中国设计能力和水平在实践中稳步提高

在不断的电子设计实践中,中国电子工程师的设计能力得以提高。本文基于2005“中国电子工程师设计能力和水平调查”结果,详细分析了参与者的背景及相应的中国设计能力/水平的变化,并针对ODM设计服务、国际系统公司在华研发中心以及中国的技术专利发展现状等问题进行了讨论。

中国电子系统设计能力近年来的快速发展全球有目共睹,国外科技媒体在对中国电子产业进行相关报导时,频频出现“令人吃惊”、“不可思议”等字眼。今年早些时候,以产品设计独特见长的索尼公司中国有限公司董事长小寺圭(Kodera Kei)在亲身感受了中国网络和数码产品的普及,以及消费类产品(例如手机)快速的更新换代后,就曾深有感触的表示:“中国的设计能力之强超乎想象。”

图1:中国开发团队整体设计能力。

而促成这一崛起的,正是中国本土的设计师力量。在参加本刊2005年“中国电子工程师设计能力与水平调查”的1,434名专业人士中,有80%左右正在从事电子系统的设计和开发工作,而其他20%的人士则以工程管理人员、测试人员的身份参与设计过程。他们是中国设计能力变化的第一见证者,他们的答复真实反映了目前中国的整机制造水平。

与去年的调查结果相比,工程师具备的电子产品设计经验年限基本保持不变,平均为7年左右,其中3-5年和超过11年设计经验的工程师人数分别占49%和19%；而6-8年和8-11年工作经验的百分比则分别为20%和12%。

从工程师参与的设计项目数量来看,平均数保持在5个左右,比去年略有增加。所有的设计项目中平均有54%是从头开始的全新项目,49%为现有设计基础上的改进型项目,这些数据表明中国设计活动的活跃度正在稳步增长。

与去年相比,设计团队整体规模未发生大的变化,平均人数仍为10人左右。其中4-6人、7-10人的团队最多,比例分别达到35%和20%。值得注意的是,30人以上的团队数目由去年的7%上涨了2.4个百分点,达到今年的9.4%,在这其中,大型团队从事最多的是通讯系统/设备设计,比例高达63%,其次则分别为消费类产品(26%)、计算机系统(18)、网络产品(14%)等。

与此同时,项目开发周期明显缩短,一个项目从立项到出样机平均需要6个月的时间。在3个月内完成项目的比例由去年的26%增长为今年的32%,提升了6个百分点；而9个月以上的开发时间也由去年的23%下降为19%；开发时间在24个月以上的团队数目为零。看来,目前中国的设计行为仍以中小项目为主,上市时间的压力也在进一步加大。

设计能力增强,创新仍显不足

如图1所示,中国团队整体的设计能力水平与去年相比变化不大,自己所在团队能够自行提供完整的系统/产品设计的回复者为68%；可自行提供完整的板级/模块设计的团队数量占到39%。值得注意的是,需要购买完整或部分系统设计/方案的团队比例提升了3个百分点,达到14%。这一数字在一定程度上反映了第三方独立设计公司在中国的蓬勃发展,中国研发团队正在顺应国际趋势,学会利用外部资源,将部分设计外包。

如图2所示,回复者当前正在设计的项目中,在本公司原有产品/设计基础上进行改进的比例由去年的16%提升为18%,而“国内、国际没有相关产品/系统的情况下,从概念到实现完全自己设计”和“尽管国内、国际已有相关产品,但完全自己重新设计”的比例都稍有下降,分别为15%和29%。这表明中国工程师目前完全自我创新的能力仍显不足,但是已经积累了一定的设计经验。此外,核心/内部设计主要仿照国内外已有产品的比例虽然仍高达33%,但与去年相比略有下降,表明中国设计正在努力摆脱以跟踪或仿造为主的局面。

93%的回复者表示在项目中或多或少都会利用到参考设计。工程师参与的项目中,平均有45%基于外来参考设计。工程师对如何利用参考设计的回答与去年基本保持一致:完全照搬的案例几乎没有；52%的回复者表示会重新设计硬件和软件；26%的回复者表示会采用不同的元器件以降低成本,较去年的29%有所下降；而仅对软件或硬件进行重新设计的工程师比例分别为6%和5%。

整体来看,中国的研发能力和水平虽然与欧美仍然有明显的距离,但是近年来有了长足进步。中国电子工程师目前的设计活动非常活跃,尤其在应用设计能力方面有很大提高。正如市场研究公司iSuppli最新的Design Influence Tool(DIT)报告显示:“中国的电子系统设计正在崛起之中,预计2005年在全球电子设计市场的份额将超过韩国。”但是必须承认,在一些领域仍存在差距。

图2:中国设计团队自我创新能力仍显不足。

安捷伦科技亚太区测试产品经理杜吉伟表示:“若您有心去参加一些国际上有名的技术论坛,来自中国的工程师的参与数量比往年有所增加,提问或回答问题也比往年活跃。但由于国内研发多以电路的集成设计为主,与研发源头相关的部分,如高速半导体芯片本身、仿真软件等,还处于起步阶段。就电路集成方面而言,越来越多的工程师开始或已经能够熟练掌握一些先进的设计研发手段或工具,但是研发和生产的结合仍然是一个薄弱环节。在研发阶段就考虑到产品可靠性、可重复大批量生产、和生产部门的有效互动等成功的例子并不多见。”

中国目前在一些比较成熟的电子科技方面,尤其在数据通信、路由、网络设备、电信等方面的研发能力已经达到了世界级水平。例如技术储备较为充足的通讯设备供应商华为、中兴等,其系统设计能力已相当成熟,甚至系统中大量的ASIC电路都是自主设计。赛灵思中国区经理陆绍强就表示:“过去五年来,中国半导体以及本地工程师电子设计活动的快速发展令我震惊。但是,不同领域的设计能力却有着极大的差别。在通讯领域,中国本地的通讯设备制造商已经具备了世界级的研发水平,并早已为全球市场设计终端产品。此外,中国行业内部也正在开发新的通讯标准。但是另一方面,中国的研发工程师通常仅将眼光停留在基础消费类电子设计上,他们应该努力寻求更有价值的终端产品,摆脱产品同质化现象。”

ODM公司在设计链上日渐活跃

如图3所示,本次调查结果中有一个值得关注的重点,那就是ODM(主要设计和制造他人品牌产品,有时设计和制造自有品牌)公司比例上升,由去年的16%上升到20%,增长了4个百分点；而以OEM(制造和销售自己品牌的厂商)为主,有时也提供ODM的厂商也由12%上升到14%。.综合前文调查结果(设计中会购买方案的团队数量上升)可以得出:中国电子产业内部发生了更为明确的分工,专著于提供技术的ODM公司在产业链上日渐活跃。这些ODM公司不仅数量攀升,在研发规模上也逐渐扩大,研发队伍由几年前的两三个人发展到现在的上百人也不足为奇。调查结果显示,ODM公司11人以上的研发团队比平均水平高3个百分点,达到 33%。

对这20%的ODM进行深入分析后我们发现,目前中国的ODM公司基本分为两类,一类公司是本身具备生产能力的ODM企业,能够为OEM厂商提供完整的整机产品；另一类则是专著于提供设计方案的独立设计公司,本身无生产能力,采取将产品生产外包的形式。中国的ODM公司活跃在多个产品领域:从事消费类电子产品设计的最多,达到60%,其次依次是通信产品设计(30%)、计算机产品(19%)、工业控制产品(19%)、网络产品(11%)、汽车(8%)、医疗(7%),其他领域则相对较少。

在我们抽样进行的电话采访中,大多数受访者认为ODM公司专注于产品设计,在产业链上的逐渐壮大对整个产业的发展大有裨益:它们能够通过产品设计的核心竞争优势帮助OEM公司加快发展,缩短产品开发周期；能够节省OEM厂商在设计资源方面的投资,在一定程度上为OEM厂商分担了成本。此外,ODM公司的出现还降低了市场门槛,可以使初入市场的公司以低投入启动新产品开发。

图3:提供ODM服务的公司比例上升。

与几年前相比,ODM公司主要发生了两大变化。第一是独立设计能力的进一步增强,产品设计正在由过去对国际相关产品的简单模仿向提供独特的设计服务发展。在本次调查中,半数以上的ODM公司表示能够提供完全自主设计的产品,其中更是有12%的公司能够在国际国内没有相关产品/系统的前提下,从概念到实现完全自主设计。例如制造工业电脑和嵌入式设备的华北科技有限公司,一直致力于自主研发满足用户需求的低功耗主板、工控机,并提供工控领域的各种解决方案,其最新的NOVO-7266P是业内首款主频达1.7GHz的超低功耗工控主板。而为手机厂商提供ODM服务的恒基伟业的最新一款“商务通隐形手机”,由于具有分时段接听电话、机主隐身、来电非正常显示、电话会议局部密谈、短信过滤、防盗跟踪等功能,据称能够完全避免前阵子发生的“六百位名人手机号码泄漏”事件。

其次,ODM公司与产业链上下游的合作关系更为紧密。深圳市经纬科技有限公司营销副总王宇涛表示:“设计公司必须具有产业资源整合能力和材料采购成本控制能力。除此外,加强与材料供应商的互通也很重要,只有良好的沟通才能压缩供应周期,从而节省采购周期成本,在最大程度上扩大成本给养。”

ODM公司的崛起为本土产品的迅速成长创造了条件,中国手机设计公司(主要提供设计方案以及样机,而将生产过程外包)的发展就是一个很好的例子。手机设计公司自2003年大规模出现后,逐渐打破了由台湾地区、韩国公司主导手机设计的产业链格局,从根本上促进了国产品牌的迅速增长。

设计服务公司出现的主要原因在于品牌厂商无法依靠自身设计力量应对产品周期短、市场需求快等特点,从而需要从更大的范围寻求解决方案。奥克斯集团宁波三星通讯设备有限公司研究所项目经理张定一表示:“现在中国大型手机品牌厂商基本上都具备自主设计的能力,能够在手机平台上进行PCB板设计、调试、并根据不同需求增添功能。但是,即便有自主研发能力,品牌厂商仍会购买设计方案,以对生产线进行补充。”

此外,部分厂商更加专注于品牌经营和产业链资源整合,而采取将设计外包的方式也为设计服务公司的生存提供了条件。经纬科技有限公司董事兼总裁李海林先生表示:“中国手机厂商起步初期,都在努力扩展自己的开发力量,而现在,不少企业更关注于品牌经营,从而更多地从第三方获得设计方案。”根据我们了解,现在的终端厂商普遍采取设计互补模式,奉行“两手抓”,一些公司还专门成立了庞大的“技术引进”团队,对设计公司提出的方案进行比较筛选。

目前的手机设计公司主要向客户提供三种业务模式:第一是整机解决方案,向客户提供完整的产品设计方案,包括整机的系统设计、生产、物流；第二是提供组建方案,可以为客户提供完整PCB板、无线网卡、GSM/GPRS模块和软件,外观设计和机械设计则由客户自行负责,整个过程设计公司提供生产和技术支持,并帮助客户将产品推向市场；第三是向客户提供BOM清单和产品技术支持,并收取研发费用和专利费用。

设计公司的大量出现会降低市场的进入门槛,使更多的中小型客户和市场型客户涌入某个行业,从而造成行业竞争快速加剧,利润空间极大缩水。手机设计行业的发展也面临这一宿命。面对严酷的市场竞争,各大手机设计公司正在从速度、质量、成本、差异化等四方面寻找出路,而服务的全方位化也是今后设计公司发展的方向。李海林表示,“研发公司的暴利时代已经结束,设计公司应该能够提供更为灵活的商务策略,客户可以选择的商务模式。”目前,大型设计公司通常会向客户提供包括工业和结构设计、电路设计、软件设计、附件及物料选择、技术培训、生产和测试技术支持、生产线设计等在内的个性化、全方位服务。

窥一斑而见全豹,从手机设计公司的现状我们可以看到,中国的ODM公司,尤其是一些具备一定经验和规模的大型ODM公司目前已经具备了较强的研发实力,能够提供全方位服务,但整个行业的发展仍存在一些问题,比如部分公司还仅仅停留在造型设计的层次上；调查、策略、流程,运营等能力较弱；设计质量不高,设计流程中各阶段的工作比较粗糙等。

跨国公司在华研发中心侧重设计本土化

制造转移完成之后,设计转移趋势逐渐显现。中国市场的快速发展吸引了大批国际系统公司在华建立研发中心,由中国员工在其中扮演主角。我们从调查中专门抽取了这类工程师的回复(115份)进行详细分析后发现(如图4所示),跨国公司在中国的研发投资仍以通讯类产品和消费类产品为重,所占比例分别为40%和31%,该数据也与中国目前电子业各领域的发展状况相符。本项调查中颇引人注目的是汽车电子类在华研发中心的比例高达16%,较整体从事该领域的工程师比例高出一倍左右。这个数字表明中国的汽车电子行业虽然仍处于起步阶段,但是国际大型公司已经看好该产业的发展潜力,并开始着手在中国储备技术力量。

支持产品本地化、本土产品市场化以及产品研发是跨国公司在华研发中心的三大主要任务,而它们与本部的关系,大体也可以分为三类:一类是完全依托本部的技术力量,仅仅对本部提供的方案进行升级和修改；第二类是在依托本部设计的基础上,参与自主设计,共同开发；而第三类则是与本部在技术上相对独立,研发能力很强,能够向本部提供大量解决方案。

苏州三星电子有限公司与总公司韩国水源三星的关系就属于第二种,其研发中心的软件开发部经理孙光晟表示:“在我们的产品中,有些部分基本是100%的独立设计,比如WAC、RAC、PAC、REMOCON等产品电子方面的设计。但是有的产品如INVERTER、DVM、BAC等,仍有一部分技术要依托韩国水源三星。”

图4:跨国公司在华研发中
心所从事不同行业比例。

韩国三星是跨国公司中成功实现本土化的一个很好例子,目前中国市场上的三星电子产品,一部分属于在三星原有产品上的本土化改造,而另一部分则直接出自三星中国研发中心之手。这部分产品的销售市场并不仅仅局限于中国本土,而是面向全球。孙光晟介绍:“我们的PAC LINE中有一款产品,我们称为NOVA-PJT,不仅已在中国热销,而且投入韩国市场也非常成功,最近我们又接到了印度和马来西亚的订单。”

与之相比,通用电气中国研发中心建立之初的发展方针也是进行本土化设计,但目前能力稍逊一筹。其研发中心的郝利静经理表示:“我们目前只是参与辅助的改进设计,做产品的更新换代和改造。而针对中国市场对产品进行改造一直都是通用电气研发中心努力的方向。”

虽然更多的跨国公司看好中国巨大的消费市场,开始在中国进行策划、研发,观察中国消费者的生活,调查中国消费者的需求,并在中国进行生产。但是在进行技术转移方面这些公司却陷于矛盾之中:一方面,他们希望能够借助某一技术在中国获得更大利润；而另一方面,他们又害怕该技术在中国的发展会阻碍他们今后自身的发展。目前跨国公司普遍对国内市场上不是很成熟的技术转移得比较慢。

与立足于实现本土化设计的公司不同,另一些在华研发中心的目的在于为总公司日后在中国的发展做技术支持,所以更侧重于向本部提供设计方案,虽然产品的本土化设计薄弱,但是自主设计的空间却相对较大。福特汽车产品开发主管刘旭指出:“作为福特公司在中国的研发中心,我们目前主要向总部提供汽车配件。在设计过程中,研发部门会在公司总部功能、性能以及参数的标准规定下,自行选择模块以及设计方案,以达到整机的外形、外部电器连接方式以及电性能等要求。”

与中国本土的研发中心相比,这些在华研发中心似乎在“天时”上更具有优势。调查结果显示,由于受到总公司强有力的技术支持,在华研发中心在设计过程中,会更多地采用本公司内部提供的参考设计,该比例达到55%,远远高于22%的整体平均水平。

但是它们通常并不会对参考设计采取简单的“拿来”主义,孙光晟说:“我们会根据实际情况对参考设计做相应改动,很多时候改动是因为新功能的增加,以及人机界面的改善,需要更好的满足消费市场的需要。特别是这几年由于中国市场家电显示界面的变更,比如说大量的采用了VFD、LED、LCD等技术,造成很多设计变更发生。”

在华研发中心在设计过程中基本都需要与本公司在世界各地的设计团队进行技术交流,在交流过程中,语言对他们而言已经不是障碍,而最大的障碍是对技术、以及相关标准上的理解欠缺。刘旭介绍道:“我们每周都要与国外团队进行两、三次的电话会议。对规范不理解是开发过程中面对的主要问题。从开始做概念设计、设计草图,到出样品、做实验,每一个过程都会出现很多问题,进行多次修改。”而郝利静也认为:“中国工程师的设计能力表现不俗,但是通常不能掌握最新的技术,而且工作流程也不太完善。”

对这些研究中心深入了解后我们发现跨国公司对学历非常重视,在华研发中心的技术人员学历普遍偏高,统计数据表明拥有硕士以上学历人数的比例为48%,远远高出29%的平均水平。而飞利浦东亚研究实验室的项目负责人钱学诚先生也表示:“我们的研发队伍中具有硕士学历的人达到90%以上,扎实的学术知识是我们研发能力的保证。”

知识产权(IP)和专利发展情况

众所周知,中国目前受专利费用压迫的领域太多,38%的回复者表示在设计过程中使用了IP或专利(不包括外观设计在内),而这其中,又以通讯类和消费类领域最为突出,分别为49%和37%(大家熟知的中国手机、DVD、数码相机等产品的专利费问题)。而工控领域中采用IP的情况也不在少数,表示会使用IP的回复者中有20%就来自工控设计领域,但是跨国公司对该领域收取专利费用的现象目前还没有发生。北京首科凯奇电气技术有限公司研发部技术总监石忠东预计,工控领域在未来五年内还不会遭遇专利费困扰,因为目前该市场在中国整体的规模尚小,与医疗器械加在一起也仅有40亿的规模,还不足以引起国际大公司的注意。

中国目前企业单独(尤其是小型企业)申请专利的情况并不多见,受访的工程师普遍表示,这其中主要有以下几点原因:一是部分领域受到垄断和技术壁垒影响,企业本身很难突破这些障碍；二是中国目前的公司多为使用型,仅着重于掌握某种技术或使用某种产品,但是原始设计、发明创造性的成果却相对较少；三是中国产业界整体缺乏IP意识,很多工程师视打官司为畏途,认为是一件浪费精力的事情。

中兴通讯股份有限公司中心研究院多媒体平台部的沈灿认为:“中国的企业都比较重视短期利益,其产品研发周期都很短,不能提前开始研发。核心专利、标准制定等方面往往是跟随者,不能当领导者,使得产品的核心技术往往掌握在别人手里,从而造成产品的利润很低,还要付出大量的专利费。这主要是前期工作做得不好,我们没有能推出自己的芯片、自己的标准、自己核心的软件开发平台。现在,芯片、操作系统、核心技术专利通常不在国内企业手中,会导致企业的产品成本高,往往是为别人打工。”

采用外来IP或专利技术对中国的整体发展而言不是长久之计。中国电子产业应该保持技术体系的相对独立性和完整性,在一些重要的产业保持技术领先。当前,中国政府正大力支持建立中国标准,并牵头成立了各种标准联盟,联合行业内部表现突出的成员,建立适合中国发展的自主标准。目前中国的TD-SCDMA已经完成了外场测试,初步完成了产业链构建；高清碟机EVD标准已经确立,终端产品已经投入市场；高清电视标准即将出台,替代一直使用的行业标准。此外,包括Linux、数码相机、闪联、IPv6、AVS、RFID等行业都先后开始确立属于中国的标准。

作者:唐晓琪