大家都知道模拟IC设计门槛更高、难度更大、薪资更高。
因为模拟IC非线性特性处理、高精度要求、对工艺变化的敏感性、复杂调试过程复杂度都远超数字IC,对工程师理论储备的深厚程度与实践经验依赖性也比较大。和数字IC重点考虑PPA不一样,模拟IC工程师一般要考虑的因素比较多,比如速度、功耗、增益、精度、电源电压等等。
模拟IC设计是一个迭代过程,工程师需要培养强大的问题解决能力,通过设计-测试-优化的循环,不断调整和优化设计,直至满足性能指标。
一个合格的模拟IC工程师应该掌握哪些内容呢?
一些模拟电路的基础模块是要自己掌握的,包括:Bandgap,Regulator,Current Mirror, Comparator,Oscillator,OPAMP。
Bandgap,包括书本上的基础电路,另外还有 电压低于 1V的,带温度补偿的,超低功耗的
Regulaotr,书本上的,超低功耗的,极点在内部的,极点在外部的,带零点补偿的,来来回回10来种结构都要会。
Current Mirror, 单管的,高摆幅的,高输出阻抗,带Vds补偿的
Comparator,低速带放大级,高速带offset补偿,kick back补偿,Auto-Zero等
Oscillator, Ring OSC, LC OSC, 以及其PVT补偿电路
放大器,5管基础放大器, 2级放大器,高速放大器,R2R放大器, 双端输入带共模补偿放大器,低功耗放大器,低电压放大器 以及这些放大器所需要的所有稳定性分析,零极点分析,offset分析,noise 分析,功耗面积trade off
来源:知乎 amod
把这些基础电路搞明白,正常人一般需要5年左右,高手3年就差不多。
如果时间充裕,拉扎维(Razavi)、艾伦(Allen)、格雷(Gray)是必啃的,从基础模块开始自学,掌握不同功能电路的原理和设计方法。
但很多在职朋友的时间和精力有限,所以生啃大块头书籍的可行性就比较低。这就需要大家在工作的过程中学,利用一切可以利用的资源。
提升设计能力的关键行为有哪些?
学习重点聚焦:解决当前工作中的实际问题,优先参考公司文档,这是最直接高效的学习途径;其次是书籍、IEEE论文。
自动化与脚本化:针对琐碎、重复性的任务(如测试、数据处理),优先考虑自动化或脚本化来提高工作效率。
学会复现模块:从原理图(schematic)到版图(layout)全流程过一遍,并理解设计指标和测试方法。搞懂电路原理后开始仿真和设计,避免直接参考成熟设计。
设计优化迭代:仔细对比自己的设计与参考设计的性能、面积、功耗等,分析差异并优化。提高仿真效率,采用更高效的方法减少重复劳动,提升设计能力。
主攻一个方向:比如AD/DA、Power、Serdes、PLL等(模拟IC设计工程师根据领域的不同可以分为电源、射频、信号链、传感器这些方向。其中电源包括DC/DC、AC/DC、线性Charge、BMS等;射频包括无线通信、雷达等;信号链包括放大器、比较器、滤波器、ADC、DAC、PLL、接口等。),同时辅攻一个相关领域,形成深度与广度兼备的知识体系。
成本与工艺意识:在设计时考虑成本效益,了解不同工艺节点对模拟电路设计的影响。熟悉半导体制造工艺,理解版图设计对性能的影响,与版图工程师有效沟通。
深度复盘:每完成一个模块或项目后,必须进行复盘,记录踩过的坑和学到的经验。通过深度理解产品架构和全局思维,努力让自己成长为团队的技术核心。
多沟通多交流:主动向资深工程师请教;通过与不同团队、部门交流,扩展知识面,积累更多实践经验。
关注技术发展方向:关注行业会议、研讨会,了解最新技术进展。
及时思变:如果在公司中长期从事“人肉电池”式工作,且主管无心栽培,建议及早跳槽,选择更适合自身发展的环境。
最后,最重要的一点就是——流片,对于模拟芯片设计来说至关重要。
在流片基础上积累工程经验,知道模拟电路在实际过程还有哪些仿真无法预测的东西,这往往不是一个电路的问题,而是可能各个模块之间配合之类的;针对流片中的问题进一步加深了对电路的理解,并且在此基础上能够有所创新。这才是流片的意义。
IC修真院的65nm流片项目(基于PLL),欢迎感兴趣的朋友前来咨询。