大问题。散热管理问题。
Ritchey: 是的，这是现在的问题。你可以想想热密度问题，如果你打开电热灶，它会变红，那就是芯片上的热密度。怎样才能不让它的温度超过125℃？我们采用了散热管，它是有效地水冷却方式，因为你可以通过空气散热，这就是为什么我喜欢3D。这样我就可以想出在哪安装散热片。我就接近完成任务了。
Matties: 那么你退休后准备做什么？我知道你过去很喜欢红酒，我认为你现在已经不喜欢了。
Ritchey: 我在红酒上花了不少钱。
Matties: 是的，如果你在红酒上赚一笔小财，那需要投入很多。
Ritchey: 我们也的确那样做了。John Zasio是这本书的共同作者，他还是我红酒上的合作伙伴，我的儿子在做红酒。如果你是收藏者，你可以得到免费的红酒。当我们清算时，我们算了一下，我们的免费红酒大约是一瓶100美元。
Matties: 但味道不错。
Ritchey: 是的，确实很不错。我退休后做什么呢？我认为我不会退休。开个玩笑。
Matties: 继续你的教学生涯。
Ritchey: 是的，这正是我的答案，我对我的孩子也是这样讲的。John和我曾经退休过，但那样的生活太无聊了。部分问题是我喜欢一起共事的每个人仍在工作。真相是，我认为人们真的不想停止工作。他们只是想可以选择什么时候工作。
Matties: 准确地说是买他们的时间。
Ritchey: 你可以选择。现在是我说了算，“不。”这样做不会丢掉工作了，那就是你想要达到的目标。
Matties: 很高兴与你交谈。你还有什么愿意与业界同仁分享的吗？
Ritchey: 让我想想。如果还有，我再告诉你。
Matties: 好，如果有，就告诉我。非常荣幸你能接受我的采访。
Ritchey: 我也很荣幸。
