本文主讲《数字IC设计与模拟IC设计的区别》,希望对新入行或想入行的同学在方向选择时提供有效的参考。
一、数字IC与模拟IC的作用区别
数字IC是用于传递、加工、处理数字信号的,在近年来也是发展最快,应用最广的,因此也导致数字IC近年来的就业岗位需求量在不断上升;模拟IC是用于处理连续性的光、声音、速度、温度等自然模拟信号的,模拟IC由于国产替代空间广阔,因此在国内的就业岗位需求量在在不断扩大。
简单总结二者的区别:
数字IC就是处理数字信号的,比如CPU、逻辑电路等;模拟IC是处理模拟信号的,比如运算放大器、线性稳压器、基准电压源等;数字IC处理的是非连续性信号,都是脉冲方波。而模拟IC处理的信号都具有连续性,可以转换为正弦波研究。
而如今的芯片大多数都同时具有数字和模拟,一块芯片到底归属为哪类产品是没有绝对标准的,通常会根据芯片的核心功能来区分。
在数模混合芯片的实际工作中,数字IC与模拟IC工程师也是遵照各自的流程分别开展工作。
二、今天的半导体产品主要有
其中,前四类是通常说的是芯片产品,后三类是器件产品;
通常说的数字IC设计,大部分是指逻辑芯片的设计工作(即数字芯片设计)。
逻辑芯片(即数字芯片),主要处理逻辑运算,因其处理的信号是二元的0和1,即数字信号,这与计算机科学的基础是二进制有关。这类芯片是为各种实际应用场景的数字化、智能化做的特殊定向设计,也就是所谓的ASIC,Application Specific Integrated Circuit。
所以很多想转数字IC的同学就需要注意自己是否有电子、计算机等相关基础。
存储器和微处理器,虽是数字信号为主,但这类产品的性能要求追逐最先进的工艺节点,或是使用特殊工艺,使得对IC工程师的门槛要求更高,数量需求反而不大。
模拟芯片是处理模拟信号的,模拟信号都具有连续性,而自然界的信息实际是以模拟(连续)的形式存在的,在用数字信号来组织逻辑运算,在运算完成后,再将数字信号转回模拟信号,对接外界;
同时,在处理的信号有大有小,为了将其规范为合适的大小,需要高保真的放大电路(即运算放大器);
此外,为其他芯片提供稳定驱动和供电,被称为电源管理,也是模拟IC方向之一;
再有,随着移动场景的应用,运用高频进行远距离信号传输,射频芯片也成为模拟芯片的一个独立分支,需求量也正在日益增大。
三、数字IC与模拟IC岗位区别
数字IC岗位:
- 数字IC前端设计工程师
- 数字IC功能验证工程师
- 数字IC后端设计工程师
数字IC前端设计:简单讲就是工程师用Verilog(硬件描述语言)来定义芯片的逻辑功能,最终生成RTL代码。本岗位需要有清晰的逻辑能力,算法能力,及对Verilog与相关EDA工具的运用。
数字IC功能验证:简单讲验证工程师是通过验证方法学来验证前端工程师的RTL代码,也就是逻辑功能,是否有bug,是否符合要求。本岗位需要有较好的编程能力,及对sv与uvm、相关EDA工具的熟练运用。
数字IC后端设计:简单讲后端是通过验证后的RTL代码,将其变成电路图,(例:综合网表,布局布线,仿真,调整等),最后生成用来制造掩膜版的GDS文件,传给晶圆厂进行制造。本岗位需要对EDA工具的使用熟练掌握,同时要频繁更新自己掌握的先进工艺知识。
模拟IC岗位:
- 模拟IC设计工程师
- 模拟版图设计工程师
模拟IC设计:简单讲从单个晶体管开始,进行电路设计最终给出完整电路图。本岗位需要掌握模拟电路原理,根据芯片要求采用合适的电路结构,定义具体器件参数,然后通过EDA工具仿真,调整电路参数,同时也需要对器件和制造工艺有了解。
模拟版图设计:简单讲就是根据模拟IC设计工程师给出的完整电路图,进行绘制版图,物理验证,并tapeout版图文件给Foundry进行制造。本岗位需要可以看懂电路图,掌握设计匹配规则,绘制工具,熟悉版图绘制。
而就薪资上来说,数字设计方向上三个岗位基本在今年都能拿到30-40W的水平,sp甚至可以拿到50W,而模拟设计因为本身岗位不多,国内人才更为稀缺,对科班的要求更为严苛,因此价格会比数字IC高一些,模拟版图则是比设计略低,因为门槛较低,差不多是20—30W的区间。
四、数字IC与模拟IC的市场需求
数字IC在近年来是发展最快,应用最广的,因此也导致数字IC近年来的就业岗位需求量在不断上升,而对应的岗位需求也要多于模拟IC设计;
而模拟IC由于国产替代空间广阔,因此在国内的就业岗位需求量虽然也在不断扩大,也只稍逊色于数字IC。