IC設計職位介紹之“數字后端設計工程師” ic行業入門知識


ic男是什么意思
ic男 , 指的是從事IC行業的男士 。
IC行業是技術、資本密集型 , 整體集中度很高 , 所以從事的人不多 。IC男經常會被調侃為鋼鐵大直男 , 事業心重 , 不夠浪漫 , 不懂女孩的心思 。
有個女網友吐槽自己的IC男朋友 , 畫風是這樣的:
1、基本是沒有戀愛經歷 , 感覺也不會有別人喜歡 。因此很有安全感 。
2、雖然很多時候不會看女友臉色 , 你都生氣半天了對方還沒發現 。
3、除了宅就是呆 , 一點都不體貼 。根本不懂女生 , 所以我不開心了會直接說 , 然后眼睛汪汪地對著他哭 , 而不是自己生悶氣讓他猜 。因為我知道 , 如果我不說 , 他永遠也猜不明白 。
4、偶爾看看綜藝節目 , 從來不看電視劇 , 喜歡追美劇 。
5、他們不懂浪漫 , 只懂邏輯思維 。喜歡拼模型 , 各種模型都喜歡鉆研 。

什么是ic , 是什么行業IC就是半導體元件產品的統稱 。
包括:


  1. 集成電路板(integratedcircuit , 縮寫:IC);

  2. 二、三極管;


3.特殊電子元件 , 再廣義些講還涉及所有的電子元件 , 象電阻 , 電容 , 電路版/PCB版 , 等許多相關產品
IC按功能可分為:數字IC、模擬IC、微波IC及其他IC , 其中 , 數字IC是近年來應用最廣、發展最快的IC品種 。數字IC就是傳遞、加工、處理數字信號的IC , 可分為通用數字IC和專用數字IC 。
通用IC:是指那些用戶多、使用領域廣泛、標準型的電路 , 如存儲器(DRAM)、微處理器(MPU)及微控制器(MCU)等 , 反映了數字IC的現狀和水平 。
專用IC(ASIC):是指為特定的用戶、某種專門或特別的用途而設計的電路 。
目前 , 集成電路產品有以下幾種設計、生產、銷售模式 。
1.IC制造商(IDM)自行設計 , 由自己的生產線加工、封裝 , 測試后的成品芯片自行銷售 。
2.IC設計公司(Fabless)與標準工藝加工線(Foundry)相結合的方式 。設計公司將所設計芯片最終的物理版圖交給Foundry加工制造 , 同樣 , 封裝測試也委托專業廠家完成 , 最后的成品芯片作為IC設計公司的產品而自行銷售 。打個比方 , Fabless相當于作者和出版商 , 而 Foundry相當于印刷廠 , 起到產業"龍頭"作用的應該是前者 。
三、國內IC市場展望
國內外半導體市場將快速復蘇 , 從2010年開始 , 無論是國內市場還是國際市場 , 都超過了兩位數的增長 。中長期看 , 未來國內外市場的因一部回暖 , 電子信息產業將步入一個新的增長格局 。“十五”后期到“十一五”初期 , 是我們國家電子信息產業發展非常好的時期 , 現在可望從今年開始 , 又將出現第二輪新的發展趨勢 。
從行業發展趨勢看 , 設計業仍將是國內IC產業中最具發展活力的領域 。在創業板推出鼓舞下 , 德可威(音)、海爾集成電路、深圳興邦(音)、華亞(音)等多家企業正在醞釀登陸IPO市場 , 這將為國內的產業發展注入大量資金 , 并將吸引更多的風險投資投入到IC設計領域 , 將極大的推進IC設計行業的發展 。芯片制造和封裝設計領域 , 在出口拉動下 , 將呈現顯著增長趨勢 , 特別是芯片制造業 。芯片制造業規模在未來兩年 , 將有快速的增長 。華為等多家IC設計企業已經開發下一代IC產品 , 并投入到手機、便攜電子產品等終端產品應用中 。長電(音)科技等封裝測試企業在不斷擴大生產規模的同時 , 在CSP等先進封裝工藝方面取得突破 。國家01、02專項正在深度實施 , 將大力促進產業發展 。
國家目前大力發展戰略新興產業 , 為半導體產業帶來了極大的機遇 。國家明確加快培育新材料、節能環保等戰略新興產業 , 這不僅將成為十大產業振興規劃之后國家經濟增長的又一強大動力 , 更將為國內的IC產業發展提供難得的機遇 。在國家大力發展戰略新興產業的大背景下 , 3G、移動通信、半導體照明、汽車電子等新興領域正在迅速發展 , 系中孕育著巨大市場 , 將促進我國的IC產業進一步發展 。
什么是半導體?什么是IC產業???
多年前 , 我也不知道這到底是什么?是收音機?是乘車的ic卡?直到我和諸位大咖一起學習 , 逐步吃透 , 才知道這是制造業的明珠 , 精密制造的頂峰 , 集成電路 。
集成電路(以下簡稱“IC”)產業是半導體產業的核心 , 市場份額高于80% , IC產業鏈核心環節主要分為上游IC設計、中游IC制造及下游IC封裝測試 。IC生產流程以IC設計為主導 , 由IC設計公司設計出集成電路 , 然后委托IC制造廠生產晶圓 , 再委托IC封裝廠進行封裝和測試 , 最后銷售給電子整機產品生產企業 。
我國IC產業起步較晚 , 通過二十年的快速發展 , 我國IC產業從無到有 , 從弱到強 , 初步形成了覆蓋設計、制造、封測全產業鏈自主可控的產業生態 , 并在全球IC市場中占據了重要地位 。根據中國半導體行業協會統計 , 2021年我國IC產業市場規模為10458.3億元 , 相比2020年8848億元 , 同比增速為18.2% 。其中IC設計產業銷售額為4519億元 , 同比增長19.6%;IC制造產業銷售額為3176.3億元 , 同比增長24.1%;封裝測試產業銷售額2763億元 , 同比增長10.1% 。
這是我最近查閱的一些資料 , 因為今天某位領導找我 , 了解一些情況 , 做一些科普 。與這個方向同行了近5年了 , 見到過一些企業的輝煌 , 也見到過大吃小的慘烈 , 這是高投入 , 高風險 , 高回報的方向 , 前5至10年基本上看不到收益 , 但是一旦成型 , 得到認可 , 將是百分之一百的利潤回報 , 有幸見到這一刻 , 也為能夠耐得住寂寞 , 吃得起苦 , 始終如一的企業家感到驕傲 , 這不是一般人能夠承受的心理壓力 。這正是這樣 , 在這個動蕩的年代 , 在這個大國博弈的歷史時刻 , 讓一些企業脫穎而出 , 這不是偶然 , 這是默默努力的必然 。
ic是什么職位呢?ic是投資顧問職位 。ic是英文“investmentcounselor”的縮寫 , 意思是投資顧問 。主要是為客戶提供專業的投資建議 。投資顧問是指專門從事于提供投資建議而獲薪酬的人士 , 它是投資服務中非常重要的角色 。投資顧問 , 有廣義和狹義之分 。
投資顧問的意義
廣義的投資顧問 , 可以是指為金融投資、房地產投資、商品投資等各類投資領域提供專業建議的專業人士;狹義的投資顧問 , 特指在證券行業(如證券公司或專業證券投資咨詢機構)為證券投資者(通常為股民)提供專業證券投資咨詢服務的人員 。負責協助理財師的日常銷售工作 , 合理的為客戶提供財富管理建議及投資計劃產品培訓 。
IC設計職位介紹之“數字后端設計工程師”IC設計職位介紹之“數字后端設計工程師”
數字后端處于數字IC設計流程的后端 , 屬于數字IC設計類崗位的一種 。在IC設計中 , 數字后端所占的人數比重一直是最多的 , 而且隨著芯片規模不斷加大 , 后端工程師需要的人數將會越來越多 。
一般來說 , 數字后端按崗位類別可以分為:邏輯綜合 , 布局布線physical design , 靜態時序分析(STA) , 功耗分析Power analysis , 物理驗證physical verification等崗位 。人才的需求量進一步加大 , 這也是現階段數字后端工程師招聘量巨大的原因 。
1、主要干什么?
邏輯綜合(Synthesis)
主要負責將RTL code轉換為實際后端使用的netlist網表, 一個好的網表對布局布線的工作起到決定性作用 。要盡可能做到performance, power, area的優化 。尤其是現如今的一些要求高性能的設計 , 對綜合的要求非常高 。
綜合質量很大一定程度上取決于綜合軟件的性能 , 業界流行的兩個綜合工具是Synopsys的Design Compiler和Cadence的Genus , 熟練的掌握兩個工具的使用方法是綜合工作的一個基本條件 。
布局布線(PD)
布局布線是數字后端中占比最大的工作 , 主要負責netlist到GDSII的轉化過程 , 步驟包括Floorplan , Place , CTS , Optimize , Route , ECO等 , 確保自己負責的模塊滿足時序還有物理制造的要求 。同時 , 需要協同其他工程師 , 及時提供他們需要的文件 , 比如def, spef , 網表等 。是數字后端中最核心的工作 。
布局布線對工具的依賴程度較強 , 而且工具操作相對來說較為復雜 。業界較為常用的是cadence的Innovus軟件和Synopsys的ICC , 掌握這兩大工具的使用需要花費一定的時間 。
靜態時序分析(STA)
靜態時序分析簡稱為STA , 時序驗證分析是數字后端中的重要一塊內容 , 芯片需要滿足各種corner下面的setup,hold時序要求以及其他的transition, capacitance, noise等要求 。STA需要制定整個芯片的sdc約束文件 , 選擇芯片需要signoff的corner以及全芯片的timing eco流程 。是一份難度要求很高的工作 。
靜態時序分析通常通常需要掌握Synopsys的primetime以及cadence的tempus兩大軟件的使用方法 。
物理驗證(PV)
物理驗證也是tape out前的一項重要事項 。如果物理驗證有錯 , 那芯片生產就會失敗 。在布局布線工具中 , 軟件只能檢查到金屬層上的物理違反 , 而真正的物理驗證需要檢查到器件底層(base layer).因此 , 物理驗證需要將金屬層和底層金屬合并到一起 , 進行全芯片的drc檢查 。同時 , 還需要做全芯片的LVS(版圖與原理圖一致性檢查) , ERC(電氣規則檢查) 。確保芯片沒有任何物理設計規則違反 。
物理驗證一般在mentor公司的calibre中進行 , 是業界標準的物理驗證工具 。
功耗分析(PA)
功耗分析也是芯片signoff的重要一大塊 , 隨著現在芯片的規模越來越大 , 功耗在芯片的中的地位也越來越高 。功耗分析的兩大任務是分析IR drop(電壓降)和EM(電遷移) 。及時將結果反饋給布局布線任務組 , 讓他們及時修改后端設計圖 , 解決設計中潛在的問題 。
一般功耗分析使用的工具有Ansys公司的redhawk , 以及cadence公司的voltus和synopsys公司的ptpx 。
2、主要打交道的人
數字后端工程師通常都是以一個項目組作為一個團隊 , 前面說的這些任務都會分為不同的角色 。通常 , 一個項目中會有一名頂層工程師 , 一名STA工程師 , 一名功耗分析工程師 , 一名物理驗證工程師以及若干名模塊工程師 , 這些工程師需要相互合作 , 共同完成全芯片的RTL到GDSII的過程 , 同時確保沒有時序以及物理驗證上的違例 。
數字后端工程師還需要經常與前端工程師打交道 , 確保網表的功能正確以及sdc的正確制定 , 及時將后仿文件交付給前端 , 讓前端工程師能盡快通過仿真發現潛在的設計問題 。
DFT工程師也是我們經常與要交流的 , 因為測試邏輯設計在現在的芯片中的比重越來越大 , 后端工程師需要與DFT工程師確認好測試SDC的制定 , 掃描鏈scan chain的物理走向等任務 。
3、需要掌握的技能和條件 。
數字后端主要以軟件工具為主 , 主要掌握以下軟件(以cadence, synopsys,mentor公司為主)
布局布線:Innovus/Encounter, ICC2/ICC
綜合:DC ,  Genus
物理驗證:Calibre
靜態時序分析: PrimeTime, Tempus
功耗分析: Redhawk, Voltus , PTPX
每種平臺需要你掌握的技能不大一樣 , 通常學會每種平臺下學會一種工具即可 。一個初級工程師想全部掌握這些技能也很難 , 如果這些工具你都會使用 , 就變成老司機了 。
由于數字后端工程師需要跑一些自動化的任務 , 所以掌握必要的腳本語言也是必須的 , 比如掌握下面知識就顯得比較重要:
Verilog
TCL
Perl
Python
所有的技術類崗位 , 主要看的兩點就是:專業技能(skills)和項目經驗(experience) 。所以除了上面列的這些技能 , 你能實際做過一兩個項目 , 哪怕是一些小模塊的后端設計 , 也是很重要的 , 尤其是做項目過程中積攢的debug經驗 。
如果你是在校學生 , 學校里實踐數字后端的機會較少 , 所以基本上你只要簡單懂一點流程以及時序方面的內容 , 可能就可以找到數字后端工程師的職位了 。現在在校學生通過各種渠道(比如E課網) , 很多同學都掌握了上面的這些技能 , 甚至積累了一兩個項目經驗 。會的人多了 , 招聘的要求也自然高一些了 。
現階段 , 數字后端工程師主要還是以招聘研究生為主 , 本科生招的很少 。不過好消息是對專業的要求并不是很苛刻 , 并非集成電路方向不可 , 只要你掌握了上面的這些技能 , 哪怕不相關專業 , 比如材料、物理、自動化、機械等專業 , 也是可以成功應聘 。
學歷本科的同學也不要氣餒 , 有工作經驗的本科生 , 還是可以找到數字后端工程師的職位的 , 而且有很多成功的例子的 。畢業學校一般的同學也不要氣餒 , 985高校畢業 , 肯定是有優勢的 , 但畢竟每年畢業生不多 , 在現在IC行業整體缺人的大背景下 , 依然會招收學校排名一般的學生的;當然前提還是一樣 , 有專業技能(skills)和項目經驗(experience) 。
無懼裁員 , IC行業中沒有35歲
35歲現象在互聯網行業中比較普遍 。在35歲之后 , 面臨上升通道受阻 , 跳槽無門的現象 。
程序員35歲之后 , 技術水平提高速度變慢 , 但是由于上有老下有小 , 家事纏身 , 也沒有太多的精力像年輕人樣 , 經常加班 , 熬夜 。因此 , 職場上競爭力不升反降 。一旦不行遇到公司裁員 , 會陷入被動境地 。同時 , 很多公司在招聘時喜歡要求35歲以下 。這就是35歲現象 。
最近一兩年 , 互聯網公司裁員不斷 。很多公司甚至整個部門的裁員 。比如前些年還很火的教培行業 , 很多互聯網企業紛紛入局 。但是突然風向就變了 , 大小公司開始大量裁員 。
這時候受影響最大的是哪類人呢?就是自身的技能和行業以及公司深刻綁定 , 技能不具有遷移性的工作 。
35歲現象 , 也跟行業是否景氣有關 。如果行業景氣 , 比如現在的IC行業 , 人才奇缺 , 35歲現象并不明顯 。同時 , 我們也應當考慮到 , 行業景氣與否 , 也是有其周期性的 。火熱與衰退交替進行 , 才是行業的正常現象 。因此 , 我們不應指望行業永遠這么火熱 。
我們可以做這樣一個假設 , 當你35歲或者人到中年 , 這時候你可能是一個團隊的負責人 。突然之間 , 公司宣布團隊所在的產品線由于市場因素宣布不再做了 。
這時候 , 公司提供了兩個選擇 。調劑到別的組 。或者領一筆賠償金 , 自己另謀生路 。
于是你選擇去別的組 。有很大的可能是別的組的領導和你年齡相仿 , 他覺得你本來和他平級 , 去了他那里他沒有信心或者不好意思讓你當他的手下 , 因此拒絕了 。于是你只好到人才市場 。結果發現 , 公司之所以裁掉了這個方向 , 是因為這個方向整個行業處于低潮期 , 因此 , 市場需求很少 。此時的你 , 技能和某個行業深度綁定 , 因此其他方面并不懂 , 因此 , 很難找到相應的工作 。這種現象可能多見于有著多個不同產品線的公司 。
以上假設的情況在很多程序員身上表現得非常明顯 。特別是新的編程語言不斷涌現 。很多老程序員拿手的語言 , 對于很多公司來說可能已經落伍了 。當然 , IC行業這樣的現象也存在 , 有可能是你非常善于做擴機芯片 , 但是比特幣下行 , 突然沒有什么需求了 。你的技能也就沒有價值了 。因此 , 建議不要讓自己的技能限定于特定行業 。
提到比特幣 , 我想起行業老大比特大陸就曾大量招人 , 然后才兩個月 , 又開始裁員 。很多人實習期沒過就被裁了 。可見這個行業的變化之劇烈 。最近又聽說比特大陸開始做AI了 。不過我覺得 , AI行業也是一個非常特定的行業 , 可能有著光明的未來 , 但是也有可能泥沙俱下 , 需要警覺 。
數字芯片設計中 , DFT , 綜合以及后端的技能是具有非常強的可遷移性 。可遷移性的表現就是 , 你可以應聘做GPU的公司 , 也可以應聘做IOT的公司 , AI的公司甚至擴機公司等等 。
如果是前端 , 可能需要對某個方向有一定的了解 。從可遷移性的角度來看 , 略微差一些 。但是由于語言相同 , 相對于互聯網行業來說 , 還是要強不少 。
從知識時效性角度來看 , IC工程師也擁有很大的優勢 。verilog語言已經用了幾十年了 , 現在仍然是主流 。盡管很多high level的HDL也不斷出來 , 但是實際使用中仍然有很多問題 。還有就是后端流程中使用的腳本語言 。多虧了EDA公司的大力推薦 , tcl現在是 , 以后也將是主流 。perl的流行程度似乎要被python超越 , 但是perl仍然有用武之地 。
芯片設計行業工藝經常更新 , 但是老的知識已然適用。現在成熟工藝依然占有更多的市場份額 。如果你干后端十幾年 , 我甚至認為即使脫離行業幾年 , 經過短時間的熟悉 , 你還能重拾技術 , 依然可以帶新人 , 建團隊 。
我們再來談談模擬 , 模擬設計主要是和外界交互 , 模擬的方向比數字要少的多 , 你只要掌握了ADC , PLL , 多種高速接口等就可以平步天下 , 甚至有人一直鉆研一個方向 , 比如ADC做得好 , 這個技能也足以衣食無憂 。當然 , 模擬設計中一些協議可能會更新 , 精度要求有所不同 , 要求的速度可能會提高 。比如 , ddr2升級到了ddr3 , 然后又有了ddr4 , ddr5 。但是有了ddr5并不代表ddr3就沒有人用了 。
事物都有兩面性 。知識時效長 , 技能可遷移性好 , 也有不好的一面 , 那就是可替代性強 。很簡單 , 如果我可以輕易找個年輕人就能做好 , 為什么要找又貴脾氣又大的中年人呢?這里就給我們提了一個要求 。就是在工作中 , 盡量爭取做那些重要并具有一定決策權的任務 。因為芯片流片費用非常高 , 特別是先進工藝 。沒有人愿意冒著流片失敗的危險 , 放手讓年輕人去做 。即使公司沒有找到非常有經驗的人來進行流片決策 , 也要請有經驗的朋友來進行review 。這也說明了 芯片行業的高成本 , 對于35歲現象也有一定的緩解作用。
看完本文 , 是不是感到有幸進入芯片行業?工資不輸互聯網 , 卻有著比互聯網更長的職業生涯?不過最后還是送一句忠告 , 居安思危 , 如履薄冰 。

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