一篇文章带你了解芯片设计全流程及相关岗位划分

大家好，欢迎来到IC修真院。

现如今IC设计行业正值风口，但还是有很多同学不清楚IC设计到底是什么？这个行业的全貌是怎样的？更是不清楚自己适合其中的哪些岗位？

今天，我们就一次来把这些问题回答清楚。

一、什么是IC设计？

IC是Integrated Circuit的缩写，即集成电路，是我们所说的芯片，IC设计就是芯片设计。

这里就需要科普一个概念：一颗芯片是如何诞生的？

就目前来说，有两种芯片产出的模式。

1、一条龙全包

IC制造商（IDM）自行设计，由自己的产业线进行加工、封装、测试、最终产出芯片。

2、环节组合

IC设计公司（Fabless）与IC制造公司（Foundry）相结合，设计公司将最终确定的物理版图交给Foundry加工制造，封装测试则交给下游厂商。

而IC设计，即上游设计中所处的部分。

二、IC设计的具体流程是怎样的？

源于对处理信号类型的不同，芯片主要分为数字（Digital）与模拟（Analog）两大类。

芯片设计这个环节分为前端和后端两部分，但岗位并不只是两个这么简单，这个下面会讲，以数字IC举例。

如果要给小白解释的话，可以这样简单的讲：

设计一款芯片，明确需求（功能和性能）之后，先由架构工程师设计架构，得出芯片设计方案，前端设计工程师形成RTL代码，验证工程师进行代码验证，再通过后端设计工程师和版图工程师生成物理版图。

设计环节到此为止，后面则是制造和封测环节。

物理版图以GDSII的文件格式交给Foundry（台积电、中芯国际这类公司）在晶圆硅片上做出实际的电路，再进行封装和测试，就得到了芯片。

如果要专业一点来讲解的话：

数字前端以设计架构为起点，以生成可以布局布线的网表为终点，是用设计的电路实现需求。

主要包括RTL编程和仿真，前端设计还可以划分为IC系统设计、验证、综合、STA、逻辑等值验证 (equivalence check)。其中IC系统设计最难掌握，它需要多年的IC设计经验和熟悉那个应用领域，就像软件行业的系统架构设计一样，而RTL编程和软件编程相当。

数字后端以布局布线为起点，以生成可以可以送交foundry进行流片的GDSⅡ文件为终点。

根本目的是将设计的电路制造出来，在工艺上实现想法。后端设计包括芯片封装和管脚设计，floorplan，电源布线和功率验证，线间干扰的预防和修正，时序收敛，自动布局布线、STA，DRC，LVS等，要求掌握和熟悉多种EDA工具以及IC生产厂家的具体要求。

三、芯片设计环节上的岗位划分

上面提到，目前芯片主要分为数字和模拟两个方向，而不同方向也对应不同的岗位。

相应的流程中每个环节，都需要不同职能的工程师，同样以数字芯片设计为例。

系统架构师

即芯片设计职业发展的天花板，经验决定能力的高级岗位，一般需要十年的数字IC全流程经验。

工作内容：定义芯片Spec、搭建顶层架构并建模、高层次仿真、制定设计分工。

薪资水平：百万起步。

前端设计工程师

将架构师的spec通过Verilog硬件描述语言设计RTL代码，完成各模块的功能。

任职要求：熟悉逻辑设计，熟悉数字芯片IP模块，熟练掌握Verilog HDL语言

薪资水平：以今年应届生行情来看，起薪20W-40W。

后面所提到的功能验证、后端设计及DFT，薪资基本与设计一致，只是后续职业发展不同罢了。

功能验证工程师

为前端设计做设计的代码进行纠错，查找可能存在的问题和漏洞，确保RTL设计满足芯片需求且且能正常运行。

任职要求：熟悉验证工具，擅长软件编程，了解SV和UVM。

后端设计工程师

将验证无误的RTL代码转化为门级网表，进行布局布线，时序分析，DRC/LVS等工作，在保证需求实现的基础上减少面积，降低功耗。

任职要求：熟悉后端设计工具，熟悉版图，了解芯片制造工艺。

DFT工程师

芯片内部往往都自带测试电路，DFT存在的意义是在设计时就考虑将来的测试，提高测试覆盖率，缩短芯片测试时间。

岗位属性决定了DFT的岗位需求并不像前三个那么多，相对冷门。

任职要求：熟悉DFT原理，流程，熟悉相关EDA工具。

版图工程师

岗位内容：根据后端工程师完成的电路设计图，绘制版图。

任职要求：熟练掌握版图设计工具。

薪资水平：起薪10W-20W，版图岗位当前市场供原小于求，所以薪资还在不断上升。

四、如何选择适合自己的岗位？

这是99%的同学都会遇到的问题，也是大多数同学都会陷入误区的问题。

一个成电微电子的同学，一开始竟然要学版图，而一个天坑专业转行的同学，张口就是要学前端设计，还有那种本来冲着数字设计岗位去的，最终做了FPGA的活。

这样的例子比比皆是，一方面是缺乏对岗位的正确认识，另一方面则是不了解市场要求。

先说设计 ，门槛最高。大多数公司会有专业或者学历的限制，以IC修真院前端设计培训学员比例来说明，要么是微电子专业的科班同学，要么是知名985/211的相关专业硕士，后者还需要具备一定verilog基础。

而验证和后端 则是大多数转行同学的选择，以转行难度来说，二者没有区别，只是侧重方向不同。

验证考验代码能力，如果之前接触过其他编程语言，是会更好的入门；而后端则是考验逻辑能力和英语水平，毕竟要接触的所有工具都是全英文的。

版图 作为门槛最低的岗位，最大的好处就是简单易上手，为普通本科及大专的同学提供一个更好的就业方向，无论从薪资水平还是工作环境上，都是要比原有工作要好上许多的。而目前市面上IC设计公司对版图岗位的招聘比例也是大专更多一些。

结语

以上即是芯片设计全流程，以及设计环节上的岗位职责划分，希望可以帮助同学们更好的认识IC行业，了解IC行业，最终成功进入IC行业。

年薪百万的芯片工程师到底是干嘛的？

当你转行成为一名数字芯片工程师后：

你朋友：你现在在搞芯片？

你：对，芯片设计相关的。

你朋友：那你们一般多久下一次产线？

你：我不进产线，我们工作环境类似程序员。

你朋友：奥，就也是要敲代码？

你：Emmm...也不是敲代码。

你朋友：那你们平时都干啥？

你：这，怎么说呢...

（如果你是功能验证工程师，大概率还要解释半天验证和测试的区别）

这还是略懂一些的朋友。

如果是长辈问，什么技术员、坐办公室的、搞电脑的、搞手机零件的......就更千奇百怪、离谱至极。

请把“真实”敲在公屏上。

所以这也算是一篇科普向的内容。

如果你已经是芯片工程师，也面临上面的情况，不妨以后就这么介绍。

如果你是打算入行IC的小白，目前还在云里雾里，也可以先认真了解一下——什么是数字IC设计。

1.数字IC是什么？

IC英文全称Integrated Circuit，也可以直接理解成芯片。

平时经常提的半导体、集成电路，虽然指向各有侧重，尤其是半导体，严格来说是半导体材料，但是平时大家都粗略地、直接地理解成芯片相关的领域。

现在比较火的除了数字IC，还有模拟IC。

数字IC就是用来传递、加工、处理数字信号的。

模拟IC就是用来处理自然模拟信号的，要更难一些、门槛也更高。

目前的情况是，数字IC的市场需求量和岗位容量更大，所以转数字IC的人更多。

2.下不下产线？

这一行的产业链比较长，有要下产线的岗位，也有不接触产线的岗位。

一颗芯片从无到有，基本上要经历三大阶段：设计阶段、制造阶段、封测阶段。

设计阶段的岗位就是全员不下产线的。

你问我什么算设计阶段？

芯片在晶圆厂（台积电、中芯国际）生产之前的，都算设计环节。

你问我光刻机算哪个阶段？

光刻机属于设备，算制造阶段的上游，与IC设计无关。

3.敲不敲代码？

有的岗位要敲的，比如前端设计和功能验证，但是不是天天硬刚代码。

主要的工作重点在于芯片功能的设计和验证，其次才是代码实现。

至于大家常用的Verilog，那是硬件描述语言，写出的RTL代码不叫编程，叫描述电路。换句话说，RTL代码不是在“写代码”，而是在画电路结构。

那为啥要掌握C/C++/python呢？

这都是用来提升工作效率的工具，我们记住一些常用的命令就能应对工作所需了。

整体来说，很适合那种苦苦追寻“软硬兼施”工作性质的朋友。

4.都有什么岗位？

数字IC设计阶段的岗位有这么五个：

系统架构师

前端设计工程师

功能验证工程师

后端设计工程师

DFT工程师

这几个岗位都是在办公楼里坐办公室的，工作环境很像程序员，但是和程序员工作内容完全不一样。

5.怎么介绍工作内容？

一切都要从市场部/产品经理提出需求之后说起...

架构师： 统筹兼顾。站在最高处，负责整个芯片方案的制定。

前端设计： 开始具体的设计部分，完成芯片功能的实现。就像建筑设计师要设计一栋大厦一样。

功能验证： 给前端设计“找茬”，一个模块一个模块去验证，看设计是不是符合了功能要求。

后端设计： 是最接近制造端的岗位。前面环节给出的都是代码，后端设计就要更加考虑物理实现了，比如电路的布局布线。

DFT设计： 主要是方便芯片“封测阶段”的测试，为了在芯片流片之后能够大规模测试芯片。

架构师是接近天花板的存在了，入门级是不可能做架构师的。而DFT的岗位需求量又比较小。

所以现在对于入行、转行来说，最火爆的就是前端设计、功能验证、后端设计这三个岗位了。

随着越来越多的优秀人才进入IC行业，文章开头所描述情景也会愈加频繁地出现在饭桌上、微信里。

文中尽可能避免了一些专业词汇的出现，所以一些描述并不是那么专业且精准。但是和朋友、长辈解释足够了。

冲在芯片研发一线的诸君，都是浑身发着光的，可不是大姑二姨说的技术员！

相关问答

我想做硬件工程师，研发芯片的，学什么专业?

一个是软件工程师,一个硬件工程师。硬件肯定微电子,不过其他专业学好模电数电单片机都可以的。不过西电每年都要辩一辩去不去华为,毕竟螺丝钉一个是软件工程...

学软件工程的人能不能学人工智能和芯片开发，为什么呢?

人工智能中偏软件的方向可以,机器学习与数据挖掘,自然语言处理,计算机视觉等等,当然要学好数学、算法,这样的话进入人工智能领域会打好扎实的基础芯片开发...

芯片体系结构工程师..._结构工程师_帮考网

芯片体系结构工程师是指负责设计和开发芯片体系结构的专业人士。他们需要深入理解计算机体系结构、计算机组成原理、数字电路、微处理器等方面的知...

什么是电子硬件工程师，在国内有前途么?申请方

关于硬件工程师在国内的情况,这里有一些描述,你可以看一下硬件工程师VS软件工程师(点击蓝字的链接进去就行),希望可以给你一些启发,毕竟涉及自己人...

集成电路IC设计/应用工程师工作职责是什么?发展前景怎么样?...

[回答]在找工作的时候,很多想要从事集成电路IC设计/应用工程师的同学都想提前了解一下这个岗位的工作职责是什么,以及任职要求都有哪些,都需要学习什么技...

EE集成电路方向，申请英硕，择校求给建议，已附个人基本情况?

感谢邀请!看你的这些条件,绝对的人才呀。如果说你想去英国的话,联系你选帝国理工吧不管是学校实力,还是集成电路这一块的专业实力,在世界上都应该算是比较前...

如何成为芯片工程师?

成为芯片工程师需要具备以下步骤:1.掌握基础知识:芯片工程师需要具备扎实的电子学基础知识,包括电路分析、电子元件和器件的工作原理,数字电路和模拟电路的...

芯片验证工程师可以自学吗?

如果相信自己的学习能力和自制力的话,自学的时候可以去找一些网课,这里就不推荐了,因为我也不太清楚,怕误导大家。当下国内高校并未开设专门的芯片验证课程...

芯片工程师可以自学吗

1,不可以自学2,这和IT行业还不一样。IT行业你是可以不通过学历也能证明你很牛叉的行业。你可以通过向别人展示下你github的开源项目,你的算法,你的数学功底...

海思拥有多少芯片工程师?

七千名芯片工程师海思半导体成立至今已有十几个年头,在2004年之前,海思只是华为的一个芯片设计部门。近年来,海思半导体几乎为华为承担了所有先进手机芯片的...