自從2018年“中興事件”發生以來,國內芯片產業受到了政府前所未有的重視,整個行業一片蓬勃發展的景象。眾所周知,芯片主要分為數字芯片和模擬芯片。同樣是芯片,其使用場景不盡相同,設計方法學也大相徑庭。
數字芯片即數字集成電路,是基于數字邏輯(布爾代數)而設計運行的。數字芯片主要代表有:各類CPU、微處理器、微控制器、數字信號處理單元、存儲器等。生活中各類電子產品中的中央處理器、移動硬盤等核心部件均為數字芯片;實驗室的檢測設備如數字示波器,數字信號發生器中等也主要為數字芯片。數字IC是用于傳遞、加工、處理數字信號的,在近年來也是發展最快,應用最廣的,因此也導致數字IC近年來的就業崗位需求量在不斷上升。
模擬芯片即模擬集成電路,主要用來產生、放大和處理各種模擬信號,如光強,聲音,溫度,速度等。在過去的若干年中,高端的模擬芯片基本被國外芯片巨頭所壟斷。近些年,隨著國內芯片行業的蓬勃發展,模擬芯片也迎來了自己的春天,模擬IC由于國產替代空間廣闊,因此在國內的就業崗位需求量在在不斷擴大。
簡單總結一下二者的區別:
數字IC是處理數字信號的,比如各種邏輯電路,中央處理器等;
如今的芯片大多數都同時具有數字模塊和模擬模塊,因此芯片到底歸屬為哪類產品是沒有絕對標準的,通常會根據芯片的核心功能來區分。在數模混合芯片的實際工作中,數字IC與模擬IC工程師也是遵照各自的流程分別開展工作。
02 當前主要的芯片分類
在當前的半導體產品中,主要分為分立器件和芯片,而芯片又主要分為下面幾大類:
計算芯片(大腦)︰如英特爾i5、i7的CPU,3080 的顯卡(GPU)等都用作計算分析的功能,和人體大腦類似。
存儲芯片(腦皮)︰如DRAM(動態隨機存取存儲器),ROM(只讀存儲器)等,主要是用于數據存儲。
感知芯片(五官):手機的屏下指紋,麥克風,攝像頭等,用于感知外部世界。
通信芯片(手腳)︰藍牙、wifi,5G的射頻芯片,用于信號、數據的接收和發送。
能源芯片(心臟)︰DC-DC芯片,DC-AC芯片,LDO(低壓差線性穩壓器)等,用于能源供給 。
數字芯片的分類眾多,應用場景也最為廣泛。存儲器和微處理器,雖是數字信號為主,但這類產品的性能要求追逐最先進的工藝節點,或是使用特殊工藝,使得對IC工程師的門檻要求更高,數量需求反而不大。
模擬芯片是處理模擬信號的,模擬信號都具有連續性,而自然界的信息實際是以模擬(連續)的形式存在的,在用數字信號來組織邏輯運算,在運算完成后,再將數字信號轉回模擬信號,對接外界,傳感器sensor即為模擬芯片的典型代表。同時,在處理的信號有大有小,為了將其規范為合適的大小,需要高保真的放大電路(即運算放大器)。此外,為其他芯片提供穩定驅動和供電,被稱為電源管理,也是模擬IC方向之一。
此外,隨著移動場景的應用,運用高頻進行遠距離信號傳輸,射頻芯片也成為模擬芯片的一個獨立分支,需求量也正在日益增大。
03 數字IC和模擬IC崗位區別
數字IC崗位:
數字IC前端工程師
數字IC驗證工程師
數字IC后端工程師
數字DFT工程師
數字IC前端:簡單講就是工程師用Verilog(硬件描述語言)來定義芯片的邏輯功能,最終生成RTL代碼。本崗位需要有清晰的邏輯能力,算法能力,及對Verilog與相關EDA工具的運用。
數字IC驗證:簡單講驗證工程師是通過驗證方法學來驗證前端工程師的RTL代碼,也就是邏輯功能,是否有bug,是否符合要求。本崗位需要有較好的編程能力,及對sv與uvm、相關EDA工具的熟練運用。
數字IC后端:簡單講后端是通過驗證后的RTL代碼,將其變成電路圖,(例:綜合網表,布局布線,仿真,調整等),最后生成用來制造掩膜版的GDS文件,傳給晶圓廠進行制造。本崗位需要對EDA工具的使用熟練掌握,同時要頻繁更新自己掌握的先進工藝知識。
模擬IC崗位:
模擬IC設計工程師
模擬版圖設計工程師
模擬IC設計:簡單講從單個晶體管開始,進行電路設計最終給出完整電路圖。本崗位需要掌握模擬電路原理,根據芯片要求采用合適的電路結構,定義具體器件參數,然后通過EDA工具仿真,調整電路參數,同時也需要對器件和制造工藝有了解。
模擬版圖設計:簡單講就是根據模擬IC設計工程師給出的完整電路圖,進行繪制版圖,物理驗證,并tapeout版圖文件給Foundry進行制造。本崗位需要可以看懂電路圖,掌握設計匹配規則,繪制工具,熟悉版圖繪制。
04 數字IC與模擬IC的市場需求
數字IC在近年來是發展最快,應用最廣的,因此也導致數字IC近年來的就業崗位需求量在不斷上升,而對應的崗位需求也要遠多于模擬IC設計。
模擬IC由于國產替代空間廣闊,因此在國內的就業崗位需求量雖然也在不斷擴大,也只稍遜色于數字IC。
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審核編輯:黃飛
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