技术迷/洋女婿/种植达人……这个瑞研专家的“斜杠人生”有点酷
变不可能为可能
Francesc Purroy Martin
技术迷的天地
我是一个对技术非常痴迷的人,我的同事常说我不善言辞,在他们眼里,我大多数时候不是在埋头推演公式,就是在电脑上仿真,或者在仪器平台上验证。他们说我是一个既厉害又和蔼的“邻家老大哥”。时间过得很快,在华为瑞典研究所的功放领域,我已经研究了十多年,但我丝毫没有感到厌倦,对射频功放的研究始终是我热衷的事业。
还记得2006年瑞典仲夏节的前一天,我的前同事Mark Briffa在一幢位于西斯塔区的古老建筑前迎接我,看到我,他快步走向前,紧紧地握了一下我的手,带我走进了华为的办公区。
这是我和华为的第一次碰面,此行是参加华为的面试。我缓缓地走进办公室,看到了一些熟悉的面孔,还有几个打过电话但素未谋面的朋友,他们都在微笑地向我致意。在此之前,我和他们或多或少都打过交道。
当时只有Mark一个人负责华为的功放业务。他坦诚地告诉我,在华为这样的中国公司工作,既是挑战,也是机遇。华为瑞研所成立不久,许多东西尚未成形,而这恰恰是最吸引我的地方。我对技术非常着迷,很喜欢学习新知识,喜欢进行微波、信号处理、测量技术等方面的研究,更渴望把这些技术应用到功率放大器领域中。我此前所在的公司规模很大,却很难推进新的想法,华为让我看到了前所未有的可能性——自由地提出新想法,施展我的能力。
于是,2006年11月1日,在一个白雪皑皑的深秋,我加入了华为瑞典功放团队。
华为瑞典所的第一栋办公楼
既是后勤人员也是IT专家
当时华为瑞研所很小,很多工作要自己去做。我们不仅做研究,还要做后勤。我记得每次把仪器送去校准,都是自己开车运过去,订购的实验台也是我们一张一张扛下楼的。因为没有其他IT人员提供支持,我们还开玩笑说要成为IT专家。
尽管要做的事千头万绪,却带给我一种美妙的感觉,环顾四周,我知道每一件小物件背后的故事。就这样,我们从头开始,建立起了整洁理想的实验室和基础设施。可能不是特别完美,但起码让我们觉得非常方便、舒适。后来不少国内来的同事见过我们的实验室,都会感到惊讶,标准的实验室器件,标准的电源线,标准的工程工具,并且分类摆放整齐,看上去很整洁。
建设中的实验室
当时,公司对我们的期望是,作为一个面向外部的窗口,掌握业界最新、最先进的射频功放技术,为正在开发的重要功放产品,提供关键的技术支撑。
为什么功放技术这么重要?它和我们日常移动通讯、上网等活动息息相关。功放在无线通信系统中起着至关重要的作用,它的输出功率决定了通信距离的长短,其效率决定了能源的消耗程度,也决定了无线设备的体积大小。
我们要做的,就是让这种功率放大器与时俱进,不断提升效率,处理更多信号,同时保持体型小巧,便于安装在很高的铁塔上。因此,研究具有更高效率、更大功率的功放,是所有功放设计者努力的方向。
我的首个任务
我接到的第一项任务,就是详细分析现有的功放效率提升方法,看看还有哪些更好的功放技术。
这需要在器件选择、功放架构上进行不断摸索尝试。 当时射频功放的主流器件LDMOS功率管,主流架构是Doherty技术。我和Mark对比分析了多种功放架构,发现短时间内当前的Doherty还是最具前景的高效率功放技术。但相比传统的两路Doherty架构,三路Doherty能够进一步改善性能,由此我们从基础的数理分析开始,开始了对三路Doherty的深入研究,并且和国内同事密切配合完成从仿真到最终测试样机的设计。
整个三路Doherty测试样机由三部分组成的:三路驱动板,末级合路板以及功放板,功放板是从供应商那边要的Demo板,而三路驱动板和末级合路板是由深圳功放同事帮忙加工的。完整的三路Doherty功放拼接好后,我们开始对它的性能进行测试,并和两路Doherty的测试结果进行对比。
为此我开发了一套功放性能的脉冲测试方法,这是采用Matlab控制仪器的自动测试平台,极大地提升了功放的开发测试效率。最终的测试结果显示:在9dB功率回退点时三路Doherty的效率比2路Doherty的效率高6%,在6dB回退点时三路Doherty的效率比2路Doherty的效率高2.6%。
虽然最终由于成本面积等原因,这个方案并没有在当期的产品中落地,但是我仍觉得这是一个很有价值的研究项目。因为借助这个项目,我们对功放架构原理有了更加清晰的了解,同时积累了更多的仿真设计经验。更重要的是,在这个过程中开发的功放自动化测试平台,开始在国内功放团队广泛应用,为提升功放设计效率发挥越来越大的作用。
2007年4月,射频和微波专家Oleg Pozdeev加入了我们,他是个非常出色的微波设计师,经常能提出一些非常独到的见解。Mark睿智,知识广博全局观念强,有领袖风范。我擅长数学、仿真和测量技术。几位功放专家各有所长,紧密配合,形成了一个比较完整的小Team。
我们还买了刻板机和仿真软件,这样我们不需要其他部门帮助,就能做射频PCB板,可以快速进行测试、验证。从这以后,功放团队开始初具规模,既能对不同功放架构进行数学分析和测量,还能支持微波电路仿真和实现。
十年宽带功放研发路
2008年前后,是华为无线快速崛起的时候,随着3G打开全球市场,数据业务需求日益旺盛,运营商对网络性能、建站成本提出了更高的要求,因此对宽带功放技术寄予厚望。2008年的一天,我们接到了新的任务——研究支持多个频段的宽带功放。
这对我们来说是前所未有的挑战! Mark和我做了很多分析,得出了一个很悲观的结论——多频功放短时间没有产品化的可能性。但我们并没有停下脚步。我们从尝试不同器件、不同设计思路入手,开始迈向更大带宽、更高效率的宽带功放研究。
由于当时采用的器件LDMOS的性能不够好,于是我们尝试使用GaN器件。但GaN的性能测量问题,一直是业界公认的难题。最棘手的是,我们的测量平台过于简单,存在很多问题,很难验证概念的可行性。
我认为首要的任务是构建测量平台,只有建成了准确的测量平台,才能进一步深入开展电路设计工作。我和瑞典的仪器供应商一起合作,建立起混合型功率放大器的测量平台,看到了初步效果,公司也给了我更多的支持。有几位同事从中国来到瑞典和我一起工作,我们共同努力,让这个想法成为现实——通过简单的仪器就可以快速准确评估GaN性能,解决了业界GaN效率测试的难题。
接下来,为了提升测试效率,我产生了开发快速功率扫描程序的想法,这种新型的测试方法可以帮助我们显著提升测试效率达10倍!完成了这一步工作以后,我们的高效测量平台被广泛迅速地运用到华为的功放研究领域。
下一步的挑战是研究设计多频功放的理论和方法,微波电路专家Oleg的贡献进一步推进了这一进程。Oleg为提升功率管在大带宽下的性能,为器件设计了内部匹配电路,让器件更适合于宽带应用。同时,他在宽带无源微波电路设计方面的深厚积累,将功放电路的带宽特性发挥到了极致。Oleg创新性的器件和匹配电路设计方法,极大提升了宽带功放的性能,为华为的多频宽带功放技术做出了杰出贡献。
2011年,因为功放技术的不断突破,我们做出了世界上带宽最宽、效率最高、体积最小的RRU平台(射频模块),在硬件和软件上竞争力做到了第一,再一次领先业界。
在不断的数理分析、设计、仿真、验证中,我们率先提出了Hybrid 高效功放架构,随后,进一步发展研发出Hybrid+功放架构并申请了专利。而基于此完成的Hybrid+大功率窄带功放原型机,在1.8GHz频段达成了当时业界的最高功放效率,提升效率10%以上。因为功放领域的这些工作成果,我获得了2013年部门的海狼奖和2014年的华为金牌个人奖。
如今,随着5G时代的到来,我们正在为超宽带大功率功放和高频段功放项目而奋战,基于当前这两个项目的难度和已取得的成果,我们在2016年和2017年又一次获得了公司金牌团队奖。
学的越多知道的越少
很多人问我,一个外籍专家能在华为工作11年,是否需要克服很多沟通和文化差异方面的困难?说实话,这这方面外派到瑞典的中方同事给予了我很大的帮助,工作中并没有遇到什么大问题。和中国同事讨论问题是很顺畅的,他们懂得如何正确地传达信息,跨越文化差异,尽可能让总部主管更好地理解我们的意思。
十几年间,国内不断派遣年轻的骨干来瑞典和我们一起工作,我非常喜欢和年轻人讨论技术,对于他们遇到的问题和疑问,我也尽可能倾囊相授。当然,正如我一直信奉的那样,技术领域没有所谓绝对的权威,更多的时候,我们是在共同探讨,互相激发,我喜欢听到不同的想法和意见。为此,我们在实验室里设立了一个讨论的广场——一块小白板,大家只要有想法,就可以随时在上面写出来,这样一起讨论交流很容易迸发灵感的火花。
我不敢说自己是专家,我秉持的理念是学的越多,知道的越少。我的笔记本上总是写满了各种推导公式,有时候身边的同事问我公式,我还会从抽屉里拿出20年前读研究生时的课堂笔记给他们参考,因为这些原理知识是需要不断回顾、更新的。即便在功率放大器领域,我也不敢妄称自己是专家,这需要在物理学等各学科有很深的造诣,而我并非样样精通。
我之所以能取得一些成绩,是因为我喜欢学习新东西,乐于接受其他领域的知识。比如,要做更高效的功率放大器,必须对测量系统感兴趣,对设计硬件感兴趣,还需要知道信号如何产生以及信号的处理方式。每次学到新东西,我都喜欢跟身边的同事交流,从交流中获得成长。
中国“洋女婿”的幸福生活
工作之余,我也努力经营好自己的生活。
我有一个幸福的大家庭,我的老婆是中国人,我们有一个18岁的女儿和一对16岁的双胞胎儿子。我的一个儿子对数字很感兴趣,正在学习逻辑闸,总爱问很多问题,大多数时候我都答不上来,还要去查资料。
我有时会和同事们讲述孩子的趣事,还有暑期回中国东北喝酒的豪放场景。有时会邀请他们来我家,详细介绍我是如何花了一个暑假的时间来自己搭建花园、游泳池。
别看我有点臃肿,我喜欢运动,比如滑雪、足球、游泳。我还热衷种植蔬菜尤其是西红柿。我有一个5m*5m的小温室专门用于培育蔬菜。
在华为工作的11年,我亲眼见证了瑞典研发中心的发展和壮大,从一个类似家族企业的小团队,发展成为一家初具规模的高科技公司,这离不开团队成员志在必得的决心。在前进的道路上,我们并不是简单地套用中国文化或管理方式,而是将中西方理念相结合,形成合力,驱动业务成功,变不可能为可能。
感谢Oleg等瑞典同事在功放领域做出的杰出贡献,同时,我还想特别感谢这些同事们:吴剑锋、张亚文、孙益平、张立鹏、曾志雄、吴乔、孙捷、焦伟、索海雷、李鹏、杜清兆,这些中国工程师们为了支持功放项目,远离家人,不远万里来到寒冷的瑞典。没有他们的支持,就没有我们今天的成绩。能和这样优秀的团队一起工作,完成最前沿的研究,贡献新的想法,是我觉得最幸运的事。
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